電氣絕緣測試技術9

1、電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 第四章第四章 介電強度試驗介電強度試驗電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、定義一、定義1、電氣擊穿、電氣擊穿：絕緣材料或結構，在電場作用下瞬間失去絕緣特性，造成電極：絕緣材料或結構，在電場作用下瞬間失去絕緣特性，造成電極 間短路。間短路。(試樣上有貫穿的小孔，裂紋以及碳化的痕跡試樣上有貫穿的小孔，裂紋以及碳化的痕跡)YJV22 10KV 3*120 電纜線芯擊穿后打開線芯電纜線芯擊穿后打開線芯電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 擊穿處削去外屏，打壓定位時電壓較高，已燒出一個洞。擊穿處削去外屏，打壓定位時電壓較高，已燒出一個洞。電氣絕緣測

2、試技術電氣絕緣測試技術 進一步削開查看進一步削開查看電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 2、在試驗中或在使用中，絕緣材料或結構發(fā)生擊穿時所施加的電壓，稱為、在試驗中或在使用中，絕緣材料或結構發(fā)生擊穿時所施加的電壓，稱為擊擊 穿電壓穿電壓；擊穿點的場強稱為；擊穿點的場強稱為擊穿場強擊穿場強。3、絕緣材料的、絕緣材料的介電強度介電強度是指材料能承受而不致遭到破壞的最高電場場強。是指材料能承受而不致遭到破壞的最高電場場強。對于平板試樣對于平板試樣U BdEB 式中：式中：EB擊穿場強擊穿場強(MV/m或或kV/mm) UB在規(guī)定試驗條件下，電極間擊穿電壓在規(guī)定試驗條件下，電極間擊穿電壓(MV或或kV)

3、 d兩電極間擊穿部位的距離，即試樣在擊穿部位的兩電極間擊穿部位的距離，即試樣在擊穿部位的 厚度厚度(m或或mm)電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 4、在氣體或液體中，電、在氣體或液體中，電 極之間發(fā)生放電，當極之間發(fā)生放電，當 放電至少有一部分沿放電至少有一部分沿 著固體材料表面時，著固體材料表面時， 稱為稱為閃絡閃絡。通常試樣。通常試樣 表面閃絡后，還可以表面閃絡后，還可以 恢復絕緣特性。閃絡恢復絕緣特性。閃絡 時試樣上施加的電壓時試樣上施加的電壓 稱為稱為閃絡電壓閃絡電壓。發(fā)出弧光發(fā)出弧光電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 說明：說明：(1)閃絡電壓比空氣間隙的擊穿電壓要低得多。閃絡電壓比空

4、氣間隙的擊穿電壓要低得多。 (2)容易吸濕、介質表面粗糙、介質與電極非緊密接觸的固體沿面的閃容易吸濕、介質表面粗糙、介質與電極非緊密接觸的固體沿面的閃 絡電壓降低。絡電壓降低。0 2 4 6 8 10 d/cmU/ kV120804043211空氣間隙擊穿空氣間隙擊穿2石蠟石蠟3電瓷電瓷4與電板接觸不緊密的電瓷與電板接觸不緊密的電瓷圖圖4-1 均勻電場中不同介質的閃絡電壓均勻電場中不同介質的閃絡電壓石蠟表面不易吸水，而電瓷表面吸石蠟表面不易吸水，而電瓷表面吸附水的能力大，固體介質表面吸附附水的能力大，固體介質表面吸附水分形成水膜時，水膜中離子在電水分形成水膜時，水膜中離子在電場作用下向電極移動

5、，會使沿面電場作用下向電極移動，會使沿面電壓分布不均勻，而使閃絡電壓降低；壓分布不均勻，而使閃絡電壓降低；固體介質與電極間存在氣隙時，由固體介質與電極間存在氣隙時，由于氣體介質的介電常數(shù)比固體介質于氣體介質的介電常數(shù)比固體介質低，氣隙中的場強比平均場強高得低，氣隙中的場強比平均場強高得多，因此氣隙中將發(fā)生局部放電。多，因此氣隙中將發(fā)生局部放電。氣隙放電產生的帶電質點到達固體氣隙放電產生的帶電質點到達固體介質與氣體的交界面時，畸變電場，介質與氣體的交界面時，畸變電場，使閃絡電壓明顯降低。使閃絡電壓明顯降低。電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 試樣擊穿或閃絡時，試樣上的電壓突然降落，通過試樣的電流突

6、然增大，有試樣擊穿或閃絡時，試樣上的電壓突然降落，通過試樣的電流突然增大，有 時會發(fā)出光或聲。最終判斷是否擊穿，還要觀察是否在試樣上有貫穿的時會發(fā)出光或聲。最終判斷是否擊穿，還要觀察是否在試樣上有貫穿的小小 孔、裂紋以及碳化的痕跡孔、裂紋以及碳化的痕跡等。等。二、介電強度試驗二、介電強度試驗介電強度試驗分為兩種類型，即介電強度試驗分為兩種類型，即擊穿試驗擊穿試驗和和耐電壓試驗耐電壓試驗。擊穿試驗擊穿試驗是在一定的試驗條件下，升高電壓直到試驗發(fā)生擊穿為止，測得擊是在一定的試驗條件下，升高電壓直到試驗發(fā)生擊穿為止，測得擊穿場強或擊穿電壓。穿場強或擊穿電壓。耐電壓試驗耐電壓試驗是在一定試驗條件下，對

