介电强度试验分析仪

介电强度试验分析仪

1 介电强度试验分类

所谓介电强度试验，主要包括绝缘测试和耐压试验。试验大体分2类：第一类是非破坏性试验，包括绝缘电阻测试、介电损伤角试验等；第二类是破坏性试验，包括直流耐压试验和交流耐压试验。电力机车上常用绝缘电阻测试和交流耐压试验。

2绝缘电阻测试

绝缘电阻测试是非破坏性试验普遍使用的方法。所谓绝缘电阻就是指加在试品上直流电压与流过试品的漏泄电流之比。R=U/I

其中，U单位为V，I单位为μA，R单位为MΩ。

3耐压试验

由于测试绝缘电阻电压低、容量小，发现缺陷的灵敏性较差，所以我们要采用第二类试验—破坏性试验(耐压试验)。耐压试验分为直流耐压试验和交流耐压试验2类。

3．1直流耐压试验

所谓直流耐压试验，是指通过试验设备输出直流高压加在被试品上，同时在回路中串接电流表，观察漏泄电流。

3．1．1影响直流耐压试验的因素

3．1．1．1温度对泄漏电流的影响

温度对耐压泄漏电流影响很大。随着温度的升高，绝缘电阻会下降，泄漏电流会增加。经验证明，温度每升高10℃，泄 漏电流要增加0.3～0.6倍，这点实际测量中要注意判断。

3．1．1．2输出电压极性对泄漏电流的影响

采用直流耐压试验时，直流输出电压一般采用负极性而不采用正极性，即设备输出电源负极接在被测试品上，而正极接在壳体上。尤其在测试电缆等试品时，更应采用负极性电源， 因为负极性高压有助于使绝缘中的水分集中在局部缺陷区，更易发现局部缺陷。

3．1．1．3电源电压非正弦波对测量结果的影响

系统中的3次谐波会使输出直流电压偏大(图 2)，为克服非正弦波的影响，我们通常采用波形畸变较小的自耦变压器，电源电压采用不易畸变的线电压， 电压直接在高压侧测量。

3．1．1．4升压速度对测量结果的影响

在对大容量的试品进行耐压试验时，由于泄漏电流存在一个吸收过程，要想得到准确的泄漏电流数值，一般现场要采用逐级加压的方式。在对电力机车电气线路进行耐压试验时，升压不能太快，应避免电压冲击，一般升压时间在30～60 S为宜。

3．2交流耐压试验

交流耐压试验的电压、波形、频率在被试品绝缘内的分布一般与实际情况相吻合，因而能有效发现绝缘缺陷。

3．2．1交流耐压试验电压标准与时间的选择

交流耐压试验会使绝缘强度进一步降低，虽在测试耐压时不至于击穿，但会形成绝缘内部劣化的积累效应、创伤效应，因此必须正确地选择试验电压数值和耐压时间。

3．2．2交流耐压试验方法

交流耐压试验有以下几种方法：一是工频耐压试验，这是鉴定被试品绝缘强度有效、常用的方法；二是感应耐压试验，即对某些试品，如变压器、电流式电压互感器等从低压绕组侧加压而使高压侧获得高压的方法；三是冲击电压试验，主要用于考验操作过电压及大气过电压下绝缘的承受能力。

3．2．3交流耐压试验变压器容量的选择

应根据被试设备的电容量和试验时的最高电压来选择试验变压器。变压器的额定电压不应低于对被试品所施的最高电压。

被试品大多为电容性的。由被试设备的电容量可以计算出试验中通过试验变压器高压绕组的电流I_T (主要是电容电流，mA)。其计算式为：I_T=ωC_xU_exp×10⁶

式中，ω为所加电压角频率；C_x为被试品电容量(pF)，可参考表 1所示带电被试品电容量；U_exp为所施加的试验电压(kV)。

试验用变压器容量δ_T(kVA)：δ_T=ωC_xU²_exp×10⁹

应当指出，选择的变压器容量应尽可能大于计算结果。因为试验线路、设备本身对地存在杂散电容，使得计算的试验电流小于实际数值。

3．2．4交流耐压试验数据的测量

交流耐压试验数据的测量可概括分为2类，即低压侧测量和高压侧直接测量。

所谓低压侧测量就是将仪表接在低压侧，通过变压器的变比关系换算出高压侧数值，这种测量方法准确性不高，适用于被试品容量较小且对电压数值要求不高的场合。有些时候被 试品的电容量很大，这样加在被试品上的电压高于变压器输出电压，这就是所谓的“容升现象”。为了避免“容升现象”给试验带来的影响，就要在高压侧测量电压来减小误差。在高压侧测量电压的方法有很多种，如电压互感器法、电容分压测量法等。

