ZJC-20KV陶瓷的擊穿及耐壓試驗設備

一、結構原理及性能特點

 ZJC-20KV陶瓷的擊穿及耐壓試驗設備高壓變壓器主要產生試樣所需的直流電壓，調壓器用于調節升壓變壓器輸入端電壓以產生高壓所需的輸入電壓，電壓測量主要是從高壓變壓器測量端測量，高壓變壓器測量端和高壓端是線性的；試驗軟件是我公司研發的功能強大、操作簡單、顯示直觀的試驗軟件系統。采用計算機控制，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。主要由：升壓系統(高壓變壓器)、測量系統、A/D轉換器、放電系統、電極、油箱、電極定位架、計算機數據處理系統、軟件等組成；

二、制造和檢驗標準

1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法》

2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法 

第2部分：對應用直流電壓試驗的附加要求》

3、JJG 795-2004 《耐電壓測試儀檢定規程》

三、適用的試驗方法標準

1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

2、GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》

3、GB12913-2008《電容器紙》

4、ASTM D149《固體電絕緣材料工業電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法》

四、應用范圍

主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等介質在工頻電壓或直流電壓下擊穿強度和耐電壓時間的測試；該儀器采用計算機控制，可對試驗過程中的各種數據進行快速、準確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

五、主要技術指標

輸入電壓：AC 220 V

輸出電壓：AC 0－20 kV ;DC 0－20 kV

電器容量：2 KVA

高壓分級：0－5kV； 0-10kV；0－20kV；

擊穿電壓：0-20kV

擊穿電壓升壓速率共分七級（可選定）：

A、0.1 kV/s

B、0.2 kV/s

C、0.3 kV/s

D、0.5 kV/s

E、1.0 kV/s

F、2.0 kV/s

G、3.0 kV/s

升壓方式：

1、勻速升壓 

2、階梯升壓 

3、耐壓試驗 

過電流保護裝置：試樣擊穿時在0.1S內切斷電源.

漏電電流選擇：1—30 mA.

耐壓時間：0-6H

六、安全說明：

1、設備要安裝單獨的保護地線。接保護地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

2、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時,當開啟試驗門時設備會自動報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。

3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進了以往單獨配備一根放電桿的功能。

4、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警等。

5、九級安全防護措施：

①超壓保護

②試驗過流保護

③調壓器復位開關

④試驗箱門安全開關

⑤自動放電保護

⑥漏電保護開關

⑦試驗短路保護

⑧獨立接地保護

⑨安全防護網保護

七、計算機系統及軟件包

1、試驗過程中可動態繪制出試驗曲線，試驗的曲線可以多種顏色疊加對比，局部放大，曲線上任意一段可進行區域放大分析；

2、可對試驗數據進行編輯修改，靈活適用；

3、試驗條件及測試結果等數據可自動存儲；

4、試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同需求；

5、可對一組試驗中曲線數據的有效與否進行人為選定；

6、試驗結果數據可導入EXECL,WORD文檔編輯；

7、軟件設備人員管理功能，試驗人員可設置自己的試驗項目和試驗參數，設置自己的試驗內容后別人無法進入程序；

8、過電流保護裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時在0.1S內切斷電源；

9、儀器運行的持久性: 儀器可連續運行使用，不需為保護儀器而定期停機。

典型用戶：

八、常見可能的故障及處理方法（處理硬件故障建議非必要一定斷開電源）

故障現象一：、高壓不升壓，電壓沒有顯示；

解決辦法：

硬件檢查（斷開電源后）

1、檢查總電源開關是否打開、門控顯示、起點指示是否正常點亮。

2、高壓啟動開關是否綠燈亮起。（正常高壓啟動按下后點亮）

3、如果供電正常后仍不升壓，（斷電后）可打開側門，觀察左側調壓器上驅動步進電機，檢查尼龍傳動皮帶是否脫落、打滑或滯住。

4、如果電腦軟件控制操作提示框顯示“試驗數據出現異常且無法保存"，硬件查看高壓采集電路，有可能硬件故障。

軟件參數設置檢查：

①看量程是否選擇正確50KV；（量程選擇不對）

②軟件中峰降電壓值設置過低，（增大系數即可。）

③軟件中電流保護設置過小，（增大電流數）

5、檢查是否控制板驅動丟失或者控制卡損壞，打開軟件正常情況下，會提示檢測到一個控制卡，否則提示檢測不到。用備份光盤重新驅動。在“設備管理器中"的AC6010a板卡驅動是否存在，否則重新驅動解決。

