1,、工頻電壓擊穿測試儀標準及規(guī)范

2,、工頻電壓擊穿測試儀使用條件

1) 水平度為0.2/1000的地面；
2) 相對濕度為65±5%,；
3) 環(huán)境溫度（0-30）℃,；
4) 清潔、無腐蝕性介質,；
5) 市電220 V±10%,；
6) 無明顯的振源、電磁場,；

2,、技術要求
2.1測試原理
固體電介質擊穿有3種形式：電擊穿、熱擊穿和電化學擊穿,。
電擊穿
電擊穿是因電場使電介質中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質點而導致電介質失去絕緣性能,。熱擊穿是因在電場作用下，電介質內部熱量積累,、溫度過高而導致失去絕緣能力,。電化學擊穿是在電場、溫度等因素作用下,，電介質發(fā)生緩慢的化學變化,，性能逐漸劣化，最終喪失絕緣能力,。固體電介質的化學變化通常使其電導增加,，這會使介質的溫度上升，因而電化學擊穿的最終形式是熱擊穿,。溫度和電壓作用時間對電擊穿的影響小,，對熱擊穿和電化學擊穿的影響大；電場局部不均勻性對熱擊穿的影響小,，對其他兩種影響大,。
熱擊穿
當固體電介質承受電壓作用時，介質損耗是電介質發(fā)熱、溫度升高,；而電介質的電阻具有負溫度系數(shù),，所以電流進一步增大，損耗發(fā)熱也隨之增加,。電介質的熱擊穿是由電介質內部的熱不平衡過程造成的,。如果發(fā)熱量大于散熱量，電介質溫度就會不斷上升,，形成惡性循環(huán),，引起電介質分解、炭化等,，電氣強度下降,，最終導致?lián)舸?/span>
熱擊穿的特點是：擊穿電壓隨溫度的升高而下降，擊穿電壓與散熱條件有關,，如電介質厚度大,，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨電介質厚度成正比增加,；當外施電壓頻率增高時,，擊穿電壓將下降。
電化學擊穿
固體電介質受到電,、熱,、化學和機械力的長期作用時，其物理和化學性能會發(fā)生不可逆的老化,，擊穿電壓逐漸下降,，長時間擊穿電壓常常只有短時擊穿電壓的幾分之一，這種絕緣擊穿成為電化學擊穿,。當加在某絕緣介質上的電壓高于過一定程度（擊穿電壓）后,，這時絕緣介質會發(fā)生突崩潰而使其電阻迅速下降，繼而使得一部分絕緣介質變?yōu)閷w,。在有效的擊穿電壓下，電擊穿現(xiàn)象可以發(fā)生在固體,、流體,、氣體或者真空等不同的介質中。
電樹枝（預擊穿）
在電氣工程中,，樹化是固體絕緣中的一種電氣預擊穿現(xiàn)象,。這是由于局部放電而造成的破壞性過程，并通過受應力的介電絕緣層,，在類似于樹枝的路徑中進行,。固體高壓電纜絕緣的樹化是地下電力電纜中常見的擊穿機制和電氣故障來源。當干介電材料在很長一段時間內受到高且發(fā)散的電場應力時，首先發(fā)生并傳播電樹,。觀察到電樹化起源于雜質,、氣孔、機械缺陷或導電突起在電介質的小區(qū)域內引起過度電場應力的點,。這可以使體電介質內的空隙內的氣體電離,，從而在空隙的壁之間產生小的放電。雜質或缺陷甚至可能導致固體電介質本身的部分擊穿,。這些局部放電 (PD) 產生的紫外線和臭氧隨后與附近的電介質發(fā)生反應,，分解并進一步降低其絕緣能力。隨著電介質的降解,，氣體通常會釋放出來,，從而產生新的空隙和裂縫。這些缺陷進一步削弱了材料的介電強度,，增強了電應力,，加速了 PD 過程。
2.2 試品
如表1所示,，擊穿強度實驗平臺可用于（1）TO封裝,、（2）剛性壓接封裝、（3）彈性壓接封裝（4）焊接封裝,、（5）用于實驗室測量的簡易封裝,、（6）襯板、（7）子單元框架,、（8）板狀絕緣材料,、（9）管殼、（10）硅凝膠的擊穿強度測量和驗證,。
 

