击穿强度|电气强度|介电击穿测试仪

发布时间：2023年03月

击穿强度|电气强度|介电击穿测试仪

绝缘油击穿电压试验探究试验准备以及试验方法概述

（一）试验准备

1.油品的抽取与准备

在油品的抽取与准备过程当中，因为油品在是的准备过程当中极易吸收水分，并且在实际油品当中的杂质对于实验结果的影响也十分巨大，所以在准备过程当中需要清洁干燥的取样器。并且需要严格的按照《石油和液体石油产品取样法》当中的取样要求进行操作，而如果代取样品被置于桶或听当中，那么应该从底部进行取样。取样完成之后需要轻轻的摇动容器，让油品当中的杂质可以均匀的分布，不再样品当中留有气泡。最后需要将样品导入到油杯当中，在导入的过程当中需要注意，不能让其产生气泡，必要的时候可以借助于玻璃棒等工具。前提是辅助工具同样需要整洁干燥。这一过程需要在防尘、干燥的环境当中进行。

2.油杯的准备

对于油杯的使用同样具有很多规定的使用规范。首先来说，在实际的应用过程当中，如果油杯不进行工作，那么其内部应该置满干燥的油，并且还需将其放置在防尘、干燥的环境之下。其次，虽然油杯在不进行使用的过程当中会被注入油，但是如果油杯经历了长时间放置，那么也需要在对其使用之前进行严格的清洗。首先需要将电极拆下并进行仔细的清洗。接着需要利用干燥的油进行再次清洗，最后安装电极，在安装的过程当中需要注意，不能让手指触碰到电极。而油杯的准备需要按照以上过程进行，并且至少重复两次。而在实际的实验过程当中，如果想要达到更好的实验目的，就可以对上述步骤进行多次重复。

3.测量

对于油品的测量我们主要是应用第三代ＳＹ型号的便捷式绝缘油耐压试验仪对其进行测试，在测试的过程当中操作者需要注意，电极之间的距离应该为２．５ｍｍ，测试过程当中的搅拌时间为１０ｓ，之后需要对样品静置１ｍｉｎ，接着对油样进行击穿电压实验。

总的来说，绝缘油击穿电压试验是一个操作过程并不复杂但是操作要求十分高的实验，虽然其最终的测试方法也是依赖于设备而完成的，但是其在实际的应用过程当中所具有的实验效果却不是设备所进行控制的。而在实验的准备过程当中需要时刻保持操作环境以及操作设备的防尘、干燥。以及油品的质量与卫生。

（二）试验方法

在实际的实验过程当中，因为新的绝缘油，其所存在的含水量较高。通常情况之下在１００μＬ／Ｌ之上，所以在对其进行实验的过程当中需要对应用到的绝缘油进行干燥处理。对于绝缘油的干燥处理我们通常会应用ＺＬ-３０ＡＺ滤油机对其进行过滤与干燥。在实验的过程当中为了可以达到新油与旧油之间的击穿电压比较，则需要在实验的过程当中对实验样品进行加热。加热之后的实验区间为２０-８０℃，并且每经过１０℃就进行因一次耐压试验。为了进一步完善试验数据，还需要杜绝油杯温度对于样品温度以及实验过程的影响，这样在对油进行加热之前，还需对杯子进行预热。因为在实验的过程当中还会有搅拌与静置的时间，而在这一环节之下，油温会进一步下降。所以为了避免这个过程对试验造成误差，则可以适当的缩短搅拌与静置的时间。

二、试验结果论述

（一）温度对击穿电压的影响

经过实际的实验过程我们可以发现，最终影响绝缘油介电强度大小的主要原因有温度，水分一级杂质。而在实际的实验过程当中，如果其中存在水分，那么温度的影响就会变得更加的明显，如图一所示，是绝缘油击穿电压以及温度之间的关系图，从图中我们可以看出，当问温度在２０-４０℃当中，绝缘油击穿电压变化并不明显，因为不含有杂质的样品，其实际的介电强度是由其中的粒子游离性所决定的。

（二）水分对击穿电压的影响

水分是油样击穿电压受到不同影响的一个重要原因。即使是在实际应用过程当中，我们利用品质纯净尚且没有发生氧化的油，只要其内部含有水分，那么其击穿电压强度就会受到很大程度的影响，并且绝缘油的击穿电压会随着样品含水量的增加而逐渐减少。所以在对绝缘油进行运输以及存储的过程当务必注意防水防潮。

（三）杂质对击穿电压的影响

在实际的实验当中我们可以发现，没有加入杂质的样品击穿电压将会比加入杂质样品的击穿电压高大约１０ｋｖ。在20℃～70℃间两油样击穿电压所受温度的变化趋势几乎相同。而在油温达到70℃～80℃时,加入杂质后的油样击穿电压下降明显,在此温度下未加杂质油样的击穿电压下降不大。

