擊穿電壓強(qiáng)度測(cè)試儀概述及影響因素
1、概述:
?特點(diǎn):所有的絕緣材料都只能在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度下保持其絕緣特性,,當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定限度時(shí),,絕緣材料便會(huì)瞬時(shí)失去絕緣特性,使整個(gè)設(shè)備破壞,。
?特征:介電強(qiáng)度是最基本的絕緣特性參數(shù),。
?應(yīng)用:不管是在電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)中,還是在使用中,,都要經(jīng)常做介電強(qiáng)度的試驗(yàn),。
1.1定義,;
1.1.1電氣擊穿;
絕緣材料或結(jié)構(gòu),,在電場(chǎng)作用下瞬間失去絕緣特性,,造成電極間短路,稱為電氣擊穿,。
1.1.2擊穿電壓,、擊穿場(chǎng)強(qiáng);
在試驗(yàn)或使用中,,絕緣材料或結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿時(shí)所施加的電壓,,稱為擊穿電壓;擊穿點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)稱為擊穿場(chǎng)強(qiáng),。
EB=UB/d
1.1.3介電強(qiáng)度,;
絕緣材料的介電強(qiáng)度是指材料能承受而不致遭到破壞的最高電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),對(duì)于平板試樣
1.1.4閃絡(luò),、閃絡(luò)電壓,;
在氣體或液體中,電極之間發(fā)生放電,,當(dāng)放電至少有一部分是沿著固體材料表面時(shí),,稱為閃絡(luò)。通常試樣表面閃絡(luò)后,,還可以恢復(fù)絕緣特性,。閃絡(luò)時(shí)試樣上施加的電壓稱為閃絡(luò)電壓。
1.1.5擊穿或閃絡(luò)的判別:
?試樣上電壓突然降落,;
?通過(guò)試樣上的電流突然增大,;
?有時(shí)會(huì)發(fā)出光或聲;
?試樣上有貫穿的小孔,、裂紋以及碳化的痕跡,;
1.2擊穿電壓強(qiáng)度試驗(yàn)分類;
1.2.1擊穿試驗(yàn):
在一定試驗(yàn)條件下,,升高電壓直到試樣發(fā)生擊穿為止,,測(cè)得擊穿場(chǎng)強(qiáng)或擊穿電壓,測(cè)量試樣的介電強(qiáng)度,,用來(lái)測(cè)量絕緣材料的介電強(qiáng)度,。不能作為選定應(yīng)用于工作場(chǎng)強(qiáng)的依據(jù),而只能作為選用材料的參考,。
1.2.2耐電壓試驗(yàn):
在一定試驗(yàn)條件下,,對(duì)試樣施加一定電壓,經(jīng)歷一定時(shí)間,,若在此時(shí)間內(nèi)試樣不發(fā)生擊穿,,即認(rèn)為試樣是合格的,。只能說(shuō)明試樣的介電強(qiáng)度不低于該試驗(yàn)電壓的水平,但不能說(shuō)明究竟有多高,。
對(duì)于電氣設(shè)備使用,,施加電壓略高于工作電壓,經(jīng)歷時(shí)間1min,、5min或更長(zhǎng)
1.3影響擊穿電壓實(shí)驗(yàn)的因素,;
1.3.1電壓波形:
?直流、工頻正弦以及沖擊電壓下?lián)舸C(jī)理不同,,擊穿場(chǎng)強(qiáng)也不同
?工頻交流電壓下的擊穿場(chǎng)強(qiáng)低的多
?根據(jù)使用條件及試驗(yàn)?zāi)康?,選擇電壓或疊加電壓
1.3.2電壓作用時(shí)間
?電擊穿所需時(shí)間短,小于微秒級(jí)
?熱擊穿需要較長(zhǎng)時(shí)間的熱的積累,,在直流或工頻電壓下,,隨著施加電壓的時(shí)間增長(zhǎng),,擊穿電壓明顯下降,。
?施加電壓時(shí)間很長(zhǎng)時(shí),由于試樣內(nèi)存在局部放電或其他原因,,試樣老化,,降低擊穿電壓
?有機(jī)材料,一般在小于幾微秒和大于幾秒時(shí),,擊穿電壓隨時(shí)間增長(zhǎng)而明顯下降,,在幾微秒至幾秒范圍內(nèi),擊穿電壓變化不大
1.3.3電場(chǎng)的均勻性及電壓的極性
?材料的本征擊穿場(chǎng)強(qiáng)是在均勻電場(chǎng)下測(cè)得的,。但不均勻電場(chǎng)中,,如電極邊緣電場(chǎng)強(qiáng)度比較高,會(huì)首先出現(xiàn)局部放電,,擴(kuò)展到試樣擊穿,,測(cè)得的擊穿電壓偏低
?在不均勻電場(chǎng)下,直流和沖擊電壓的極性對(duì)擊穿電壓有明顯的影響,。由于空間電荷的效應(yīng)改變了電極間介質(zhì)的電場(chǎng)分布,,從而影響了擊穿電壓。
1.3.4試樣的厚度與不均勻性
?試樣厚度增加,,電極邊緣電場(chǎng)就更不均勻,,試樣內(nèi)部的熱量更不容易散發(fā),試樣內(nèi)部含有缺陷的幾率增大,,使得擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降
?薄膜試樣,,厚度減小,電子碰撞電離的幾率減小,,也會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)提高
?工業(yè)上絕緣材料含有雜質(zhì)和缺陷,,使得試樣擊穿場(chǎng)強(qiáng)降低
?材料中殘留的機(jī)械應(yīng)力,,使得擊穿場(chǎng)強(qiáng)降低
1.3.5環(huán)境條件
?溫度升高,會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降,。在材料的?;瘻囟确秶瑩舸﹫?chǎng)強(qiáng)下降明顯,,對(duì)于某些材料,,在低溫區(qū)可能出現(xiàn)相反的溫度效應(yīng)。
?濕度增大,,會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降,。材料吸濕后會(huì)增大電導(dǎo)和介質(zhì)損耗,會(huì)改變電場(chǎng)分布,,從而影響擊穿場(chǎng)強(qiáng),。
?氣壓對(duì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)的影響,主要是對(duì)氣體而言,。氣壓高,,電子在碰撞過(guò)程的自由行程就短,擊穿場(chǎng)強(qiáng)會(huì)升高,。但在接近真空時(shí),,由于碰撞的幾率減少,也會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)升高,,可用巴申曲線闡明
擊穿場(chǎng)強(qiáng)與溫度 擊穿場(chǎng)強(qiáng)與水分 巴申曲線(氣壓)