序號	測試樣品類型	圖片
（1）	TO封裝
（2）	剛性壓接封裝
（3）	彈性壓接封裝
（4）	焊接封裝
（5）	用于實驗室的簡易封裝
（6）	襯板
（7）	子單元框架
（8）	板狀絕緣材料
（9）	管殼
（10）	硅凝膠

2.3 整機結構
主機型號：智德創(chuàng)新儀器ZJC-100E（多工況油浴加熱定制版）,，如圖1所示；
配件備件：各種型號電極2套,；放電棒一個,；隔熱手套1副詳情見價格。

 

 

上圖中,，
（1）結構示意圖所示為濾波器與主機分開的狀態(tài),，直流試驗時須連接濾波器，交流時需要分開濾波器,；
（2）交流試驗時,，拔出濾波器與高壓變壓器的連接線，分開濾波器,；
（3）直流試驗時,，合上濾波器,，插上濾波器與高壓變壓器的連接線；
（4）外部電源正負接口,，用來通過外接電源的正負線,，穿過之后可以直接插入試樣架正負極；
（5）外部采樣接口會輸出采樣信號,，采樣信號包括高壓電流和高壓電壓,，信號為0-5V；
（6）其他相關的部分,，如高壓采樣等請參考電路設計框圖,，在此不做展示。

 
圖 3 高溫油槽結構圖
 
圖 4 二次側測試電路示意圖
 

 
圖 5 擊穿強度實驗平臺原理框圖

關于擊穿強度實驗平臺的一般說明：
（1）使用計算機控制,，并采集所有信號,；
（2）通過無級調壓控制箱生成需要的波形并且輸出0-200V電壓，通過外部觸發(fā)按鍵切換50Hz正弦波和100Hz方波,；
（3）通過高壓變壓器生成需要的0-100kV電壓,，并且通過機械機構切換交直流；
（4）在試樣架正負極預留外部電源輸入接口,；
（5）直流電壓通過0.5uF高壓采樣電容濾波,，使紋波系數(shù)≤2%；
（6）高壓采樣部分采集電壓和電流,，通過AD轉換傳遞給計算機,，同時預留出外部取樣接口；
（7）在直流試驗時,，通過電感限制電容放電,，防止放電電流過大造成干擾；
（8）整機接線如下圖所示,，包含計算機和放電,、照明等系統(tǒng)的接線方式。

