固體絕緣材料電氣介電強度試驗設備采用計算機控制，通過人機對話方式，完成對絕緣介質的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。主要適用于固體絕緣材料。如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等在工頻電壓下?lián)舸╇妷?，擊穿強度和耐電壓的測試。并對實驗過程中的各種數(shù)據(jù)快速、準確地進行采集、處理、存取、顯示、打印。

詳細介紹

ZJC-50KV固體絕緣材料電氣介電強度試驗設備

一、概述

該ZJC-50KV固體絕緣材料電氣介電強度試驗設備采用計算機控制，通過人機對話方式，完成對絕緣介質的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。主要適用于固體絕緣材料。如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等在工頻電壓下?lián)舸╇妷海瑩舸姸群湍碗妷旱臏y試。并對實驗過程中的各種數(shù)據(jù)快速、準確地進行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術指標

輸入電壓：AC 220V

功率：5kW

輸出電壓：0～50kV

電壓精度：±1%

升壓速率：0.1kV/S-3kV/S量程分為高壓低壓兩檔，速度有限制連續(xù)可調，

⒈擊穿電壓(V)：用連續(xù)均勻升壓的辦法對試樣施加工頻電壓并保持試樣發(fā)生擊穿時的電壓值，以kV表示。

⒉擊穿強度(E)：試樣的擊穿電壓值與兩個電極間試樣的平均厚度之商，以kV/mm。

三、安全說明

試驗在較高電壓下進行，所以我們在設計時加以必要的保護措施以防止發(fā)生意外。

1.試驗在有機玻璃制成的試驗箱中進行，電壓頭安全放電距離對四周均大于250mm，試驗時即使人不慎觸到箱壁也不會發(fā)生危險。

2.對升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼均已安全接地。

3.電路上設有過流保護、過壓保護，擊穿主機電源和計算機電源須分相。

4.五級安全斷電控制：

⑴漏電保護器

⑵總電源開關

⑶高壓斷電開關

⑷復位開關

⑸試驗箱門安全開關

四、整機組成

⒈升壓部件：由調壓器和升壓器組成升壓部分。

⒉驅動部件：由步進電機均勻調節(jié)升壓變壓器。

⒊檢測部件：由集成電路組成的測量電路。

⒋計算機測控系統(tǒng)。

五、操作步驟

⒈打開試驗機右側的電源開關,預熱30分鐘

⒉打開計算機進入Windows XP 系統(tǒng)。

A 電壓擊穿試驗

(1) 用鼠標雙擊桌面快捷方式進入用戶試驗界面。

(2) 圖一所示登錄窗體,輸入用戶名稱和使用密碼。初始用戶名稱和使用密碼都為空，用戶名稱和使用密碼可以更改，具體后面將會表述。直接確定按鈕就可進入下一界面—參數(shù)設置界面。三次輸入錯誤后，系統(tǒng)自動退出。點“退出”按鈕則退出程序。

圖一

進入了系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要可以自己設定密碼，點擊工具欄中的修改圖標，彈出系統(tǒng)維護窗體，依次輸入特權用戶、特權密碼、更改用戶、更改密碼后再按“確定”按鈕，新的用戶名稱和使用密碼即可生成。按“返回”按鈕返回主框架，當下次進入的時候就可以輸入新的用戶名稱和使用密碼進入，如果不小心忘記密碼或者弄混密碼，則可以重新輸入特權用戶和特權密碼進入系統(tǒng)，再重新更改。特權用戶為"zns" ，特權密碼為"4644218"。

對工具欄的各個圖標按鈕功能如圖二所示。

(3)各輸入框內(nèi)添加說明

a. 試驗單位：即作試驗的單位或者機構。

b. 送試單位：即試樣的提供單位或者機構。

c. 執(zhí)行標準：即試驗方法和條件所遵循的標準，設備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標準。

d. 試驗方法：即試樣的試驗過程和結果的處理，本設備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標準，有三種試驗方法為別稱之為：

（I）Short Time：試樣電壓從零開始以選擇的升壓速率勻速升壓，直到試樣擊穿為止，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

（II）Step by Step：試樣電壓從零快速升壓到達初始電壓，此間不記錄曲線，到達初始電壓后以梯度時間為時間長度，穩(wěn)定電壓，梯度時間結束后繼續(xù)以選定的升壓速率升壓，達到下一個梯度電壓值再穩(wěn)定電壓，如此過程直到試樣擊穿。對于擊穿電壓的確定分為兩種情況，如果試樣擊穿發(fā)生在升壓的過程中，那么擊穿電壓為前一個梯度的電壓；如果擊穿發(fā)生在梯度時間內(nèi)，則擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓。

