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交流短時擊穿電壓的測置介紹
閱讀：1226發(fā)布時間：2023-11-17
交流短時擊穿電壓的測置：
測量短時擊穿電壓時，用不同方法得到的結(jié)果是不能直接相比的，大多數(shù)絕緣材料的電氣強度隨著電極間試樣厚度的增加而減小，也隨電壓施加時間的增加而減小，為了保證實驗數(shù)據(jù)的可比性，試樣的厚度誤差不超過0.02mm。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，測試的擊穿電壓應(yīng)將實驗電壓由零開始以均勻的速度升高直至擊穿發(fā)生。選擇升壓速度時，應(yīng)使大多數(shù)擊穿發(fā)生在（10-20s）之間，本實驗選用2kv/s的升壓速度。另外，絕緣材料的電氣強度隨溫度和水份含量而變化，因此本實驗中，試樣應(yīng)在溫度為（25±2）℃，相對濕度為（50±5）%條件下測試。
環(huán)氧樹脂是熱固性材料，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，將試樣做成直徑60mm、厚1mm的圓片，采用兩個直徑為20mm的球形電極，緊密夾持在兩個球形電極之間，測試裝置如下圖所示。為了防止閃絡(luò)，整個試樣浸泡在變壓器油中進行測試。實驗時，剔除實驗結(jié)果偏離中值15%以上的樣品，對10個樣品進行測試。
交流短時擊穿電壓測試裝置如上圖所示，裝置用環(huán)氧板和尼農(nóng)螺栓組裝，測試時整個裝置浸泡在變壓器油中，防止沿面閃絡(luò)對實驗結(jié)果的影響。
采用固體絕緣的電工產(chǎn)品，如塑料電纜、電機、纏繞套管、澆鑄變壓器等，會由于氣體殘留、熱脹冷縮等原因，在絕緣結(jié)構(gòu)中形成氣隙，這些氣隙在電場作用下就會產(chǎn)生局部放電ａ由分析可知同一工頻電場中，電場強度與介電常數(shù)成反比，由于介質(zhì)的介電常數(shù)都較空氣髙，使得氣隙中的場強很高，而且氣隙的擊穿強度比電介質(zhì)低。在外加電場作用下，氣隙會被更早擊穿，而周圍的電介質(zhì)沒有被擊穿，電極之間不存在貫穿性的導(dǎo)電通道，這種局部擊穿的現(xiàn)象叫放電。周部放電起始電壓與很多因素有關(guān)，除了介質(zhì)特性和氣泡狀態(tài)之外，還與施加電壓的幅值、波形、作用時間，以及環(huán)境條件等有關(guān)：
（1）電壓幅值
隨著電壓升高，放電：量和放電次數(shù)一般都趨向于增加，這是由于隨著電壓升高，更多更大的氣泡開始放電，即使是單個氣泡，在較低電壓下，Ｋ是氣泡中很小的部分面積出現(xiàn)放電，隨著電壓升髙，放電的面積增大。另外，在表面放電中，隨著電壓升高，放電沿表面擴展，即放電的面積増大，放電的部位增多。
（2）電壓的波形和頻率
當(dāng)工頻交流電壓中含有高次諧波時，會使正弦波的頂部變?yōu)榧忭敾蚱巾敗．?dāng)畸變為尖頂波時，其幅值增大，于是放電起始電壓降低，放電量和放電次數(shù)都有明顯增加。若畸變?yōu)槠巾敳ǎ挥挟?dāng)高次諧波分量較大時，由于峰值被拉寬，放電次數(shù)有較明顯增加，放電量賂有增加，起始點壓略有升高，提高電壓頻率，將明顯增大放電重復(fù)率，但只要測試系統(tǒng)有足夠的分辨能力，對于測得的放電量不會有明顯影響。
（3）電壓作用時間
氣體放電具有一定的隨機性，電壓作用的長短對氣體放電有一定的影響，一般情況下升壓速度快則測得的局部放電起始電壓偏大，升壓速度慢則測得的局部放電起始電壓偏小，所以在測試時應(yīng)規(guī)定實驗升壓速率。本實驗中裉據(jù)國標(biāo)，選擇的是0.5kv/s的升壓速率。當(dāng)電壓的作用時間較長時，一方面可能會產(chǎn)生沿面放電，另一方面試樣中氣隙中氣體的氣壓、氣體的組成成分都可能發(fā)生變化，從而使測得的局部放電起始電壓不一致。
（4）環(huán)境條件
環(huán)境的溫度、濕度、氣壓都會對局部放電產(chǎn)生影響。溫度升高，氣泡中的壓力增大，液體的吸氣性能改善，這將有利于減弱局部放電。另一方面溫度高會加速高聚物分解，會發(fā)低分子物質(zhì)，這又可能加劇局部放電的發(fā)展。濕度對表面放電有很大影響，當(dāng)表面濕度較大時，表面電導(dǎo)增大，嚴重時會發(fā)展成沿面閃絡(luò)，從而改變試樣所加的電場分布，影響局部放電測量結(jié)果。《大氣壓力對局部放電測試結(jié)果也有一定的影響，在氣壓低的場合，往往更容易發(fā)生局部放電。
考慮上述影響因素，確定本次實驗的實驗條件。局放起始電壓測試時，保持樣品表面千燥清潔，將樣品浸在變壓器油中，以防止電暈放電和沿面閃絡(luò)放電對試樣結(jié)果的影響。同時，采用必要的屏蔽措施，減少外界信號對實驗的干擾，使背景噪聲降到實驗規(guī)定水平以下。實驗采用0.5kv/s的升壓速度，當(dāng)放電量到達5PC時（測試背景為2-3PC），則認為發(fā)生了局部放電。
擊穿電壓測試裝置如上圖所示，試樣由絕緣支座支撐在變壓器油中，測試時確保高壓端、低壓端無明顯。
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