 
圖 6 擊穿強度實驗平臺整機接線圖

2.4設備參數(shù)
主要設備參數(shù)及保證如表 2 所示,。

序號	項目	設備參數(shù)		保證值
1	設備電源	輸入電壓	AC 220V±10%	AC 220V±10%
		電源頻率	50Hz ± 1%	50Hz ± 1%
		高壓變壓器功率	10kVA	10kVA
		電路最大電流	輸出電流40mA以上	45mA
2	交流電源	交流電源輸出范圍	0-100kV	0-100kV
		交流電源最小調節(jié)精度	0.02kV	0.02kV
		交流電源質量	試驗電壓峰值與均方根值之比應在（100%±5%）即（1.34-1.48）之間	試驗電壓峰值與均方根值之比在（100%±5%）
3	直流電源	電源輸出范圍	0-100kV	0-100kV
		電源最小調節(jié)精度	0.02kV	0.02kV
		電源質量	輸出應為純直流,，且波紋應不超過試驗電壓的2％	紋波系數(shù)≤ 2％
4	調壓方式 其他接口	調壓方式	可程序控制按照選定升壓速度連續(xù)升壓直至擊穿，可程序控制按照選定升壓速度連續(xù)升壓設定的耐壓,，并具有手動調壓功能可在實驗過程中手動調節(jié)電壓直至擊穿	1連續(xù)升壓,；2逐級升壓；3瞬時升壓
		交直流電源升壓速率	自動升壓功能應可調節(jié)升壓速率,，速率為應每10秒的平均速度，包含20 V/s,、50 V/s,、100 V/s、200 V/s、500 V/s,、1 000 V/s,、2 000 V/s、5 000 V/s,，且應包含手動調壓功能	自動升壓可設定升壓速率,，每10秒平均速度：20 V/s、50 V/s,、100 V/s,、200 V/s、500 V/s,、1 000 V/s,、2 000 V/s、5 000 V/s,，10000V/s,。手動調節(jié)與自動相同
		50kV方波接口	設備應具備50kV，5kHz（重復頻率）以上方波電源接口,，并設有足夠絕緣性能的穿墻套管,；	電源接口可以接入50kV，5kHz（重復頻率）
		測量外部接口	需要預留電壓探頭和示波器接口和漏電流測量接口	在信號濾波之前,，將信號引出到外部接口
5	電極種類和參數(shù)	等直徑電極	等直徑電極一套 GBT 1408.1-2016	Φ25-φ25等直徑電極一套
		填充硅凝膠的電極裝置	應具有可調節(jié)的電極間距,，具體形狀和參數(shù)參見標準GBT 1408.1-2016	耐高溫防漏油耐高壓，電極間距可調費用單獨計算
6	尺寸	腔體內部空間	不小于800mm*600mm*600mm	900mm*700mm*600mm
		油浴測試空間	不小于700mm*450mm*350mm	700mm*450mm*350mm
		電極架外部尺寸	不大于470mm*450mm*650mm	電極架尺寸420mm*400mm*620mm
		外形尺寸	不大于3000mm*1100mm*1700mm	2200mm*1100mm*1700mm
		排風口	外徑98mm	外徑98mm
7	測量項目	試品上的電壓測量	測量精度在施加電壓的2%以內,，可測量施加在樣品兩端電壓的有效值,；電壓測量回路總誤差不得超過測得值的5%，包括由電壓表相應時間所引起的誤差,，在所用的任何升壓速率下,，改響應時間引起的誤差應不大于擊穿電壓的1%,，并能記錄擊穿電壓	測量精度在施加電壓的2%以內,，可測量施加在樣品兩端電壓的有效值；電壓測量回路總誤差不得超過測得值的5%,，包括由電壓表相應時間所引起的誤差,，在所用的任何升壓速率下,，改響應時間引起的誤差應不大于擊穿電壓的1%，并能記錄擊穿電壓
		漏電流測量	測量精度0.1mA以內,，量程40mA以上，并能記錄擊穿漏電流	測量精度0.1mA以內,，量程50mA，并能記錄擊穿漏電流
		擊穿判定	應可設置漏電流大小,，并在擊穿發(fā)生后的幾個周期內動作,，最小一個周期可能由于閃絡誤操作	可設置漏電流大小,，并在擊穿發(fā)生后的幾個周期內動作,，最小一個周期可能由于閃絡誤操作
		溫度	需要測量油浴盒中至少兩處的溫度，分辨率0.1℃	兩塊控溫表,，一塊控溫+顯示,，一塊只顯示，分辨率0.1℃
		測量輸出	高壓曲線,，漏電流曲線,，擊穿電壓，擊穿電流	高壓曲線,，漏電流曲線,，擊穿電壓，擊穿電流
		保存（數(shù)據導出）	所有數(shù)據應可以導出至excel文件	實驗時間,，高壓電壓,，漏電流，可以導出至excel文件
8	油浴加熱	油浴加熱溫度	0-250℃,，并應采用合適的液體循環(huán)措施,，以使試樣周圍溫度大致均勻，并保持在規(guī)定溫度的±2℃以內	0-300℃,，并應采用合適的液體循環(huán)措施,，以使試樣周圍溫度大致均勻，并保持在規(guī)定溫度的±2℃以內
		加熱功率	3kW	3kW
		絕緣油	應具有足夠的電氣強度以免發(fā)生擊穿,，廠家應提供滿足高溫（300℃）和絕緣（100kV）需求的絕緣油采購途徑,，	具有足夠的電氣強度以免發(fā)生擊穿，廠家應提供滿足高溫（300℃）和絕緣（100kV）需求的絕緣油采購途徑,，
9	軟件交互界面	電腦軟件交互界面	交互界面應干凈整潔,，字體大小合適，應顯示以上測量信息	交互界面應干凈整潔,，字體大小合適,，應顯示以上測量信息
		設備操作界面	交互界面應干凈整潔，字體大小合適	交互界面應干凈整潔,，字體大小合適
10	開關機保護	總開關	設備應具備總電源開關,，用于切斷市電與設備的連接	設備具備總電源開關,，用于切斷市電與設備的連接
		緊急按鈕	設備應具備試驗急停按鈕，用于切斷高壓電源	設備具備試驗急停按鈕,，用于切斷高壓電源
		開門斷電保護	在開啟實驗艙門或試驗過程中艙門打開，切斷高壓電源	在開啟實驗艙門或試驗過程中艙門打開,，切斷高壓電源
		自動放電	設備在每次試驗完成后,，應自動放電，放電時間不小于10秒	放電時間大于等于10秒
		手動放電桿	設備應具備手動放電桿,，在斷電狀態(tài)下手動放電桿掛于高壓接線點	設備具備手動放電桿,，在斷電狀態(tài)下手動放電桿掛于高壓接線點
		警示燈	警示燈應設于顯眼地方（設備頂部），設備運行時應亮紅色警示燈,，設備通電但不加壓時應亮綠燈	警示燈設于設備頂部,，設備開門時是綠色，關門時是黃色,，電壓高于500V是紅色
11	工作環(huán)境	工作溫度	0℃-+45℃	0℃-+45℃
		存放溫度	-20℃-+60℃	-20℃-+60℃
		相對濕度	5%-80%,無冷凝	5%-80%,無冷凝
12	必須適用的標準	GBT 1408.1-2016 & GBT 1408.2-2016		適用