故障現象二：北京航天縱橫檢測儀器軟件打不開；

解決辦法：系統中病毒，軟件打不開，（，重新安裝軟件或者重新更換操作系統。）

故障現象三；高壓采集電阻裸露在液界外；

1、斷開電源后，打開操作面板門，手動打開采集器上蓋，加入25＃變壓器油。

故障現象四：蜂鳴器響；

1、（開機蜂鳴器響）檢查地線地線是否斷路。解決辦法：連接地線

2、（試驗開始蜂鳴器響），有可能高壓采集部分斷路

3、 試驗結束有時蜂鳴器響，不用處理。

故障現象五：蜂鳴器不響；

1、更換報警蜂鳴器。

2、檢查是否斷線，后面板插頭連接狀況。

故障現象六：測試電壓值偏低或者開機就斷電

1、可能試樣太小，不足以覆蓋電極

2、各個螺絲安裝點松動，請斷開220V電源檢查

九、使用前須知；

本北京航天縱橫檢測儀器為高壓試驗設備，使用前請仔細閱讀如下內容

1、儀器安裝時，要具備獨立的接地線（接地電阻小于4歐姆）

2、使用前。操作者要仔細閱讀使用說明書。掌握具體的操作方法和步驟；

3、儀器不可以在含有腐蝕性氣體和含有顆粒雜質的環境下使用；

4、每次更換試樣或接觸高壓電極前。必須進行放電（直流測試狀態），且放電時間不小于5秒；

5、試樣被擊穿瞬間，會有火花產生并伴有聲響，這屬于正常現象；

6、每次進行試驗前。北京航天縱橫檢測儀器必須檢查儀器接地線是否接觸良好。

十、售前服務：

為您提供理化試驗室電學性能測試室的規劃設計方案：

◎ 試驗室設施和環境要求

◎ 儀器、北京航天縱橫檢測儀器設備的配置

在您研制新材料時，專業工程師可為您提供材料測試服務，當收到您委托做試驗的試樣和試驗要求后，結合試驗標準要求和材料特性選擇適合的設備為您完成測試，并將以電郵的方式將試驗報告及圖片發給您。

多年材料電學解決方案的積累，結合您的實際需求，為您提供豐富的實際應用案例，您將會對試驗標準的理解，試驗設備的選型，試驗附件的選購有更多的參照。

十一、售后服務：

1、安裝調試：協助試驗機的安裝，負責試驗機的運輸、調試。

2、驗收標準：試驗機按訂貨技術附件進行驗收。終驗收在買方進行，對用戶提供的試樣進行試驗，并提供測試報告。

3、培訓：安裝調試同時，在儀器操作現場免費培訓操作人員2-3名，該操作人員應是由需方選派的長期穩定的員工，培訓后能夠對設備基本原理、軟件使用、操作、維護事項理解和應用，使人員能夠獨立操作設備對樣品進行檢測、分析，同時能進行基本的維護。

4、軟件升級：終生免費提供新版本控制軟件。

5、保修：

5.1、北京航天縱橫檢測儀器設備保修一年，長期服務，一年內非人為損壞的零部件免費更換，保修期內接到用戶邀請后，遲響應時間為2小時內，在與用戶確認故障后，我公司會在48小時內派工程師到達現場進行免費服務，盡快查清故障所在位置和故障原因，并向用戶及時報告故障的原因和排除辦法。

5.2、保修期內人為損壞的零部件按采購（加工）價格收費更換。

5.3、北京航天縱橫檢測儀器保修期外繼續為用戶提供專業技術服務，在接到用戶維修邀請后3天內派工程師到達用戶現場進行維修。并享有優惠購買零配件的待遇。

5.4、傳感器過載及整機電路超壓損壞不在保修范圍內。

十二、選型說明：

1、 介電強度和擊穿電壓的區別：

介電強度：是一種材料作為絕緣體時的電強度的量度.它定義為試樣被擊穿時, 單位厚度承受的最大電壓,單位是：KV/mm或MV/m,介電強度越大, 它作為絕緣體的質量越好.介電強度也可稱為電氣強度。

