擊穿電壓強(qiáng)度測試儀概述及影響因素
1、概述:
?特點:所有的絕緣材料都只能在一定的電場強(qiáng)度下保持其絕緣特性,,當(dāng)電場強(qiáng)度超過一定限度時,絕緣材料便會瞬時失去絕緣特性,,使整個設(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。
1.1定義,;
1.1.1電氣擊穿,;
絕緣材料或結(jié)構(gòu),在電場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、擊穿場強(qiáng),;
在試驗或使用中,,絕緣材料或結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿時所施加的電壓,稱為擊穿電壓,;擊穿點的場強(qiáng)稱為擊穿場強(qiáng),。
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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場強(qiáng),,對于平板試樣
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,,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;
?通過試樣上的電流突然增大,;
?有時會發(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)度試驗分類,;
1.2.1擊穿試驗:
在一定試驗條件下,升高電壓直到試樣發(fā)生擊穿為止,,測得擊穿場強(qiáng)或擊穿電壓,,測量試樣的介電強(qiáng)度,用來測量絕緣材料的介電強(qiáng)度,。不能作為選定應(yīng)用于工作場強(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:
在一定試驗條件下,,對試樣施加一定電壓,,經(jīng)歷一定時間,若在此時間內(nèi)試樣不發(fā)生擊穿,,即認(rèn)為試樣是合格的,。只能說明試樣的介電強(qiáng)度不低于該試驗電壓的水平,但不能說明究竟有多高,。
對于電氣設(shè)備使用,,施加電壓略高于工作電壓,,經(jīng)歷時間1min、5min或更長
1.3影響擊穿電壓實驗的因素,;
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,擊穿場強(qiáng)也不同
?工頻交流電壓下的擊穿場強(qiáng)低的多
?根據(jù)使用條件及試驗?zāi)康?,選擇電壓或疊加電壓
1.3.2電壓作用時間
?電擊穿所需時間短,,小于微秒級
?熱擊穿需要較長時間的熱的積累,在直流或工頻電壓下,,隨著施加電壓的時間增長,,擊穿電壓明顯下降。
?施加電壓時間很長時,,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,,擊穿電壓隨時間增長而明顯下降,在幾微秒至幾秒范圍內(nèi),,擊穿電壓變化不大
1.3.3電場的均勻性及電壓的極性
?材料的本征擊穿場強(qiáng)是在均勻電場下測得的,。但不均勻電場中,如電極邊緣電場強(qiáng)度比較高,,會首先出現(xiàn)局部放電,,擴(kuò)展到試樣擊穿,測得的擊穿電壓偏低
?在不均勻電場下,,直流和沖擊電壓的極性對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,,也會使擊穿場強(qiáng)提高
?工業(yè)上絕緣材料含有雜質(zhì)和缺陷,使得試樣擊穿場強(qiáng)降低
?材料中殘留的機(jī)械應(yīng)力,,使得擊穿場強(qiáng)降低
1.3.5環(huán)境條件
?溫度升高,,會使擊穿場強(qiáng)下降。在材料的玻化溫度范圍,,擊穿場強(qiáng)下降明顯,,對于某些材料,在低溫區(qū)可能出現(xiàn)相反的溫度效應(yīng),。
?濕度增大,,會使擊穿場強(qiáng)下降。材料吸濕后會增大電導(dǎo)和介質(zhì)損耗,,會改變電場分布,,從而影響擊穿場強(qiáng)。
?氣壓對擊穿場強(qiáng)的影響,,主要是對氣體而言,。氣壓高,電子在碰撞過程的自由行程就短,,擊穿場強(qiáng)會升高,。但在接近真空時,由于碰撞的幾率減少,,也會使擊穿場強(qiáng)升高,可用巴申曲線闡明
擊穿場強(qiáng)與溫度 擊穿場強(qiáng)與水分 巴申曲線(氣壓)