陶瓷的击穿及耐压试验设备

ZJC-20KV陶瓷的击穿及耐压试验设备

一、结构原理及性能特点

 ZJC-20KV陶瓷的击穿及耐压试验设备高压变压器主要产生试样所需的直流电压，调压器用于调节升压变压器输入端电压以产生高压所需的输入电压，电压测量主要是从高压变压器测量端测量，高压变压器测量端和高压端是线性的；试验软件是我公司研发的功能强大、操作简单、显示直观的试验软件系统。采用计算机控制，过人机对话方式，完成对、绝缘介质的工频电压击穿，工频耐压试验。主要由：升压系统(高压变压器)、测量系统、A/D转换器、放电系统、电极、油箱、电极定位架、计算机数据处理系统、软件等组成；

二、制造和检验标准

1、GB1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》

2、GB1408.2-2006《绝缘材料电气强度试验方法 

第2部分：对应用直流电压试验的附加要求》

3、JJG 795-2004 《耐电压测试仪检定规程》

三、适用的试验方法标准

1、GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》

2、GB/T3333《电缆纸工频击穿电压试验方法》

3、GB12913-2008《电容器纸》

4、ASTM D149《固体电绝缘材料工业电源频率下的介电击穿电压和介电强度的试验方法》

四、应用范围

主要适用于固体绝缘材料如电线套管、树脂和胶、浸渍纤维制品、云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等介质在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压时间的测试；该仪器采用计算机控制，可对试验过程中的各种数据进行快速、准确的采集、处理，并可存取、显示、打印。

五、主要技术指标

输入电压：AC 220 V

输出电压：AC 0－20 kV ;DC 0－20 kV

电器容量：2 KVA

高压分级：0－5kV； 0-10kV；0－20kV；

击穿电压：0-20kV

击穿电压升压速率共分七级（可选定）：

A、0.1 kV/s

B、0.2 kV/s

C、0.3 kV/s

D、0.5 kV/s

E、1.0 kV/s

F、2.0 kV/s

G、3.0 kV/s

升压方式：

1、匀速升压 

2、阶梯升压 

3、耐压试验 

过电流保护装置：试样击穿时在0.1S内切断电源.

漏电电流选择：1—30 mA.

耐压时间：0-6H

六、安全说明：

1、设备要安装单独的保护地线。接保护地线，主要是减少试样击穿时对周围产生的较强的电磁干扰。也可避免控制计算机失控。

2、直流试验放电报警功能:在设备做完直流试验时,当开启试验门时设备会自动报警,直至使用设备上的放电装置放电后报警会自动取消.(注：因为直流试验后不放电会危险到人身安全,不能直接拿取电极,起到提醒使用人员放电以免造成伤害)。

