交直流击穿电压|耐电压电气强度试验机

交直流击穿电压|耐电压电气强度试验机

产品用途及概述：

主要适用于固体绝缘材料如树脂和胶、浸渍纤维制品、云母及其制品、塑料复合制品、陶瓷和玻璃等介质在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压时间的测试；该仪器采用计算机控制，可对试验过程中的各种数据进行快速、准确的采集、处理，并可存取、显示、打印。该仪器是测试有关产品耐电压击穿强度的重要仪器。依靠该仪器提供的模拟试验条件，可以直观、准确、快速、可靠地对各种被测对象进行击穿电压，漏电流等各项测试。交直流击穿电压|耐电压电气强度试验机采用触摸屏和计算机双重操控，可以方便地把试验结果进行数据存储、处理、曲线显示及打印。本仪器经过多年不断改进完善，日趋成熟，具有很高的安全性和可靠性，受到了用户的好评。

计算机系统及软件包：

试验软件是我公司新研发的功能强大、操作简单、显示直观的试验软件系统。

本仪器采用计算机控制，过人机对话方式，完成对、绝缘介质的工频电压击穿，工频耐压试验。

1、试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比，局部放大，曲线上任意一段可进行区域放大分析；

2、可对试验数据进行编辑修改，灵活适用；

3、试验条件及测试结果等数据可自动存储；

4、试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同需求；

5、可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定；

6、试验结果数据可导入EXECL,WORD文档编辑；

7、软件设备人员管理功能，试验人员可设置自己的试验项目和试验参数，设置自己的试验内容后别人无法进入程序；

8、过电流保护装置有足够的灵敏度，能够保证试样击穿时在0.1S内切断电源；

9、仪器运行的持久性: 仪器可连续运行使用，不需为保护仪器而定期停机。 

试验参数设置界面

试验过程界面

打印预览界面 

产品参数及配置：

输入电压：AC 220V±10%
电源频率：50-60Hz
高压变压器功率：3kVA
输出电压：交流 0～50kV,  直流 0～50kV
漏电流选择：1-30MA可随意设置
测量精度：±2%
测量范围：1kV～50kV
升压方式选择功能：1；连续升压；2；逐级升压；3；瞬时升压。
升压速率设定功能：0.100 kV/s ～ 5.000kV/s可随意设置（ZJC-50kV）

研究变压器油击穿电压试验问题如下

关键词：变压器；油击穿；电压实验；问题

在交流电场下，变压器油纸绝缘电压一般按照电容分布；直流电压下，一般按照电阻分布。在极性反转电压下，既有长时间的直流电压维持，又有极性反转的过程，因此，电压分布关系要相对复杂。有必要对变压器绝缘在该电压下的击穿特性和击穿机理进行深入研究。

1实验方法

1.1实验模型：实验模型如图1所示，包括高压电极、低压电极、屏蔽电极和绝缘支撑。高低压电极的直径为90mm，导角的半径为15mm，高度为50mm。屏蔽与低压电极间隙为2mm，高度为20mm避免了绝缘支架漏电流对电流测量的影响。电流测量在低压电极与屏蔽之间通过屏蔽电缆引出来获得。实验模型放置在一个绝缘筒油箱中，其中充满被实验的变压器油，高低压电极之间的油隙为试样。

1.2实验装置：实验装置如图2所示，包括正极性直流高压发生器、负极性直流高压发生器、保护电阻、烘箱、实验模型和微安表。极性反转靠正负极性直流高压发生器之间的转换开关控制。

1.3实验过程：变压器油试品首先经过脱水、脱气处理，使含水量小于l0ppm，交流击穿电压大于60kV，90℃时介质损耗小于0.4%，可以看成工程纯净变压器油。处理后的变压器油放置在烘箱中恒温。

参照实验标准，根据击穿实验的要求，本文设计了实验方案，施加电压过程如图3所示。对每个样品实验，电压施加到-V1，后开始记录实验时间。从每个电压持续时间开始时刻算起，取最小20s间隔记录实验电压与电流数值，一直到样品击穿。更换新变压器油样品，重复进行实验。

2实验结果

2.1不同油隙实验：油隙取6mm和8mm，每个油隙样品个数为10}在室温20℃下进行了极性反转电压实验。对每个间隙，都得到了10个击穿电压值，把它们(实点)标注在不击穿时施加电压过程曲线(细线)上可以得到击穿电压位置的分布情况，如图4所示。取10个样品中击穿电压相对较高的5个样品的电流作算术平均，平均电流变化曲线如图5所示。经计算，6mm油隙的击穿场强绝对值的平均值为8.33kV/mm，8mm油隙为8.9kV/mm。

图4可以说明，在20℃温度下，2种油隙的击穿没有发生在极性反转位置;随油隙距离增大，击穿电压升高。计算的击穿场强数值也出现了升高。图5可以说明，2种油隙平均电流变化规律一致，同一电压下，电流出现了明显从暂态到稳态的变化过程。