擊穿電壓：是一種材料作為絕緣體時所能承受的最大電壓值，也就是擊穿破壞時的最大電壓值，單位是：KV

2、 北京航天縱橫檢測儀器如何選擇合適量程的電壓擊穿：

在材料的標準要求里或者測試報告中，對材料的耐壓等級通常用介電強度來表示，即KV/mm,擊穿電壓和介電強度的關系可以用如下公式表示：

擊穿電壓值（KV）

介電強度（KV/mm）=------------------------------------------

試樣厚度（mm）

由如上公式可以得出結論,選擇多大量程的測試儀器,取決于試樣的厚度,即:

擊穿電壓值(KV)=介電強度(KV/mm)* 試樣厚度（mm）

      由此公式所得出的擊穿電壓值是按照試樣厚度測試時的有效電壓值，所以得出擊穿電壓值后，在此電壓值得基礎上適當加寬些量程范圍比較合理，建議計算出擊穿電壓值后增加10KV—20KV

3、 同等電壓量程不同功率的電壓擊穿試驗儀的區別：

A：在測試規程和測試標準中，測試數據是擊穿電壓值，而對儀器的輸出電流沒有要求時，可以不用考慮設備的容量值，只關注設備的量程即可，對測試數據沒有影響

B：在有些測試標準或測試要求中，必須要求儀器滿足最大輸出電流是多少，對此在選擇儀器量程的同時，需要關注變壓器的容量值（即功率KVA）

C：輸出電流、電壓值及功率之間的關系用如下公式表示：

變壓器容量（KVA）

輸出電流（MA）=----------------------------------------------

電壓量程（KV）

十三、安全操作規程：

1、必須按說明書要求可靠接好各個系統的地線，嚴禁未接好各條地線就通電運行。應隨時檢查各條地線是否接妥，并用萬用表檢查是否導通。

2、隨時檢查安全門門開關的有效可靠性，堅決不允許將門開關以另外方式短路。

3、每次高壓試驗結束，必須在確認控制柜內接觸器已跳開，即確認高壓指示燈已滅，調壓器已返回零后，顯示值降為0V，方可拉開安全門，一定要先用手握住放電棒底部，用放電棒的金屬部分接觸上電極、試驗電壓輸出端進行放電，北京航天縱橫檢測儀器并將放電棒掛在上電極上，然后方可進行操作。

4、當發生試樣已擊穿，但控制柜內接觸器未跳開，即高壓指示燈不滅，調壓器不返回零、發生死機或是按鍵失靈，電壓超出試驗電壓范圍等緊急情況時，可立即按停止按鈕，或斷開電源開關。

5、保持室內的試驗溫度和濕度，經常擦拭相關儀器設備，保持清潔，北京航天縱橫檢測儀器避免受潮放電等因素給試驗結果帶來影響。

6、試驗結束后或長期不用設備應將放電棒懸掛在變壓器高壓端，用綢布遮蓋好相關儀器，斷開電源。

十四、擊穿的判定：

1、在電擊穿的同時，回路中電流增加和試樣兩端電壓下降。電流的增加可使斷路器跳開或熔絲燒斷．但是有時也可由于閃絡、試樣充電電流、漏電或局部版電電流、設備磁化電流或誤動作而引起斷路囂跳開．因此，斷路器應與試驗設備及被試材料的特性相匹配，否則，北京航天縱橫檢測儀器斷路器可能會在試樣未擊穿時動作或當試樣擊穿時斷路器不動作，這樣便不能正確地判斷出是否擊穿。即使在好的條件下，也存在周圍媒質先擊穿的情況也會發生。因此，在試驗過程中要注意觀察和檢測這些現象，若發現媒質擊穿，應在報告中注明。注：對漏電檢測電路敏感性特別重要的那些材料，在這種材料的標準中也應作同樣的說明。

2、在垂直于材料表面方向試驗時通常容易判斷，無論通道是否充有碳粒，北京航天縱橫檢測儀器當擊穿發生后用肉眼容易看到真正擊穿的通道；

3、當平行于材料表面方向試驗時，要求判斷是由試樣破壞引起的擊穿現象還是由閃絡引起的失效。可以通過檢查試樣或使用再施加一次電壓的辦法來進行鑒別，再次施加的電壓值應小于第 一次施加的擊穿電壓值。試驗證明，再次施加的電壓值為第一次擊穿電壓值的50%比較合適，然后用與第一次試驗相同的方法升壓直到破壞。