3、试验放电装置，随主机为一体化，改进了以往单独配备一根放电杆的功能。

4、该试验设备的电路设有多项保护措施，主要有：过流保护、失压保护、漏电保护、短路保护、直流试验放电报警等。

5、九级安全防护措施：

①超压保护

②试验过流保护

③调压器复位开关

④试验箱门安全开关

⑤自动放电保护

⑥漏电保护开关

⑦试验短路保护

⑧独立接地保护

⑨安全防护网保护

七、计算机系统及软件包

1、试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比，局部放大，曲线上任意一段可进行区域放大分析；

2、可对试验数据进行编辑修改，灵活适用；

3、试验条件及测试结果等数据可自动存储；

4、试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同需求；

5、可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定；

6、试验结果数据可导入EXECL,WORD文档编辑；

7、软件设备人员管理功能，试验人员可设置自己的试验项目和试验参数，设置自己的试验内容后别人无法进入程序；

8、过电流保护装置有足够的灵敏度，能够保证试样击穿时在0.1S内切断电源；

9、仪器运行的持久性: 仪器可连续运行使用，不需为保护仪器而定期停机。

典型用户：

八、常见可能的故障及处理方法（处理硬件故障建议非必要一定断开电源）

故障现象一：、高压不升压，电压没有显示；

解决办法：

硬件检查（断开电源后）

1、检查总电源开关是否打开、门控显示、起点指示是否正常点亮。

2、高压启动开关是否绿灯亮起。（正常高压启动按下后点亮）

3、如果供电正常后仍不升压，（断电后）可打开侧门，观察左侧调压器上驱动步进电机，检查尼龙传动皮带是否脱落、打滑或滞住。

4、如果电脑软件控制操作提示框显示“试验数据出现异常且无法保存"，硬件查看高压采集电路，有可能硬件故障。

软件参数设置检查：

①看量程是否选择正确50KV；（量程选择不对）

②软件中峰降电压值设置过低，（增大系数即可。）

③软件中电流保护设置过小，（增大电流数）

5、检查是否控制板驱动丢失或者控制卡损坏，打开软件正常情况下，会提示检测到一个控制卡，否则提示检测不到。用备份光盘重新驱动。在“设备管理器中"的AC6010a板卡驱动是否存在，否则重新驱动解决。

故障现象二：北京航天纵横检测仪器软件打不开；

解决办法：系统中病毒，软件打不开，（，重新安装软件或者重新更换操作系统。）

故障现象三；高压采集电阻裸露在液界外；

1、断开电源后，打开操作面板门，手动打开采集器上盖，加入25＃变压器油。

故障现象四：蜂鸣器响；

1、（开机蜂鸣器响）检查地线地线是否断路。解决办法：连接地线

2、（试验开始蜂鸣器响），有可能高压采集部分断路

3、 试验结束有时蜂鸣器响，不用处理。

故障现象五：蜂鸣器不响；

1、更换报警蜂鸣器。

2、检查是否断线，后面板插头连接状况。

故障现象六：测试电压值偏低或者开机就断电

1、可能试样太小，不足以覆盖电极

2、各个螺丝安装点松动，请断开220V电源检查

九、使用前须知；

本北京航天纵横检测仪器为高压试验设备，使用前请仔细阅读如下内容

1、仪器安装时，要具备独立的接地线（接地电阻小于4欧姆）

2、使用前。操作者要仔细阅读使用说明书。掌握具体的操作方法和步骤；

3、仪器不可以在含有腐蚀性气体和含有颗粒杂质的环境下使用；

4、每次更换试样或接触高压电极前。必须进行放电（直流测试状态），且放电时间不小于5秒；

5、试样被击穿瞬间，会有火花产生并伴有声响，这属于正常现象；

6、每次进行试验前。北京航天纵横检测仪器必须检查仪器接地线是否接触良好。

十、售前服务：

为您提供理化试验室电学性能测试室的规划设计方案：

◎ 试验室设施和环境要求

◎ 仪器、北京航天纵横检测仪器设备的配置

在您研制新材料时，专业工程师可为您提供材料测试服务，当收到您委托做试验的试样和试验要求后，结合试验标准要求和材料特性选择适合的设备为您完成测试，并将以电邮的方式将试验报告及图片发给您。

多年材料电学解决方案的积累，结合您的实际需求，为您提供丰富的实际应用案例，您将会对试验标准的理解，试验设备的选型，试验附件的选购有更多的参照。

十一、售后服务：

1、安装调试：协助试验机的安装，负责试验机的运输、调试。

2、验收标准：试验机按订货技术附件进行验收。终验收在买方进行，对用户提供的试样进行试验，并提供测试报告。

3、培训：安装调试同时，在仪器操作现场免费培训操作人员2-3名，该操作人员应是由需方选派的长期稳定的员工，培训后能够对设备基本原理、软件使用、操作、维护事项理解和应用，使人员能够独立操作设备对样品进行检测、分析，同时能进行基本的维护。

4、软件升级：终生免费提供新版本控制软件。

5、保修：

5.1、北京航天纵横检测仪器设备保修一年，长期服务，一年内非人为损坏的零部件免费更换，保修期内接到用户邀请后，迟响应时间为2小时内，在与用户确认故障后，我公司会在48小时内派工程师到达现场进行免费服务，尽快查清故障所在位置和故障原因，并向用户及时报告故障的原因和排除办法。

