1試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)材料

PC薄膜,、PET薄膜和芳香纖維絕緣紙均由杜邦公司生產(chǎn),，厚度均為0.5mm。PC薄膜可在-100～125℃內(nèi)使用,，吸水率低,，能在較大的溫度范圍內(nèi)保持良好的電性能，相對介電常數(shù)約為3.1,。PET薄膜具有較高的絕緣電阻和擊穿電壓,，其擊穿電壓在130℃時(shí)為100MV/m，其介電常數(shù)為3.0～3.4,，介質(zhì)損耗因數(shù)為0.005%,，工作溫度為-60～120℃；絕緣紙,，NOMEX410型,，經(jīng)過軋光，具有較高的固有介電強(qiáng)度,、機(jī)械韌性,、柔性和回彈性，與變壓器油構(gòu)成油紙復(fù)合絕緣,，其相對介電常數(shù)為4,；試驗(yàn)礦物油，25號昆侖變壓器油,，中國石油天然氣股份有限公司克拉瑪依潤滑油廠生產(chǎn),，其閃點(diǎn)大約為140℃。

薄膜擊穿電壓測試儀主要技術(shù)參數(shù)：

型號：ZJC-50kV

輸入電壓：AC 220V±10%

電源頻率：50-60Hz

高壓變壓器功率：5kVA

輸出電壓：AC 0～50kV  ,DC 0～50kV

測量精度：±1%

測量范圍：1kV～50kV

升壓方式選擇功能：1,；連續(xù)升壓；2,；逐級升壓,；3；瞬時(shí)升壓,。

薄膜擊穿電壓測試儀升壓速率設(shè)定功能：0.100 kV/s ～ 5.000kV/s

薄膜擊穿電壓測試儀外形尺寸：1000mm*700mm*1400mm(ZJC-50kV產(chǎn)品),； 

1.2工頻擊穿電壓試驗(yàn)

擊穿電壓按照GB/T1408.1—2006《絕緣材料絕緣擊穿電壓試驗(yàn)方法第1部分：工頻下試驗(yàn)》進(jìn)行測試。采用變壓器油作為周圍媒質(zhì),，測試3種材料在電熱老化不同階段的工頻擊穿電壓,，試驗(yàn)電極選擇等直徑（?25mm）電極。

2結(jié)果與討論

2.1擊穿電壓

90℃,、110℃以及130℃3個(gè)老化溫度下,，絕緣紙、PC薄膜、PET薄膜的工頻擊穿電壓隨老化時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖2～4所示,。

從圖2可以看出,，芳香纖維絕緣紙?jiān)?/span>90℃、110℃以及130℃3個(gè)老化溫度下,，擊穿電壓隨老化溫度的變化是波動(dòng)的,，沒有單調(diào)的增長或降低趨勢。老化初期3個(gè)老化溫度下的擊穿電壓均有不同程度的降低,，90℃老化后的擊穿電壓降低最小,，130℃老化后的擊穿電壓降低最多；隨著老化時(shí)間的延長,，擊穿電壓呈時(shí)升時(shí)降的波動(dòng)變化,，但是波動(dòng)范圍很小。老化300天后3個(gè)老化溫度下油浸芳香纖維絕緣紙的擊穿電壓仍然很高,，較未老化時(shí)的擊穿電壓降幅不超過1.2kV,。其原因是浸油后的芳香纖維絕緣紙與變壓器油組成了油-紙復(fù)合絕緣系統(tǒng)，而芳香纖維絕緣紙和變壓器油介電常數(shù)相差較大,，隨著老化時(shí)間的延長,，芳香纖維絕緣紙自身纖維的變化導(dǎo)致其浸油率的變化，進(jìn)而影響油紙絕緣系統(tǒng)內(nèi)電場分布情況的變化,，導(dǎo)致其擊穿電壓受絕緣破壞程度和老化溫度的影響較小,。

從圖3可以看出，PC薄膜的擊穿電壓在老化初期隨著老化溫度升高而降低,；在老化中后期情況相反,，隨著老化時(shí)間的延長，130℃老化試樣的擊穿電壓最大,，90℃老化試樣的擊穿電壓最小,。130℃老化試樣的擊穿電壓隨老化時(shí)間的延長呈先降低后上升最后穩(wěn)定在21.6kV左右；90℃與110℃老化試樣的擊穿電壓隨老化時(shí)間的延長有上下波動(dòng)的現(xiàn)象,，波動(dòng)幅度很小,。其原因是聚碳酸酯具有較好的耐高溫性能，90℃和110℃基本沒有老化,，材料浸油并不明顯,；130℃下其絕緣結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，浸油率增加引起擊穿電壓升高,。

從圖4可以看出,，3個(gè)不同老化溫度下PET薄膜擊穿電壓隨老化時(shí)間的增加均先減小后增大，老化300天后3個(gè)溫度下擊穿電壓差別不大,。隨著老化時(shí)間的延長,，絕緣結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,，浸油率的變化導(dǎo)致了上述結(jié)果。

比較圖2～4,，3個(gè)老化溫度下3種材料在老化前期（0～90天）的擊穿電壓均下降,，老化中后期（120～300天）的擊穿電壓呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢。這是由于老化前期材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本沒有發(fā)生變化,，且浸油不夠充分,，內(nèi)部仍有較多擊穿電壓較低的氣隙，而材料本身發(fā)生部分老化,，因此擊穿電壓較未老化時(shí)降低,；老化中后期絕緣材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度的破壞，增加了材料的浸油率,，使氣隙變成了具有較高擊穿電壓的“油隙”,，改善了油-絕緣材料的電場分布，提高了絕緣系統(tǒng)的起暈電壓,，隨著老化程度的增加其擊穿電壓并沒有明顯降低,，因此擊穿電壓不能用來作為表征絕緣材料老化程度的參量。但絕緣材料擊穿電壓的高低可以直接表征其絕緣擊穿電壓,，未老化時(shí)3種絕緣材料的擊穿電壓誤差范圍為±5%,。3個(gè)老化溫度下老化后聚碳酸酯的擊穿電壓最大，芳香纖維絕緣紙次之,，聚酯薄膜最小,。因此，聚碳酸酯薄膜具有更好的絕緣擊穿電壓,。