十五、接地系統要求：

1、挖一0.5米深、3米寬、3米長的坑。

2、將2.5米長的3根角鋼用大鐵錘砸入地下，3根角鋼成一直線或是成一個等邊三角形，每兩根角鋼間相距2.5米。

3、在離地面0.5米深的地方將砸入地下的3根角鋼焊接在一起。

4、用10mm2以上的多股銅線或金屬排（建議用鍍鋅鋼排或銅排）將接地系統引入實驗室。

5、焊接好之后用泥土將0.5米深的坑填滿。

6、若要使接地系統更加良好，北京航天縱橫檢測儀器可將砸入地下的角鋼之間用木碳和工業鹽填充。

7、用接地電阻測量儀定期地測量接地電阻值，確保在1Ω以下。

8、接地系統必須使用3根或3根以上的鍍鋅角鋼砸入地下，角鋼布置成一個方陣，建造于潮濕的地方。

十六、測試和測試樣狀況的影響因素：

1、電極——通常，隨著電極區域的增加，擊穿電壓會降低，這種影響對于薄試樣來說更為明顯。電極的幾何形狀也會影響測試的結果。制作電極的材料也會對測試結果產生影響，這是因為電極材料的熱導性和功函會對熱機制和發電機制產生影響。通常來說，由于缺乏相關的實驗數據，所以很難確定電極材料的影響。

2、試樣厚度——固體工業絕緣材料的絕緣強度主要取決于試樣的厚度。經驗顯示，對于固體和半固體材料來說，絕緣強度與以試樣厚度為分母的分數成反比，更多的證據顯示，對于相對均勻的固體來說，絕緣強度與厚度的平方根互為倒數。如果固體試樣能熔化后倒入到固定電極之間并凝固下來，那么電極間距的影響將很難得到明確的定義。因為在這種情況下，可以隨意固定電極間距，所以習慣在液體或可溶固體中進行絕緣強度測試，此時電極間具有標準的固定空間。北京航天縱橫檢測儀器因為絕緣強度取決于厚度，所以如果在報告絕緣強度數據時缺乏測試所用試樣的起始厚度，那么這樣的數據將毫無意義。

3、溫度——試樣和環境介質的溫度將影響絕緣強度，雖然對于大多數材料來說，微小的環境溫度變化對材料造成影響可以忽略不計。通常，絕緣強度隨溫度的升高而降低，但其強度的極限取決于被測材料。由于材料需要室溫以外的條件下發揮作用，所以有必要在比期望操作溫度更大的范圍里，對絕緣強度與溫度的關系進行確定。

4、時間——電壓應用的速率也會影響測試結果。通常，擊穿電壓隨電壓應用速率的增加而提高。這是預料之中的，因為熱擊穿機制有賴于時間，而放電機制也有賴于時間，雖然在一些情況下，后一種機制通過產生局部電場高臨界強度造成快速失效。

5、 波形——通常，應用電壓的波形也會影響絕緣強度。北京航天縱橫檢測儀器在本測試方法的限制說明中，波形的影響是不顯著的。

6、頻率——對于本測試法，在工業用電頻率范圍內，頻率的變化對絕緣強度的影響將不是那么顯著。但是，不能從本測試法所得結果中推斷出其他非工業用電頻率（50到60HHz）對絕緣強度的影響。

7、 環境介質——通常測試具有高擊穿電壓的固體絕緣材料，是將試樣浸入到液體介質中，例如變壓器油，硅油，或是氟利昂中，以減小擊穿前表面放電的影響。

8、相對濕度——相對濕度影響絕緣強度是因為測試材料吸收的水分或表面吸附的水分將影響介質損耗和表面電導率。因此，它的重要性很大程度上有賴于測試材料的性質。但是，即使材料只吸收了一點甚至沒有吸收水分，仍會受到影響，因為在有水的情況下，將大大提高放電的化學效應。除此之外，還應調查暴露在電場強度中的影響，北京航天縱橫檢測儀器通常通過標準的調節流程來控制或限制相對濕度的影響。