油中的杂质主要来自外来的杂质和内分解的杂质、悬浮于绝缘油中的纤维、绝缘纸和游离碳等,在电场中有可能极化,并沿电场方向拉伸作定向排列,构成杂质“小桥，进而导致油的击穿现象发生。

结束语：综上所述，击穿电压其实是为了进一步考核绝缘油的基本性质，是衡量绝缘油设备在实际的应用过程当中所具有的抗压能力的重要指标。也是反应绝缘油内部当中是否具有水等其他杂质的重要方法。而通过对绝缘油的实验我们可以在应用的早期发现设备当中所存在的潜在安全问题。本文以上内容对不同温度、不同环境之下的绝缘油实验过程进行了简要的研究。虽然现阶段充油电气设备当中仍然存在着很多的问题，但是技术人员应该走好技术革新的每一步。

绝缘耐压试验：

电力变压器交流试验电压值
括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统

三、介电强度定义：

大多数高分子材料在一定电压范围内是绝缘体，但是随着施加电压的升高，性能会逐渐下降。电压升到一定值时变成局部导电，此时称为材料的击穿。

定义:

介电强度   试样击穿时,单位厚度承受的击穿电压值，单位为kv/mm或Mv/m。有时也称为电气强度或击穿强度。通常介电强度越高,材料的绝缘质量越好

Eb＝Ub/h.

Eb表征了材料所能承受的最大电场强度，是高聚物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材料的 Eb 一般为107V/cm左右。

耐电压   在规定的试验条件下,对试验施加规定的电压及时间,试样不被击穿所能承受的最高电压。

塑料的电击穿机理

问题复杂---介电击穿机理可分为本征击穿（电击穿）、热击穿、化学击穿、放电击穿等，往往是多种机理综合发生。通常把不随温度变化的击穿称为电击穿，把随温度变化的击穿称为热击穿

热击穿   外部表现是介电强度随温度升高而迅速下降；与电压作用的长短有关；与电场畸变及周围介质的电性能关系不大；击穿点多发生在电极内部。

介质在电场中产生的热量大于它能散发的热量．使其内部温度不断升高。温度升高导致其电阻下降，流经试样电流增大．产生的热量更多，如此循环不已，致使介质转变为另一种聚集态，失去耐电压能力,材料被破坏。

电击穿   特点是介电强度受温度的影响不大；电作用时间对结果无影响；与周围介质的电性能有关；击穿点常常出现在电极边缘其至电极以外。

在固体介质中，总有一些自由电子存在,它们在外电场作用下被加速而撞击中性原子,致使原子电离，在这种作用继续下造成材料击穿.

一般来说，工作温度高散热条件差，介质电导及损耗大的材料．发生热击穿的几率高。

介电强度测定

介电强度实验采用的基本装置是一个可调变压器和一对电极。

试验中使用的试样厚度为1.59mm.

实验方法有两种

短时法：将电压以平均速度率逐渐增加到材料发生介电破坏；

低速升压法：是将预测击穿电压值的一半作为起始电压，然后以均匀速度率增加电压直到发生击穿。

介电强度测试的影响因素

电压波形及电压作用时间影响： 

材料在电场作用下，单位时间产生的热量为QF介质散发出去的热量为Qs，当QF略大时就产生热不平衡，进而介质温度升高,最后发生击穿。因此, 可根据极限条件QF＝QS来求得热击穿电压VB：

当电压频率增加时值要下降，当波形失真大时，—般都会有高次谐波出现，这样会使VB降低，因此必须限制这个量。

作用时间的影响:多因热量积累而使击穿电压值随电压作用时间增加而下降.

处于热击穿形式的试样，基本上随升压速度的提高击穿强度也增大。因此，一般规定试样击穿电压低于20kv时升压速度为1.0kv/s;大于或等于20kv时升压速度为2.0kv/s。

温度的影响：

试样厚度对介电强度的影响 ：

湿度影响：  因水分浸入材料而导致其电阻降低，必然降低击穿电压VB值。如有机硅玻璃布板。常态下E＝18kv／mm，受潮后E＝12kV／mm。

电极倒角的影响 ：  电极边缘处电场强度远远高于内部,但边缘效应极难消除。为避免电极边缘成一直角,需采用一定倒角r 。国家标准中规定r＝2.50mm。

媒质电性能影响 ：   

 高压击穿试验往往把样品放在一定媒质(如变压器油)中．其目的为缩小试样尺寸防止飞弧。但媒质本身的电性能对属于电击穿为主的材料有明显影响，而以热击穿为主的材料影响极小.故标准中对要求油的击穿电压 VB＞=25kv/2.5mm.

Pvc电缆料及酚醛模塑料击穿点在电极边缘，当油脏时在试样边缘处有很明显的集聚物的痕迹，而在净油中没有。

 对于酚醛层压板击穿点在电极内部，以热击穿为主。油的性能对该材料没什么影响

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