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擊穿電壓、擊穿強(qiáng)度和耐電壓測定——目的要求

①    了解測定聚合物擊穿電壓、擊穿強(qiáng)度和耐電壓的基本原理。

②    掌握聚合物擊穿電壓、擊穿強(qiáng)度和耐電壓的測定方法。

實(shí)驗(yàn)原理

本方法是用連續(xù)均勻升壓或逐級升壓的方法，對試樣施加交流電壓，直至擊穿，測出擊穿電壓值，計(jì)算試樣的介電強(qiáng)度。用迅速升壓的方法，將電壓升到規(guī)定值，保持一定時(shí)間試樣不擊穿，記錄電壓值和時(shí)間，即為此試樣的耐電壓值。

本方法適應(yīng)于固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、套粗和玻璃等在工頻電壓下?lián)舸╇妷?、介質(zhì)強(qiáng)度和耐電壓測試。對有些絕緣材料如橡膠制品、薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn)，可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

擊穿電壓、擊穿強(qiáng)度和耐電壓測定——實(shí)驗(yàn)原材料和儀器設(shè)備

（1） 原材料。高密度聚乙烯（HDPE），試樣三個(gè)，尺寸為：直徑120mm，厚度4mm。試樣表面應(yīng)平整、均勻、無裂紋、氣泡和機(jī)械雜質(zhì)等缺陷。

（2） 儀器設(shè)備

① 厚度測量儀。用厚度測量儀在試樣測量面積下沿直徑測量不小于3點(diǎn)，取其算術(shù)平均值作試樣厚度，測量厚度誤差為±0.01mm。

② 電極。常用的電極材料見表3-19.電極尺寸板狀試樣的上下電極如圖3-24所示，管狀試樣電極如圖3-25所示、電極尺寸見表3-20.

③ 實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本電路，如圖3-26所示。

④ 線路基本要求

a. 過電流繼電器應(yīng)有足夠的靈敏感，保證試樣擊穿時(shí)在0.1s內(nèi)切斷電源、動(dòng)作電流應(yīng)使高壓實(shí)驗(yàn)變壓器的次級電流小于其額定值。

b. 電源的電壓應(yīng)為波形失真率不大于5%的正弦波。

c. 高壓變壓器的容量必須保證其次級額定電流為0.03~0.1A。

d. 調(diào)壓器能均勻地調(diào)節(jié)電壓，其容量與實(shí)驗(yàn)變壓器的容量相同。

⑤電壓測量儀。在高壓側(cè)用精度不低于1.5級的靜電計(jì)、球隙或通過精度不低于0.5級的電壓互感器來測量。在低壓側(cè)用精度不低于0.5級伏特特表測量，其測量衰差不應(yīng)超過±4%。

擊穿電壓、擊穿強(qiáng)度和耐電壓測定——實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)步驟

（1） 試樣的選擇。試樣的幾何形狀見表3-21。

（2） 試樣處理

① 試樣的清潔處理。用蘸有溶劑（對試樣不起腐蝕作用）的綢布擦洗。

② 試樣的預(yù)處理。為減少試樣以往放置條件的不同而產(chǎn)生的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的重復(fù)形和可比性。預(yù)處理?xiàng)l件可按表3-22選取。

③ 條件處理。指實(shí)驗(yàn)前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或完全浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以考核材料性能有受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理?xiàng)l件和方法按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

④ 試樣的正?；幚怼Ｔ谝话闱闆r下，經(jīng)過加熱預(yù)處理或高溫處理后的試樣，應(yīng)在溫度為（20±5）℃和相對濕度（65±5）%的條件下放置不少于16h，方能進(jìn)行常態(tài)實(shí)驗(yàn)。

（3） 實(shí)驗(yàn)煤質(zhì)

① 液體煤質(zhì)。常態(tài)實(shí)驗(yàn)及90℃以下的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)采用清潔的變壓器油，90~300℃以內(nèi)的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)采用清潔的過熱汽缸油。

② 氣體煤質(zhì)。采用空氣，如有飛弧可在電極周圍加用柔軟硅橡膠之類的防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有1mm左右的環(huán)狀間隙，其環(huán)寬30mm左

（4） 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

① 常態(tài)實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為（20±5）℃，相對濕度為（65±5）%。

② 熱態(tài)實(shí)驗(yàn)或潮濕環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)定。

（5） 擊穿強(qiáng)度測定

① 連續(xù)均勻升壓法。采用連續(xù)均勻升壓地升壓速度見表3-23。

② 1min逐級升壓法。按下列方式升壓，第一級加電壓值為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定擊穿電壓的50%，保持1min，以后每級升壓后保持1min，直至擊穿，級間升壓時(shí)間不超過10s，升壓時(shí)間應(yīng)計(jì)在1min內(nèi)，每級電壓值采用表3-24中所規(guī)定的值。如果擊穿發(fā)生在升壓過程中，則以擊穿前開始升壓的那一級電壓作為擊穿值，如果擊穿發(fā)生在保持不變的電壓級上，則以該級電壓作為擊穿電壓。

（6）耐電壓實(shí)驗(yàn)。在試樣上連續(xù)均勻升壓到一定的實(shí)驗(yàn)電壓后保持一定時(shí)間，試樣若不擊穿則定此電壓為耐電壓值。實(shí)驗(yàn)電壓和時(shí)間由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。