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電壓擊穿試驗(yàn)儀幾種擊穿方法介紹

來(lái)源:技術(shù)文章    更新時(shí)間:2014-06-11    瀏覽:4749次

電壓擊穿試驗(yàn)儀電壓擊穿?

電子器件都有能承受的zui高耐壓值,超過(guò)該允許值,器件存在失效風(fēng)險(xiǎn)。

主動(dòng)元件和被動(dòng)元件失效的表現(xiàn)形式稍有差別,但也都有電壓允許上限。

晶體管元件都有耐壓值,超過(guò)耐壓值會(huì)對(duì)元件有損傷,比如超過(guò)二極管、電容等,

電壓超過(guò)元件的耐壓值會(huì)導(dǎo)致它們擊穿,如果能量很大會(huì)導(dǎo)致熱擊穿,元件會(huì)報(bào)廢。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀介電擊穿?

是指在兩個(gè)導(dǎo)電板之間為了某些目的添加的不導(dǎo)電的物質(zhì),由于電壓太高,這種物質(zhì)被破毀,失去不導(dǎo)電的功能,變成了導(dǎo)體。這個(gè)現(xiàn)象就是介電擊穿。 

zui簡(jiǎn)單常見(jiàn)的介質(zhì)是空氣,如果電壓大了,空氣就會(huì)電離。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀絕緣強(qiáng)度?

絕緣本身耐受電壓的能力。作用在絕緣上的電壓超過(guò)某臨界值時(shí),絕緣將損壞而失去絕緣作用。

通常,電力設(shè)備的絕緣強(qiáng)度用擊穿電壓表示;而絕緣材料的絕緣強(qiáng)度則用平均擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱擊穿場(chǎng)強(qiáng)來(lái)表示。

擊穿場(chǎng)強(qiáng)是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,發(fā)生擊穿的電壓除以施加電壓的兩電極之間的距離。

絕緣強(qiáng)度通常以試驗(yàn)來(lái)確定。

絕緣強(qiáng)度隨絕緣的種類(lèi)不同而有本質(zhì)上的差別。

電壓擊穿試驗(yàn)儀內(nèi)絕緣?

電力設(shè)備內(nèi)部的絕緣。包括固體介質(zhì)、液體介質(zhì)或氣體介質(zhì)的絕緣以及由不同介質(zhì)構(gòu)成的組合絕緣。

外部大氣條件對(duì)內(nèi)絕緣基本沒(méi)有影響。

但材料的老化、高溫、連續(xù)加熱以及受潮等因素對(duì)內(nèi)絕緣的絕緣強(qiáng)度有不利的影響。

內(nèi)絕緣若發(fā)生擊穿,一般說(shuō)來(lái),它的絕緣強(qiáng)度是不能自行恢復(fù)的。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀外絕緣?

在直接與大氣相接觸的條件下工作的電工設(shè)備的各種不同形式的絕緣。

包括空氣間隙和電力設(shè)備固體絕緣的外露表面。

外絕緣在放電停止后,其絕緣強(qiáng)度通常能迅速地*恢復(fù)并與重復(fù)放電的次數(shù)無(wú)關(guān)。

外絕緣的絕緣強(qiáng)度與外部大氣條件密切相關(guān)。

 絕緣強(qiáng)度

在固體絕緣和空氣的交界面上的沿面放電發(fā)展成貫穿性的空氣擊穿稱閃絡(luò)。

在一定的試驗(yàn)條件下,使外絕緣表面剛好發(fā)生閃絡(luò)所需的電壓值稱臨界閃絡(luò)強(qiáng)度。

伏秒特性是指在沖擊電壓波形一定的前提下,絕緣的沖擊放電電壓與相應(yīng)的放電時(shí)間的關(guān)系曲線。它由試驗(yàn)確定。工程中用以表示絕緣在沖擊電壓作用下的擊穿特性。

外絕緣的絕緣強(qiáng)度和外部大氣條件密切相關(guān),受大氣溫度、壓力、濕度等氣象條件和臟污狀況等多種因素的影響。

電工委員會(huì)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)為:氣壓1013毫巴(1巴=105帕),溫度20,濕度11/3,并規(guī)定了大氣狀態(tài)不同時(shí)外絕緣放電電壓相互間的換算方法。

非標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的實(shí)測(cè)電壓值,應(yīng)換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的電壓值;

反之,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的電壓值時(shí),應(yīng)換算到試驗(yàn)或運(yùn)行中大氣狀態(tài)下的電壓值。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀臨界閃絡(luò)強(qiáng)度?