（III）Slow Rate：試樣電壓從零快速升壓到達初始電壓，此間不記錄曲線，到達初始電壓后以選定的升壓速率升壓直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

e. 環(huán)境濕度：即為實驗室的濕度。

f. 環(huán)境溫度：即實驗室的溫度。

g. 試驗介質：即試驗中使用變壓器油作為介質浸沒試樣，減少試樣閃絡等影響試驗結果。

h. 試驗人員：即試驗的操作者。

i. 電極形狀：即接觸試樣表面的電極形狀，本設備使用圓形電極。

j. 電極尺寸：即本設備使用圓形φ6.3mm重50g的銅電極。

k. 使用量程：即設備分為高壓和低壓兩檔量程高壓為0～50kV,低壓為0～10kV。

l. 峰降電壓：即試樣擊穿時試樣兩邊的電壓會產(chǎn)生一個由高的峰值突降到一個小值的現(xiàn)象，二者的差值稱之為峰降電壓。隨量程的不同和試樣的不同會有區(qū)別。一般選用1.0kV作為一個比較合適的值使用，當然不排除有特殊的情況。

m. 初始電壓：在Step by Step和Slow Rate兩種試驗方法中需要到達一個初始電壓的過程，會使用到此參數(shù)。Short Time方法不會使用此參數(shù)。

n. 梯度電壓：在Step by Step試驗方法中，穩(wěn)定電壓=初始電壓+梯度電壓×（N-1），N為梯度的次數(shù)。

o. 材料名稱：即制成試樣的材料。

p. 終止電壓：即是試驗的一個保護措施，防止由于參數(shù)設置不當引起的無限升壓，實際采集到的電壓值大于此參數(shù)時，系統(tǒng)自動停止，電機返回初始位置，同時他也是曲線坐標系的一個參數(shù)。

q. 梯度時間：即在Step by Step試驗方法中，穩(wěn)定電壓的時間段長度，以秒為單位。

r. 試樣制備：即對試樣的修整處理，或特殊的環(huán)境條件處理。

s. 存儲路徑：即試驗數(shù)據(jù)在磁盤中的保存位置，可以手動選擇路徑及對文件命名，若不選擇則系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)自動命名保存到默認位置。按選擇路徑按鈕即可手動選擇路徑和文件命名。

(4)根據(jù)試驗要求輸入?yún)?shù)，然后點擊“確定”后出現(xiàn)試驗主界面，輸入“試樣厚度”后，點動速率參數(shù)條，可以調整速率大小，點擊“開始”按鈕，如果樣品厚度沒有設定，高壓準備按鈕沒有打開，系統(tǒng)都會有相應的提示，并且試驗不能繼續(xù)，只有所有的步驟都執(zhí)行后，試驗才可進行。如果提示“電機未復位”，則系統(tǒng)會使電機自動復位。

(5)打開試驗機門，按標準要求夾好試樣，打鎖開關，合上恢復開關，關上門，按下“高壓準備”按鍵，紅燈被點亮，用鼠標點擊“開始”試驗開始。

(6) 試樣擊穿后，電機自動返車回到初始位置計算機屏幕上出現(xiàn)對話框，“對試驗數(shù)據(jù)是否滿意”的判斷，點擊“是”，則進一步詢問“是否要做下一個試樣”選擇“是”則繼續(xù)下一個試樣，點擊“否”則提示保存試驗數(shù)據(jù)。打開“門”取出試樣，整個試驗完成。

(7)點擊框架的“打開”按鈕，在您剛才建立的文件夾中取你需要打印或查看的文件然后“打開”。

(8)打開文件后，點擊試樣編號按鈕，可以逐一顯示試樣試驗結果及曲線。

(9)如果你需要打印試驗報告，聯(lián)接打印機，點擊“預覽”按鈕，進行預覽及進一步打印。報告格式及內(nèi)容如圖。

(10)試驗結束后，關閉總電源，清潔儀器。

六、試驗準備和環(huán)境

1.試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據(jù)產(chǎn)品的性能要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產(chǎn)品標準另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經(jīng)過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過5分鐘。

2.媒質：

⑴氣體媒質：采用空氣，如有閃絡可在電極周圍加柔軟硅橡膠防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙，環(huán)寬30mm。

⑵液體媒質：常態(tài)試驗及90℃以下的熱態(tài)試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內(nèi)的熱態(tài)試驗采用清潔的過熱氣缸油。

3.試驗環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗環(huán)境：溫度為20±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗或潮濕環(huán)境試驗條件由產(chǎn)品標準參照錄中表2予以規(guī)定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復施加試驗電壓來判斷。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產(chǎn)生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

表1 預處理條件

溫度（℃）	相對濕度（%）	時間（h）
20±5	65±5	≥24
70±2	＜40	4
105±2	＜40	1

條件處理：試驗前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或*浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時間后進行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產(chǎn)品標準規(guī)定。

表2 條件處理與試驗環(huán)境

項目	溫度（℃）	時間（ h ）	相對濕度 ( % )	注意事項
高溫處理與熱態(tài)試驗環(huán)境	90±2 105±2 120±2 130 ± 2 155±2 180±2 200±2 220±2 250±2 275±5 320±5	＜40h 可由試樣的溫度，時間與性能的關系曲線來確定		在規(guī)定的處理條件下放入試樣并開始計時。熱態(tài)試樣須在試樣溫度達到規(guī)定的
浸蒸餾水、沸水或其他液體處理	20±5 100±5		0.5、1、2、4、6、8、16、24、48、96	在規(guī)定的處理條件下放入試樣并開始計時。試樣經(jīng)浸沸水或其他高溫液體處理后取出隨即放入同類常溫液體中冷卻到溫度數(shù)20±5℃
受潮處理與潮濕環(huán)境	20±5	95±3	0.5、1、2、3、4、8、16、24、48、96、7天或7天的整數(shù)倍	1.在規(guī)定的處理條件下放入試樣并開始計時。