7、試樣施加一定的電壓，經(jīng)歷一定時間，若是在一定試驗條件下，對試樣施加一定的電壓，經(jīng)歷一定時間，若在此時間內試樣不發(fā)生擊穿，即認為試樣是合格的。在此時間內試樣不發(fā)生擊穿，即認為試樣是合格的。電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 三、影響介電強度的因素三、影響介電強度的因素1、電壓波形、電壓波形 工頻交流電壓工頻交流電壓下的擊穿場強比直流和沖擊電壓下的下的擊穿場強比直流和沖擊電壓下的低低得多。得多。2、電壓作用時間、電壓作用時間0.5 1 5 10 50 100 500 1000電壓作用時間電壓作用時間/s/(kV/mm)擊穿場強擊穿場強700600500400300200圖圖4-2 PE的擊穿強度與電

8、壓作用時間的關系的擊穿強度與電壓作用時間的關系隨著加壓時間的增長，擊穿電壓明顯下降；隨著加壓時間的增長，擊穿電壓明顯下降；t幾秒時，擊穿電壓隨電壓作用幾秒時，擊穿電壓隨電壓作用時間增長而明顯下降；時間增長而明顯下降；幾微妙幾微妙t幾秒時，擊穿電壓變化不大。幾秒時，擊穿電壓變化不大。電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 3、電場的均勻性及電壓的極性、電場的均勻性及電壓的極性(1) 電場不均勻電場不均勻，會出現(xiàn)局部放電，擴展到試樣擊穿，所測得的，會出現(xiàn)局部放電，擴展到試樣擊穿，所測得的擊穿電壓降擊穿電壓降低。低。(2)針尖對平板電極系統(tǒng)中，當針尖對平板電極系統(tǒng)中，當針尖電極為正極性針尖電極為正極性時，

9、時，擊穿電壓擊穿電壓要比針尖電要比針尖電極為負極時極為負極時低低，這是由于空間電荷的改變了電極間介質中的電場分布，從而，這是由于空間電荷的改變了電極間介質中的電場分布，從而影響了擊穿電壓。影響了擊穿電壓。4、試樣厚度與不均勻性、試樣厚度與不均勻性試樣厚度增加試樣厚度增加，電極邊緣電場就，電極邊緣電場就更不均勻，試樣內部的熱量更不更不均勻，試樣內部的熱量更不容易散發(fā)，試樣內部含有缺陷的容易散發(fā)，試樣內部含有缺陷的機率增大，使機率增大，使擊穿場強下降擊穿場強下降。薄膜試樣，薄膜試樣，厚度減小厚度減小，電子碰撞，電子碰撞電離的機率就減小，使電離的機率就減小，使擊穿場強擊穿場強提高提高。5 10 15

10、 20 25厚度厚度/m/(kV/mm)擊穿場強擊穿場強40302010圖圖4-3絕緣紙的擊穿場強與厚度的關系絕緣紙的擊穿場強與厚度的關系電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 5、環(huán)境條件、環(huán)境條件(1)溫度升高，擊穿場強下降溫度升高，擊穿場強下降；(2)濕度增大，擊穿場強下降濕度增大，擊穿場強下降；(3)氣壓氣壓氣體，氣體，氣壓增高，擊穿場強會升高；氣壓增高，擊穿場強會升高； 接近真空時，擊穿場強升高接近真空時，擊穿場強升高。0.1 1 10 100 1000氣壓氣壓*電極距離電極距離/Pamm/kV擊穿電壓擊穿電壓1010.1圖圖4-4 巴申曲線圖巴申曲線圖電氣絕緣測試技術電氣絕緣測試技術 第二節(jié)第二節(jié) 試樣和電極試樣和電極一、一、 均勻電場下?lián)舸┰囼炗玫脑嚇雍碗姌O均勻電場下?lián)舸┰囼炗玫脑嚇雍碗姌Oa)a)板材板材b)b)薄膜薄膜圖圖4-5 均勻電場下?lián)舸┰囼炗玫脑囼炁c電極均勻電場下?lián)舸┰囼炗玫脑囼炁c電極凹腔部分全部圖上金屬導體作為電極，使試樣擊穿發(fā)生在最薄處。凹腔部分全部圖上金屬導體作為電極，使試樣擊穿發(fā)生在最薄處。在最薄處的厚度在最薄處的厚度要不大于試樣厚度的要不大于試樣厚度的1/5，球電極的半徑，球電極的半徑r 要比要比大大20倍。倍。電氣絕