在固體絕緣和空氣的交界面上的沿面放電發(fā)展成貫穿性的空氣擊穿稱閃絡(luò)。

在一定的試驗(yàn)條件下,使外絕緣表面剛好發(fā)生閃絡(luò)所需的電壓值稱臨界閃絡(luò)強(qiáng)度。

有時(shí)閃絡(luò)強(qiáng)度用平均閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)來(lái)表示。

它是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,用發(fā)生閃絡(luò)的電壓除以沿兩種介質(zhì)交界面的泄漏距離或兩電極間的垂直距離所得的商。

試驗(yàn)條件分為干燥狀態(tài)、淋雨?duì)顟B(tài)和臟污狀態(tài)等幾類(lèi)。

在這幾種狀態(tài)下得到的臨界閃絡(luò)強(qiáng)度分別簡(jiǎn)稱為干閃強(qiáng)度、濕閃強(qiáng)度和污閃強(qiáng)度。

由于介質(zhì)分界面上的電壓分布不均勻,沿面閃絡(luò)電壓比氣體或固體單獨(dú)存在時(shí)的擊穿電壓都低。

淋雨?duì)顟B(tài)比干燥狀態(tài)時(shí)的閃絡(luò)電壓低,在潮濕臟污的條件下沿面閃絡(luò)電壓會(huì)更明顯降低。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀伏秒特性?

電工設(shè)備絕緣除承受長(zhǎng)期工作電壓的作用外,還承受暫態(tài)過(guò)電壓的作用。過(guò)電壓可分為兩大類(lèi)。

一類(lèi)是由于設(shè)備遭受雷擊造成的或在設(shè)備附近發(fā)生雷擊而感應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)電壓;另一類(lèi)是由于電力系統(tǒng)中的操作或發(fā)生事故或發(fā)生諧振而引起的過(guò)電壓。

過(guò)電壓的作用時(shí)間很短,但過(guò)電壓的數(shù)值卻大大超過(guò)正常工作電壓。

放電的發(fā)展需一定時(shí)間,在持續(xù)電壓作用下,放電時(shí)延對(duì)放電電壓沒(méi)有影響;但對(duì)于作用時(shí)間很短的沖擊電壓,放電時(shí)延的影響則不能忽略。

工程中用伏秒特性來(lái)表示絕緣在沖擊電壓作用下的擊穿特性。

伏秒特性是指在沖擊電壓波形一定的前提下,絕緣的沖擊放電電壓與相應(yīng)的放電時(shí)間的關(guān)系曲線。

伏秒特性由試驗(yàn)確定,其方法為:保持沖擊電壓波形不變,逐級(jí)升高電壓。

電壓較低時(shí),擊穿發(fā)生在波尾;電壓甚高時(shí),放電時(shí)間減至很小,擊穿可發(fā)生在波頭。

在波尾擊穿時(shí),以沖擊電壓的幅值作為縱坐標(biāo),放電時(shí)間作為橫坐標(biāo)。

在波頭擊穿時(shí),還以放電時(shí)間為橫坐標(biāo),但以擊穿時(shí)的電壓為縱坐標(biāo)。

在電壓較高時(shí)完成放電所需時(shí)間較短,在電壓較低時(shí)完成放電所需時(shí)間較長(zhǎng)。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀電氣強(qiáng)度?

