絕緣材料介電強度測試儀

一、概述

LJC-150KV絕緣材料介電強度測試儀采用計算機控制，通過人機對話方式，完成對絕緣介質材料的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。適用于對固體絕緣材料(如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等)在工頻電壓下擊穿電壓，擊穿強度和耐電壓的測試。儀器對實驗過程中的各種數據快速、準確地進行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術指標：

三、安全說明：

試驗在較高電壓下進行，所以我們在設計時加以必要的保護措施以防止發(fā)生意外。

1．試驗在試驗箱中進行，試樣可放在空氣中或變壓器油中。100KV電壓頭安全放電距離對四周均小于200mm，試驗時即使觸到箱壁也不會發(fā)生危險。

2．升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼是連接在一起的，即儀器外殼與該地點的地是等電位。

3．電路保護：儀器設有過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護電路等。

四、整機組成：

1、升壓部件：由調壓器和高壓變壓器組成0～150KV的升壓部分。

2、動部件：由步進電機均勻調節(jié)調壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號線把檢測的模擬信號和開關信號傳給計算機。

4、計算機軟件：通過智能電路把由檢測設備采集的測控信號傳給計算機。計算機根據采集的信息控制設備運行并處理試驗結果。

5、試驗電極：根據國家標準(1408.1-2006)隨設備提供三個電極，具體規(guī)格為：Ф25mm×25mm兩個；Ф75mm×25mm一個。（訂做除外）

五、操作步驟：

1、試驗前的準備：

1）打開試驗機右側的總電源開關,預熱15分鐘。

2）打開計算機進入Windows系統(tǒng)。雙擊本儀器軟件的快捷圖標打開試驗登錄界面輸入登錄密碼即可進入試驗界面。

2、交直流試驗的切換

1）本儀器高壓輸出為交流電壓。直流的獲得方式為在原回路中串入高壓硅堆，使測試回路為脈動的直流電壓。實現的過程為，硅堆已經在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時用一個短路桿把高壓硅堆短接。需要直流試驗時，取出短路桿，使高壓硅堆接入測試電路中，這時回路的電壓為脈動的直流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態(tài)不能改變設備輸出的電壓性質。按下該按鈕，設備僅僅是把直流報警電路接入。指示用戶，當打開箱門時，您需要對高壓均壓球放電。轉動放電桿，使放電桿的端部銅球接觸高壓均壓球。建議用戶每次放電銅球接觸高壓均壓球時間大于五秒。

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。當取出短路桿時，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。短路桿的取出、插入參看左側的示意圖。

4）在直流試驗時，計算機也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結果是不正確的。簡單的說，交流電壓與直流電壓有倍的關系。

 北京縱橫金鼎儀器設備有限公司

3、電壓擊穿試驗“軟件使用說明”：

步：登錄

    點擊“桌面”圖標，選擇程序組“圖標”，執(zhí)行電壓擊穿控制系統(tǒng)。如下圖(圖1)

      (圖1)

使用說明

用 戶 名：輸入用戶名，管理員用戶必須是admin

用戶密碼：輸入用戶密碼（可以忽略）

登    錄：點擊“登錄”，系統(tǒng)對用戶進行驗證通過后進入主界面。

退    出：退出登錄

第二步：參數設置

       登錄后進入主界面，然后點擊工具欄按鈕“參數設置”，如下圖。

(圖2)

使用說明

試驗單位：對材料進行試驗檢測的單位名稱。

送試單位：送材料檢測的單位名稱 。

試驗方式：選擇進行“交流試驗”或“直流試驗”。

試驗方法：可進行“擊穿”，“耐壓”，“梯度耐壓”試驗。

試驗人員：輸入檢測人員姓名。

試驗溫度：輸入試驗溫度。

試驗濕度：輸入試驗濕度。

設備型號：顯示機器型號，此處不可變。

執(zhí)行標準：選擇所使用的標準。

試驗介質：選擇試驗介質，或可以自己編輯寫入。

電極形狀：輸入電極形狀。

電極尺寸：輸入電極尺寸。

使用量程：選擇使用量程，分為10KV   20kV  30kv  50kv  100KV 150KV

峰降電壓：用于判斷材料是否擊穿，必須輸入項。

初始電壓：用于耐壓和梯度耐壓試驗，在試驗開始時將電壓升到的位置。

升壓速度：選擇升壓的速度，控制在試驗過程中升壓的快慢。

梯度電壓：用于梯度耐壓試驗，設置每次升壓的梯度值。

梯度時間：用于梯度耐壓試驗，設置在相應梯度的耐壓時間。

終止電壓：設置在試驗過程中電壓的上限值。

試樣制備：設置試樣的制備信息。

材料名稱：設置試驗材料的名稱。

試驗時間：選擇試驗時期，或寫入試驗日期和時間。

報告編號：設置報告編號信息。

第三步：試樣設置

        設置完參數后，點擊主界面工具欄上的“試樣設置”圖標，顯示如下圖示。

(圖3)

