關于電壓擊穿試驗儀介紹

電壓擊穿試驗儀概述：電壓擊穿實驗儀器是測量絕緣材料板材及管材介電強度的實驗儀器。它也可以用于絕緣材料的耐電壓測試。電壓擊穿實驗儀器的實驗原理是由高壓試驗變壓器產生高電壓，通過電機改變調壓器的輸出給高壓試驗變壓器原邊，從而得到連續可調的交流電壓。即可得到連續可調的高電壓。由于交流調壓通常是通過自耦調壓器來完成調壓的精度受自耦調壓器的總匝數有關，理論上有△U=U0/n。式中△U表示調壓可得到zui小調壓增量值；U0是調壓器的輸入電壓；n是自耦調壓器線圈匝數。例如：自耦調壓器線圈匝數為1500匝，輸入電壓220V，若高壓變壓器輸出為100KV。用此調壓器可得到的zui小高壓調壓增量為220*100*1000/1500/200=73（v）。既在此時的實驗條件下調壓的zui小電壓增量要達到73V之多。若高壓變壓器輸出為50KV時，其它條件還是上述，則調壓的zui小電壓增量也要有73/2=36.5V。從以上分析可看出，若想較小增量間隔就要增大n的數值，但增大n會迅速增大設備體積和成本。若想滿足GB1408中的第10.3條之規定，僅能通過電子式調壓實現。此時會有另一個問題，通過電子式調壓進行材料的工頻試驗時會引起較大的高次諧波，高次諧波對材料電氣強度產生影響還有待商榷。

擊穿電壓：高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體，當在材料上施加的電壓逐漸增加，致使材料zui薄弱點失去絕緣能力而產生電弧材料被破壞。此時的zui大電壓稱為擊穿電壓。我們把擊穿電壓和此時材料的厚度比稱為介電強度也稱為電氣強度。

介電強度：試樣擊穿時，單位厚度承受的擊穿電壓值，單位為kv/mm或Mv/m。有時也稱為電氣強度或擊穿強度。通常介電強度越高，材料的絕緣質量越好。介電強度是表征了材料所能承受的zui大電場強度，是高聚物絕緣材料的一項重要指標。

耐壓電壓：在規定的試驗條件下，對試樣施加規定的電壓及時間，試樣不被擊穿所能承受的zui高電壓。

塑料的電擊穿機理：介電擊穿機理可分為電擊穿、熱擊穿、化學擊穿、放電擊穿等，往往是多種機理綜合發生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱為電擊穿，把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿。熱擊穿的外部表現是介電強度隨溫度升高而迅速下降，與施加電壓作用的長短有關；與電場中產生的熱量大于它能散熱的熱量，使其內部溫度不斷升高。溫度升高導致其電阻下降，流經試樣電流增大，產生的熱量更多，如此循環不已，致使介質轉變為另一種聚焦態，失去耐電壓能力，材料被破壞。電擊穿的特點是介電強度與周圍介質的電性能有關；擊穿點常常出現在電極邊緣其至電極以外。

介電強度測試的影響因素：電壓波形及電壓作用時間影響。材料在電場作用下，初始時單位時間內材料內部產生的熱量大于介質散發出去的熱量，進而介質溫度升高，溫度的升高是一個由快轉滿的，若升壓速度較慢zui后發生材料擊穿熱擊穿的成分較大。作用時間的影響多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用增加而下降，處于熱擊穿形式的試樣，基本上隨升壓速度的提高擊穿強度也增大。因此，一般規定試樣擊穿電壓低于20kv時升壓速度為1.0kv/s；大于或等于20kv時升壓速度為2.0kv/s。

電極倒角的影響：電極邊緣處電場強度遠遠高于內部，但邊緣效應極難消除。為避免電極邊緣成一直角，需采用一定倒角r。國家標準中規定r=2.50mm。

媒質電性能影響；高壓擊穿試驗往往把樣品放在一定媒質（如變壓器油）中，其目的是為縮小試樣尺寸防止飛弧。但媒質本身的電性能對屬于電擊穿為主的材料有明顯影響，而以熱擊穿為主的材料影響極小，故標準中對奧球油的擊穿電壓VB＞=25kv/2.5mm。