電氣強(qiáng)度測(cè)試又稱耐壓測(cè)試。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),任何電氣設(shè)備都有一個(gè)絕緣等級(jí),不同額定電壓的絕緣等級(jí)不一樣。當(dāng)超過(guò)一定電壓等級(jí)后,設(shè)備的絕緣就會(huì)被擊穿。電氣強(qiáng)度測(cè)試就是看在給被測(cè)設(shè)備加一定的高電壓(可以參考IEC標(biāo)準(zhǔn)或者國(guó)標(biāo)),看是否會(huì)導(dǎo)致?lián)舸H绻粨舸?,則通過(guò),擊穿則說(shuō)明不合格。 

一般在設(shè)備出廠前做這個(gè)試驗(yàn),在現(xiàn)場(chǎng)可能僅僅是搖絕緣就可以了。另外,該試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn),一旦擊穿,不可修復(fù)。 

電氣強(qiáng)度測(cè)試又稱耐壓測(cè)試,是圍繞絕緣材料被擊穿后呈現(xiàn)出導(dǎo)體特性的特點(diǎn),考察相關(guān)電參數(shù)的變化特征,以此判定絕緣材料是否被擊穿。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀內(nèi)涵及測(cè)試工具?

工頻交流電壓作用下的氣體介質(zhì)擊穿。在均勻電場(chǎng)(見(jiàn)不均勻電場(chǎng))的間隙中,

工頻擊穿電壓和直流擊穿電壓相等。

在極不均勻電場(chǎng)的間隙中(如棒-板間隙),擊穿總是發(fā)生在棒電極處于正極性的狀態(tài),因而交流擊穿電壓幅值與正極性棒對(duì)負(fù)極性板間隙的直流擊穿電壓相近。

棒-板空氣間隙的交流平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)為Eа≈4.8kV/cm,與上述E+很接近。

為提供高電壓輸電線或變電所空氣間隙距離的設(shè)計(jì)依據(jù),近年來(lái)很多人研究長(zhǎng)空氣間隙的工頻擊穿電壓(見(jiàn)長(zhǎng)間隙擊穿)

21 10m間隙距離的擊穿電壓曲線。圖中,曲線12是棒-棒電極間隙,上棒電極均為5m,下棒電極分別為6m3m,兩者的擊穿電壓稍有差異。這是因?yàn)榍€2的下棒電極短,大地的影響大。

曲線3是棒-地間隙的擊穿電壓,它比棒-棒間隙的數(shù)值低許多,并且有飽和的趨勢(shì)

這些試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的,后來(lái)由戶外試驗(yàn)說(shuō)明,并未出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。

飽和現(xiàn)象是由于試驗(yàn)室墻的影響引起的。

進(jìn)行長(zhǎng)間隙的試驗(yàn)需要很大的試驗(yàn)室,投資很多。

因此許多人在研究用理論模型計(jì)算或試驗(yàn)?zāi)M來(lái)代替實(shí)際尺寸的試驗(yàn)。

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀固體電介質(zhì)擊穿?

導(dǎo)致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱為擊穿電壓.均勻電場(chǎng)中,擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱擊穿場(chǎng)強(qiáng),又稱介電強(qiáng)度).

它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度.

不均勻電場(chǎng)中,擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場(chǎng)強(qiáng),它低于均勻電場(chǎng)中固體介質(zhì)的介電強(qiáng)度.

固體介質(zhì)擊穿后,由于有巨大電流通過(guò),介質(zhì)中會(huì)出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋.

脆性介質(zhì)擊穿時(shí),常發(fā)生材料的碎裂,可據(jù)此破碎非金屬礦石

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀固體電介質(zhì)擊穿有3種形式 :電擊穿,熱擊穿和電化學(xué)擊穿.

電擊穿是因電場(chǎng)使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點(diǎn)而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能.熱擊穿是因在電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累,溫度過(guò)高而導(dǎo)致失去絕緣能力.

電化學(xué)擊穿是在電場(chǎng),溫度等因素作用下,電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化,性能逐漸劣化,zui終喪失絕緣能力.

固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加 , 這會(huì)使介質(zhì)的溫度上升,因而電化學(xué)擊穿的zui終形式是熱擊穿.