2.5設備功能
擊穿強度實驗平臺可用于模塊,、標準絕緣材料樣品、硅凝膠,、絕緣結構,， 在0到100kV交（50Hz）、直流（純直流）電壓和0到50kV方波電壓等復雜工況下的擊穿強度測量和驗證,。

  

 3,、試驗驗證 
貨物在出廠時通過下列所有試驗驗證，并向采購方提供貨物的試驗報告,。
3.1 試驗1
 交流電源試驗項目及要求,。

序號	項目	設備要求值	設備保證值
1	交流電源輸出范圍	0-100kV	0-100kV
2	交流電源最小調節(jié)精度	0.02kV	0.02kV
3	交流電源質量	試驗電壓峰值與均方根值之比應在（100%±5%）即（1.34-1.48）之間	試驗電壓峰值與均方根值之比在（100%±5%）

3.2試驗2
直流電源試驗項目及要求。

3.3試驗3
調壓方式項目及要求,。

3.4試驗4
 測量項目及要求。

3.5試驗5
溫度項目及要求,。

3.6 試驗6
 保護系統(tǒng)試驗要求。

4,、技術文件部分
1. 雙方簽訂合同后,，我司免費隨貨物一并提交足夠的資料來證明其提供貨物達到規(guī)定的性能質量要求，供貨商提供的資料應包括所供貨物的詳細技術性能,、功能和指標,、工作原理等信息，并對其可靠性和一致性負責,，文件及資料種類包括且不限于：
1) 貨物的裝箱資料清單,；
2) 貨物的技術說明書,、使用說明書、接線圖紙和組裝圖紙,；
3) 貨物的安裝,、調試和運行手冊；
4) 出廠檢測合格報告,；
5) 貨物質量檢驗合格證書,；
6) 合同規(guī)定的出廠驗收試驗報告等。
2. 雙方簽訂合同后,，我司提交技術文件時,，所提供的技術文件及資料不少于2份，正本1份,，副本1份,。所有提供的技術文件均應為中文版，采用SI公制國際單位制,，并同時提供相應的電子版,。圖紙采用AutoCAD2004版制作，資料采用W ord,、Excel編寫,，文件后綴為.doc、.xls,。圖紙的比例尺寸為最終貨物實際比例尺寸,。