使用說明

試樣編號：設置試樣編號信息，試驗樣品的規(guī)格編碼及編號 。

試樣形狀：設置試樣形狀。

試樣尺寸：輸入試樣的尺寸。

試樣厚度：輸入試樣厚度，用于計算試驗強度，必須輸入。

應用：確認此界面所做設置。

退出：返回主界面，設置無效。

第四步：開始試驗

        設置完“參數設置”和“試樣設置”后，點擊“開始試驗”按鈕，開始試驗。如下圖

(圖4)

 “試驗數據”部分，實時顯示試驗數據結果。可隨時點擊“結束試驗”，結束試驗。

完成試驗任務后，會顯示“是否保留試驗數據”，如果點擊“是”，將試驗結果插入數據列表中。此時試驗編號會自動+1，可繼續(xù)進行試驗，如果改變設置，返回到第二步。一個文件多可保存五組試驗數據。

第五步：曲線對比

    完成試驗后，可以通過勾選試驗序號選擇曲線。然后點擊主界面的“顯示曲線”按鈕，對任意條數曲線進行對比。

第六步：曲線導出

    可點擊主界面的“結果導入Excel”按鈕，將試驗數據結果導入Execl文件。

第七步：打印報告

    試驗完成后，可點擊工具欄“打印報告”按鈕，打印報告。如下圖

(圖5)

在此界面可以更改報告名稱，并可選擇打印的參數和數據項，并可選擇是否打印“試驗參數”，“試驗數據”，“試驗曲線”，“試驗備注”信息。然后可以點擊“打印”查看預覽，或打印。

第八步：其它設置

    可以通過點擊“人員管理”，“界面風格”“幫助”查看相應項。

設備平面圖：

設備高壓部份圖：

六、試驗準備和環(huán)境

1．試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據產品的性能要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產品標準另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過5分鐘。

⒉ 媒質：

⑴氣體媒質：采用空氣，如有閃絡可在電極周圍加柔軟硅橡膠防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙，環(huán)寬30mm。

⑵液體媒質：常態(tài)試驗及90℃以下的熱態(tài)試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內的熱態(tài)試驗采用清潔的過熱氣缸油。

⒊試驗環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗環(huán)境：

溫度為20±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗或潮濕環(huán)境試驗條件由產品標準參照錄中表2予以規(guī)定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復施加試驗電壓來判斷。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

表1    預處理條件

條件處理：試驗前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時間后進行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產品標準規(guī)定。 

表2    條件處理與試驗環(huán)境

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

在工業(yè)頻率下固體電氣絕緣材料的擊穿電壓

和絕緣強度的標準測試方法1

本標準是以固定代號D149發(fā)布的。其后的數字表示原文本正式通過的年號；在有修訂的情況下，為上一次的修訂年號；圓括號中數字為上一次重新確認的年號。上標符號（ε）表示對上次修改或重新確定的版本有編輯上的修改。

本標準已經批準被國防部機構采用。

耐電壓擊穿試驗儀1. 范圍

1.1該試驗方法覆蓋了在工業(yè)頻率下，即所規(guī)定的特定條件下，測定固體絕緣材料絕緣強度的流程。2，3

1.2除非另有說明，否則本測試的規(guī)定頻率為60Hz。但是，該測試方法同樣可以應用于25到800Hz的條件下。如果頻率大于800Hz，那么將產生介質加熱的問題。

1.3本測試方法將與其他ASTM標準或涉及該試驗方法的其他標準結合使用。本方法的參考文獻中將詳細說明所使用的具體標準（參見5.5）。

1.4本方法可以應用于各種溫度，以及適宜的氣相或液相環(huán)境介質。

1.5本方法不能用于測定在本測試條件下為液態(tài)的絕緣材料。

1.6本方法不能用于測定本征絕緣強度，直流電絕緣強度，或是電應力條件下的熱失效（參考測試方法D3151）。

1.7本測試方法常用于測定擊穿電壓與試樣厚度的關系（擊穿）。也能測定擊穿電壓與固體試樣表面情況以及氣相或液相環(huán)境介質的關系（閃絡）。如果加上第12條的修改說明，本測試方法還能用于驗證試驗。

1.8本測試方法與電工協(xié)會（IEC)出版的243-1標準類似。本方法中的所有流程包含在IEC 243-1標準中。本方法和IEC 243-1主要是在編輯上有所區(qū)別。

1.9本標準并沒有列舉所有的安全聲明，如果有必要，根據實際使用情況進行斟酌。使用本規(guī)范前，使用者有責任制定符合安全和健康要求的條例和規(guī)范，并明確該規(guī)范的使用范圍。具體的危害將在第7部分中闡述。也可以參見6.4.1節(jié)。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀2. 引用文件