溫度和電壓作用時(shí)間對(duì)電擊穿的影響小,對(duì)熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大;電場(chǎng)局部不均勻性對(duì)熱擊穿的影響小,對(duì)其他兩種影響大.

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀液體電介質(zhì)擊穿?

純凈液體電介質(zhì)與含雜質(zhì)的工程液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理不同.

對(duì)前者主要有電擊穿理論和氣泡擊穿理論,對(duì)后者有氣體橋擊穿理論.

沿液體和固體電介質(zhì)分界面的放電現(xiàn)象稱為液體電介質(zhì)中的沿面放電.

這種放電不僅使液體變質(zhì),而且放電產(chǎn)生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生氣泡.

經(jīng)多次作用會(huì)使固體介質(zhì)出現(xiàn)分層,開(kāi)裂現(xiàn)象,放電有可能在固體介質(zhì)內(nèi)發(fā)展,絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓因此下降.

脈沖電壓下液體電介質(zhì)擊穿時(shí),常出現(xiàn)強(qiáng)力氣體沖擊波(即電水錘),可用于水下探礦,橋墩探傷及人體內(nèi)臟結(jié)石的體外破碎.

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀氣體電介質(zhì)擊穿?

在電場(chǎng)作用下氣體分子發(fā)生碰撞電離而導(dǎo)致電極間的貫穿性放電.

其影響因素很多,主要有作用電壓,電板形狀,氣體的性質(zhì)及狀態(tài)等.

氣體介質(zhì)擊穿常見(jiàn)的有直流電壓擊穿,工頻電壓擊穿,高氣壓電擊穿,沖擊電壓擊穿,高真空電擊穿,負(fù)電性氣體擊穿等.

空氣是很好的氣體絕緣材料,電離場(chǎng)強(qiáng)和擊穿場(chǎng)強(qiáng)高,擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣性能,且不燃,不爆,不老化,無(wú)腐蝕性,因而得到廣泛應(yīng)用.

為提供高電壓輸電線或變電所的空氣間隙距離的設(shè)計(jì)依據(jù)(高壓輸電線應(yīng)離地面多高等),需進(jìn)行長(zhǎng)空氣間隙的工頻擊穿試驗(yàn).

 

電壓擊穿試驗(yàn)儀發(fā)展趨勢(shì)?

絕緣耐壓試驗(yàn)分為直流耐壓試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)兩種。

過(guò)去在進(jìn)行電纜耐壓試驗(yàn)時(shí)都采用直流耐壓試驗(yàn)。

經(jīng)研究和實(shí)踐表明:直流耐壓試驗(yàn)對(duì)橡塑絕緣是無(wú)效的且具有危害性。

我國(guó)在九十年代開(kāi)始研究和實(shí)踐交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)。

經(jīng)過(guò)20多年的研究和實(shí)踐,世界各國(guó)紛紛采用交流耐壓試驗(yàn)代替直流耐壓試驗(yàn)。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)也對(duì)于高壓電纜的試驗(yàn)方法作出了更改和修訂。

1997CIGRI大電網(wǎng)工作會(huì)議對(duì)目前采用的直流耐壓試驗(yàn)方法提出疑議,并推薦使用工頻及近似工頻(30-300HZ)的交流試驗(yàn)方法,在*范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。

我國(guó)的華北電力集團(tuán),廣東,江蘇,浙江,福建,安徽等電網(wǎng)已先后頒發(fā)《試驗(yàn)規(guī)程》,強(qiáng)制規(guī)定用交流耐壓試驗(yàn)代替直流耐壓試驗(yàn)。

在我國(guó)電網(wǎng)相對(duì)發(fā)達(dá)的省份,交流耐壓試驗(yàn)已經(jīng)成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

其它地區(qū)的試驗(yàn)規(guī)程也在起草和醞釀中。

交流耐壓試驗(yàn)取代傳統(tǒng)直流耐壓試驗(yàn)已是大勢(shì)所趨。

 

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