5.2、保修期内人为损坏的零部件按采购（加工）价格收费更换。

5.3、北京航天纵横检测仪器保修期外继续为用户提供专业技术服务，在接到用户维修邀请后3天内派工程师到达用户现场进行维修。并享有优惠购买零配件的待遇。

5.4、传感器过载及整机电路超压损坏不在保修范围内。

十二、选型说明：

1、 介电强度和击穿电压的区别：

介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度.它定义为试样被击穿时, 单位厚度承受的最大电压,单位是：KV/mm或MV/m,介电强度越大, 它作为绝缘体的质量越好.介电强度也可称为电气强度。

击穿电压：是一种材料作为绝缘体时所能承受的最大电压值，也就是击穿破坏时的最大电压值，单位是：KV

2、 北京航天纵横检测仪器如何选择合适量程的电压击穿：

在材料的标准要求里或者测试报告中，对材料的耐压等级通常用介电强度来表示，即KV/mm,击穿电压和介电强度的关系可以用如下公式表示：

击穿电压值（KV）

介电强度（KV/mm）=------------------------------------------

试样厚度（mm）

由如上公式可以得出结论,选择多大量程的测试仪器,取决于试样的厚度,即:

击穿电压值(KV)=介电强度(KV/mm)* 试样厚度（mm）

      由此公式所得出的击穿电压值是按照试样厚度测试时的有效电压值，所以得出击穿电压值后，在此电压值得基础上适当加宽些量程范围比较合理，建议计算出击穿电压值后增加10KV—20KV

3、 同等电压量程不同功率的电压击穿试验仪的区别：

A：在测试规程和测试标准中，测试数据是击穿电压值，而对仪器的输出电流没有要求时，可以不用考虑设备的容量值，只关注设备的量程即可，对测试数据没有影响

B：在有些测试标准或测试要求中，必须要求仪器满足最大输出电流是多少，对此在选择仪器量程的同时，需要关注变压器的容量值（即功率KVA）

C：输出电流、电压值及功率之间的关系用如下公式表示：

变压器容量（KVA）

输出电流（MA）=----------------------------------------------

电压量程（KV）

十三、安全操作规程：

1、必须按说明书要求可靠接好各个系统的地线，严禁未接好各条地线就通电运行。应随时检查各条地线是否接妥，并用万用表检查是否导通。

2、随时检查安全门门开关的有效可靠性，坚决不允许将门开关以另外方式短路。

3、每次高压试验结束，必须在确认控制柜内接触器已跳开，即确认高压指示灯已灭，调压器已返回零后，显示值降为0V，方可拉开安全门，一定要先用手握住放电棒底部，用放电棒的金属部分接触上电极、试验电压输出端进行放电，北京航天纵横检测仪器并将放电棒挂在上电极上，然后方可进行操作。

4、当发生试样已击穿，但控制柜内接触器未跳开，即高压指示灯不灭，调压器不返回零、发生死机或是按键失灵，电压超出试验电压范围等紧急情况时，可立即按停止按钮，或断开电源开关。

5、保持室内的试验温度和湿度，经常擦拭相关仪器设备，保持清洁，北京航天纵横检测仪器避免受潮放电等因素给试验结果带来影响。

6、试验结束后或长期不用设备应将放电棒悬挂在变压器高压端，用绸布遮盖好相关仪器，断开电源。

十四、击穿的判定：

1、在电击穿的同时，回路中电流增加和试样两端电压下降。电流的增加可使断路器跳开或熔丝烧断．但是有时也可由于闪络、试样充电电流、漏电或局部版电电流、设备磁化电流或误动作而引起断路嚣跳开．因此，断路器应与试验设备及被试材料的特性相匹配，否则，北京航天纵横检测仪器断路器可能会在试样未击穿时动作或当试样击穿时断路器不动作，这样便不能正确地判断出是否击穿。即使在好的条件下，也存在周围媒质先击穿的情况也会发生。因此，在试验过程中要注意观察和检测这些现象，若发现媒质击穿，应在报告中注明。注：对漏电检测电路敏感性特别重要的那些材料，在这种材料的标准中也应作同样的说明。