2.2不同温度实验：取油隙为8mm，在20℃、40℃、60℃、80℃和100℃5个温度点下，进行了极性反转电压实验，对每个温度点下样品个数为10。击穿场强绝对值与温度关系如图6所示。对每个温度点下的10个击穿电压值的分布情况如图7所示。

图6说明变压器油击穿场强与温度相关，在40℃以下时，随温度升高，击穿场强升高。在40℃以上时，随温度升高击穿场强下降，在40℃时出现了最大值。由图7可见，击穿电压出现时刻的概率分布不同。低温时击穿电压不出现在极性反转位置，高温时击穿经常在极性反转位置;不论低温还是高温下，击穿出现在同极性电压升高位置概率高。

在各种温度下，油隙平均电流随施加电压升高而增大。在同一电压下，平均电流随温度升高而增大，而且都出现了从暂态到稳态的变化过程，这个过程的规律相差很大。低温时电流由小到大缓慢变化，高温时电流出现了过冲，电流由大到小变化。

3离子运动与击穿规律的讨论

3.1液体电导的一般规律：作为弱极性介质，变压器油的电导一般为杂质电导。在弱电场下，杂质分子仅有极少一部分由于热振动离解而形成的正负极性的带电离子，离解的正负离子相碰撞也能复合成中性分子。液体中的离子在松弛时间内与邻近的分子束缚在一起，在某一位置作振动，而另一段时间因碰撞得到较大的动能超出邻近分子的束缚势垒时，与相邻的分子分开，迁移一个与分子尺寸可相比较的一段路径后，再次被束缚。在无电场时，离子沿各方向迁移几率相等，总体无离子电流。

3.2离子运动模型建立：从离子电导一般规律可以看出，正负离子的产生是分子热振动的结果，同时离子会复合成分子。在电场作用下，仅有一小部分过剩离子运动产生电导。由于离子的平均跃迁距离远小于极板之间的距离，所以过剩离子中的一小部分正负离子能够达到电极中和产生电极电流。平衡(稳定)状态下，单位时间内离子数应该满足以下等式：热离解离子数=复合离子数+中和离子数。

在单位时间内离子运动的平均距离为s，设电场间隙d为s的m倍，则暂态过程che底完成需要m个单位时间。假设离子在所处的区域内均匀分布，则在第一个单位时间，热电离产生的浓度为n01，的离子，沿电场方向产生的过剩离子为△n1，这些过剩离子有s距离空间的离子能够达到极板，间隙内剩余(d-s>距离空间的过剩离子。在第二个单位时间内，会有相同浓度n01(第一个单位时间内的过剩离子与总离子数相比较可以忽略)的离子产生，沿电场方向也产生的过剩离子△n1，和相同距离s的位移，但与第一个单位时间不同的是，第一个单位时间内乘l余的过剩离子由于复合作用浓度下降到△n2同时也完成了s距离的移动。如次累计，当单位时间数增加到一定程度后，由于离子复合的作用，第一个单位时间离解的过剩离子己经不存在了，离子运动进入稳态过程。

正负过剩离子运动规律的差异会导致电场分空间非对称性;电场强度变化会导致过剩离子运动发生改变，通过弱场区域离子运动速度减慢，通过强场区的运动速度加快，也会导致电场改变，所以实际电场分布会有所差异。按照以上离子运动模型，极板电流及电场的分布与过剩离子的复合速度、离子运动速度(单位时间内离子运动的平均距离和极板间距有关。其他条件不变时，随温度增加，过剩离子复合速度和运动速度都增加，电场畸变减弱;其他条件不变时，电场强度增大，过剩离子运动速度与复合速度增加，电场畸变减弱。

3.3极性反转电压下的击穿规律：一般，击穿电压与电场畸变程度有关。电场畸变造成局部场强过高，引起局部放电或击穿，最后导致整体绝缘击穿。相同温度和场强下，油间隙在一定范围内变化不会影响电极附近离子浓度分布，场强畸变变化不大，所以在极性反转电压下，击穿场强没有出现随油间隙增加而下降的“体积效应”现象。同极性电压升高瞬间使电场畸变，无论在低温还是在高温状态下，油隙击穿概率都提高。

在极性反转过程中，高温时离子运动速度快，受离子集聚影响，电极附近电场强度增大。所以，高温时击穿会常常发生在极性反转过程中。稳态时，随温度增加，离子运动和复合速度加快，电场畸变减弱。所以低温时更容易在稳态击穿。变压器油在极性反转电压下击穿的温度特性是以上3种情况共同作用出现的结果。

结论:

在极性反转电压下，击穿场强随油间隙没有出现“体积效应”现象。变压器油击穿电压与温度相关，出现击穿电压由低到高，再由高到低的变化，在本实验温度点内，40℃出现了击穿场强的最高值。在极性反转后，流过油隙的电流出现了暂态过程，该过程随温度变化明显。采用提出的离子运动模型可以解释极性反转电压下变压器油击穿的规律。变压器油的击穿特性及其规律研究结果对