2.1ASTM標準：4

D374 固體電絕緣體厚度的測試方法（2013年取消）5

D618 試驗用調節(jié)塑料操作規(guī)程

D877 用圓盤電極測定電絕緣液體介電擊穿電壓的試驗方法

D1711 電絕緣相關術語

D2413 用液體介質浸漬的絕緣紙和紙板的制備規(guī)程

D3151 在電氣應力下固體電氣絕緣材料的熱失效的測試方法（2007年取消）5

D3487 在電設備中使用的礦物絕緣油的標準規(guī)范

D5423 強制對流試驗爐中的電氣絕緣評估規(guī)范

2.2IEC標準

出版物243-1固體絕緣材料介電強度的試驗方法—第1部分：在工業(yè)頻率下測試6

2.3ANSI標準

C68.1 絕緣測試技術，IEEE標準號47

1本試驗方法在ASTM委員會D09（電子和電氣絕緣材料）的管轄范圍內，D09.12分會（電學試驗）負直接責任。

本版本于2013年4月1日被批準，2013年4月出版。首版于1922年被批準。上一版為D149-09于2009年被批準。DOI:10.1520/D0149-09R13。

2Bartnikas, R., 第3章, “高電壓測量,” 固體絕緣材料的電學性能,測量技術, 第IIB卷, 工程電介質, R. Bartnikas, Editor, ASTM STP 926, ASTM, Philadelphia, 1987。

3Nelson, J. K., 第5章, “固體的電介質擊穿,” 固體絕緣材料的電學性能: 分子結構和電學行為, 第IIA??, 工程電介質, R. Bartnikas和R. M. Eichorn,Editors, ASTM STP 783, ASTM, Philadelphia, 1983。

4對于參照的ASTM標準，。ｏｒｇ，或聯系ASTM客戶中心，郵件：service@astm.org。對于ASTM標準卷冊的信息，參看ASTMwang站的標準文件摘錄頁。

5該歷史標準的新批準版本見wang站.

6可從電工學協(xié)會（IEC）獲得，

7可從美國國家標準協(xié)會(ANSI)獲得，

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀3. 術語

3.1定義：

3.1.1介質擊穿電壓（電擊穿電壓），名詞：使得位于兩個電極之間的絕緣材料失去介電性能的電勢差（參見附錄X1）。

3.1.1.1討論一介質擊穿電壓有時也簡稱“擊穿電壓”。

3.1.2介電失效（在測試中），名詞：指在測試限制的電場條件下，能夠持久由介電電導率上升所證明的情況。

3.1.3絕緣強度，名詞：指在測試的特定條件下，使得絕緣材料介電失效時的電壓梯度。

3.1.4電氣強度，名詞：參見絕緣強度。

3.1.4.1討論一在上，“電氣強度”更常用些。

3.1.5閃絡，名詞：指發(fā)生在絕緣體或絕緣體周圍介質的破壞性電火花，不一定對絕緣體產生yong久損害。

3.1.6其他與固體絕緣體材料相關術語的定義，參見術語D1711。

耐電壓擊穿試驗儀4. 測試方法概要

4.1在工業(yè)電頻率條件下（如無特殊說明，則為60Hz），對測試樣品采用不同的電壓。以使用電壓所描述三種方法中的一種，將電壓從0或從低于擊穿電壓的恰當電壓開始，升高到測試樣品發(fā)生介電失效為止。

4.2大多數情況下，在測試樣品的兩邊安裝簡單的測試電極，以進行電壓測試。測試樣品可以是模制的，也可以是鑄造的，或是從扁平薄板或厚板上切割下來的。也可以使用其他的電極或樣品結構以適應樣品材料的幾何形狀，或是模擬正在被評估材料的特定用途。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀5. 意義和使用

5.1電絕緣的絕緣強度是決定材料可以在何種條件下使用的關鍵性能。在很多情況下，材料的絕緣強度是所使用裝置設計的決定性因素。

5.2本方法中介紹的測試，將用于提供部分所需的信息，以判斷材料在一定應用條件下的適用性；當然也能用于檢測由于流程的變化，老化的程度，或是其他制造或環(huán)境條件而造成的變化或是與正常特征的偏差。該測試方法可以有效地應用于流程控制，驗證或研究測試。

5.3本測試方法所獲得的結果，很少能直接用于實際使用材料介電性能的判斷。在大多數情況下，還需要對其他功能測試和/或對其他材料測試所獲得的結果進行比較，以估計出它們對特定材料的影響，才能進行評價。

5.4在第12章中將具體說明三種電壓使用方法。方法A，快速測試；方法B，逐步測試；方法C，慢速測試。方法A常用于質量控制測試。較費時的方法B和C通常給出較低的結果，但在對不同材料進行相互比較時，它們所給出的結果更有說服力。如果可以安裝電動電壓控制器，那么慢速測試法將比逐步測試法更簡單，也更常用。方法B和C所獲得的結果可以相互比較。

5.5詳細說明本測試法的文件如下：

5.5.1電壓應用的方法。

5.5.2如果是慢速測試法，應說明電壓的增速。

5.5.3測試樣品的選擇，準備和調整。

5.5.4測試時的環(huán)境介質和溫度。