2、在垂直于材料表面方向试验时通常容易判断，无论通道是否充有碳粒，北京航天纵横检测仪器当击穿发生后用肉眼容易看到真正击穿的通道；

3、当平行于材料表面方向试验时，要求判断是由试样破坏引起的击穿现象还是由闪络引起的失效。可以通过检查试样或使用再施加一次电压的办法来进行鉴别，再次施加的电压值应小于第 一次施加的击穿电压值。试验证明，再次施加的电压值为第一次击穿电压值的50%比较合适，然后用与第一次试验相同的方法升压直到破坏。

十五、接地系统要求：

1、挖一0.5米深、3米宽、3米长的坑。

2、将2.5米长的3根角钢用大铁锤砸入地下，3根角钢成一直线或是成一个等边三角形，每两根角钢间相距2.5米。

3、在离地面0.5米深的地方将砸入地下的3根角钢焊接在一起。

4、用10mm2以上的多股铜线或金属排（建议用镀锌钢排或铜排）将接地系统引入实验室。

5、焊接好之后用泥土将0.5米深的坑填满。

6、若要使接地系统更加良好，北京航天纵横检测仪器可将砸入地下的角钢之间用木碳和工业盐填充。

7、用接地电阻测量仪定期地测量接地电阻值，确保在1Ω以下。

8、接地系统必须使用3根或3根以上的镀锌角钢砸入地下，角钢布置成一个方阵，建造于潮湿的地方。

十六、测试和测试样状况的影响因素：

1、电极——通常，随着电极区域的增加，击穿电压会降低，这种影响对于薄试样来说更为明显。电极的几何形状也会影响测试的结果。制作电极的材料也会对测试结果产生影响，这是因为电极材料的热导性和功函会对热机制和发电机制产生影响。通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。

2、试样厚度——固体工业绝缘材料的绝缘强度主要取决于试样的厚度。经验显示，对于固体和半固体材料来说，绝缘强度与以试样厚度为分母的分数成反比，更多的证据显示，对于相对均匀的固体来说，绝缘强度与厚度的平方根互为倒数。如果固体试样能熔化后倒入到固定电极之间并凝固下来，那么电极间距的影响将很难得到明确的定义。因为在这种情况下，可以随意固定电极间距，所以习惯在液体或可溶固体中进行绝缘强度测试，此时电极间具有标准的固定空间。北京航天纵横检测仪器因为绝缘强度取决于厚度，所以如果在报告绝缘强度数据时缺乏测试所用试样的起始厚度，那么这样的数据将毫无意义。

3、温度——试样和环境介质的温度将影响绝缘强度，虽然对于大多数材料来说，微小的环境温度变化对材料造成影响可以忽略不计。通常，绝缘强度随温度的升高而降低，但其强度的极限取决于被测材料。由于材料需要室温以外的条件下发挥作用，所以有必要在比期望操作温度更大的范围里，对绝缘强度与温度的关系进行确定。

4、时间——电压应用的速率也会影响测试结果。通常，击穿电压随电压应用速率的增加而提高。这是预料之中的，因为热击穿机制有赖于时间，而放电机制也有赖于时间，虽然在一些情况下，后一种机制通过产生局部电场高临界强度造成快速失效。

5、 波形——通常，应用电压的波形也会影响绝缘强度。北京航天纵横检测仪器在本测试方法的限制说明中，波形的影响是不显著的。

6、频率——对于本测试法，在工业用电频率范围内，频率的变化对绝缘强度的影响将不是那么显著。但是，不能从本测试法所得结果中推断出其他非工业用电频率（50到60HHz）对绝缘强度的影响。

7、 环境介质——通常测试具有高击穿电压的固体绝缘材料，是将试样浸入到液体介质中，例如变压器油，硅油，或是氟利昂中，以减小击穿前表面放电的影响。

8、相对湿度——相对湿度影响绝缘强度是因为测试材料吸收的水分或表面吸附的水分将影响介质损耗和表面电导率。因此，它的重要性很大程度上有赖于测试材料的性质。但是，即使材料只吸收了一点甚至没有吸收水分，仍会受到影响，因为在有水的情况下，将大大提高放电的化学效应。除此之外，还应调查暴露在电场强度中的影响，北京航天纵横检测仪器通常通过标准的调节流程来控制或限制相对湿度的影响。