5、包裝,、標志,、運輸
5.1包裝及標志
1. 貨物在運輸前都應進行包裝，防止潮氣,、銹蝕,、淋雨和振動。包裝不能造成對貨物的破壞,，破壞的形式包括：劃痕,、裂痕、臟污等,，另外需要增加防潮和防靜電處理,。包裝應牢固可靠，對貴重設備和儀器應考慮與一般設備分開,，采用特殊包裝,。
2. 應在包裝箱上標出“怕濕"，“小心輕放"，“向上"等必要的圖形指示,。包裝箱表面按GB 191-2008規(guī)定標明標志,，每個包裝箱上應附有標簽標明：
1) 制造廠名稱、廠標和廠址,；
2) 貨物名稱,、型號；
3) 產品批號和出廠日期,；
4) 包裝的數(shù)量,、重量；
3. 貨物在包裝時應有裝箱單,，裝箱單應至少包括以下的內容：貨物的名稱,、數(shù)量、加工批號,、出廠的日期等,。每件包裝件內應附有技術檢驗部門及檢驗員印章的產品合格證及必要的技術文件。
4. 收貨標志應給出裝運標志,、收貨地址、收貨人,、箱號,、毛/凈重、外形尺寸,、發(fā)貨地址,、發(fā)貨人等。
5.2運輸
1. 我司負責將貨物運至采購方地點,，由此產生的費用由供貨商承擔,。若供貨商采用郵寄的方式向采購方交貨，則貨物在裝運后供貨商應立即將裝貨通知單特快專遞郵寄給采購方,。
2. 貨物在運輸過程中,，要避免貨物因為潮濕、振動,、碰撞,、摩擦等因素造成的任何形式的破壞，包括破裂,、劃傷,、相互位置變化等現(xiàn)象。供貨商向采購方運輸貨物過程中出現(xiàn)的任何質量問題,，將由供貨商承擔責任,。

6、質量保證及售后
6.1質量保證
1. 我司保證其所提供的所有貨物都是全新的，未經使用過的,，采用的是優(yōu)質材料和*工藝,，并在各方面符合合同規(guī)定的質量、規(guī)格和性能要求,。
2. 我司對合同貨物的設計,、材料和零部件選購、加工,、制造,、試驗等過程建立嚴格的質量保證體系，并在合同的整個制造過程中嚴格按其執(zhí)行,。供貨商提供的所有貨物均應附質量保證書或試驗報告等文件,。
3. 我司采用有運行經驗證明正確的、成熟的技術來進行合同貨物的生產和系統(tǒng)的集成,。如采用供貨商過去從未采用過的新技術,，應征得采購方的同意。
4. 我司從其他廠商采購貨物,，一切質量問題由我司負責,。
6.2售后服務
1. 質保期自供、采雙方對貨物驗收之日算起,，另有約定除外,。
2. 在質保期內，由于供貨商貨物質量問題造成的系統(tǒng)中斷或其余故障,，在接到采購方通知后的24小時內負責處理缺陷并更換有損壞的部件,，且不收取任何額外費用，由此造成的采購方損失由供貨商承擔,。質保服務內容包括但不限于：
1) 故障部件或貨物的免費更換或維修,，并提供質量分析報告；
2) 貨物的現(xiàn)場維護,；
3) 電話技術支持等,。
3. 質保期內貨物發(fā)生故障并由供貨商處理完畢后，質保期將延長,，延長時間為自貨物重新投運之日起后的 12 個月,。
4. 在質保期內，供貨商應提供7×24小時響應的技術服務,，在需要現(xiàn)場服務時,，供貨商應在24小時內趕赴現(xiàn)場，偏遠地區(qū)36小時內趕赴現(xiàn)場,；在質量保證期后,，由于供貨商貨物質量問題而造成的系統(tǒng)停運或中斷,，供貨商應在接到采購方通知后的48小時內負責協(xié)助處理缺陷并更換有損壞的部件。對易損部件優(yōu)先,、優(yōu)惠供應,，并提供終身服務。