3．2．5交流耐压试验的控制与保护

交流耐压试验设备的控制回路有多种形式，但不论采用哪种控制形式，都要满足如下要求：(1)试验要在所有人员远离高压区后方可加电。(2)从控制上要保证升压从零电压开始。 (3)当被试品被击穿时，应自动切断电源。(4)要安装警铃。 (5)在自动式升压装置中，还要能控制升压、降压、停止、跳闸。 (6)在高压回路中要串接限流电阻，防止在击穿时电流过大，使缺陷扩大。

3．2．6交流耐压试验的基本工艺要求

交流耐压前要做好细致的准备工作。下面以电力机车耐压试验为例作简要介绍：

首先，根据技术要求将电路分成不同的耐压等级，确保分离后的各电路wan全独立；微机柜、电源柜、监控箱等插头要取下；整流硅机组上脉冲插座要用工艺插头短路接地。其次，变压器各绕组首尾要短接。在耐压某一项时，其余不参加耐压的各绕组除短路外还要接地。假如非被试绕组首尾短接但不接地会怎样呢?下面进行探讨。

如图3(a)所示，非被试绕组由于没有接地而处于悬浮状态。当非被试绕组为低压绕组时，其电容分布情况如图3(b)所示。低压绕组处于高压绕组对地电场之中，低压绕组对地将具 有一定的电位。低压绕组对地电压U₂大小将取决于高低压绕组间和低压绕组对地电容的大小，其计算式为：U₂=(C₂/C₂+C₃)Us

一般情况下，U₂电位将高于低压绕组试验电压，从而引起低压绕组对地放电或绝缘损坏。通过以上分析可看出，非被试低压绕组不但要短接还要接地。

3．2．7交流耐压试验操作要点

(1)要做好现场人身保护工作，要有酮绳、警示牌等。耐压设备要与被试品有足够的安全距离。(2)要由专业试验人员接线，并检查无误后方可升压。(3)加压前要确保调压器在零位， 并与车上、车下人员呼应好。(4)升压时不能太快，要均匀升压，并监视电压表、电流表的变化。(5)耐压到时间后，要缓慢均匀地降下电压，不允许不降压就断电源。(6)试验中若发现 表指针摆动或被试品有异常声响，应立即降下电压、断开电源， 并查明原因。(7)若在升压过程中电流增大，电压基本不变或有下降趋势，可能是被试品容量较大或试验变压器容量不够。 (8)在试验过程中，电流表指示突然上升或下降，电压表指示突然下降，都是被试品击穿的表现。

在强电场作用下，固体电介质丧失电绝缘能力而由绝缘状态突变为良导电状态。导致击穿的低临界电压称为击穿电压。均匀电场中，击穿电压与固体电介质厚度之比称为击穿电场强度（简称击穿场强，又称介电强度），它反映固体电介质自身的耐电强度。不均匀电场中，击穿电压与击穿处固体电介质厚度之比称为平均击穿场强，它低于均匀电场中固体电介质的介电强度。

介电强度试验分析仪试验方法：

1、两种试验方式介绍：
试验方式的选择在系统设置中进行。需要注意的是交流试验时，需要插入硅堆短路杆。直流试验时需要将硅堆短路杆拔出，以免影响实验系数，并且直流试验结束必须进行放电操作，以免残留余电对实验人员造成危险，放电过程如放电棒来回摆动，放电过程中警报灯闪烁，蜂鸣器报警，需等待蜂鸣器停止报警，警报灯不再闪烁，方可打开试验箱门。
2、三种试验方法介绍：
连续升压：连续升压又分为快速升压和慢速升压两种，其中快速升压为试样电压从零开始以选择的升压速率匀速升压，直到试样击穿为止，击穿电压为击穿瞬间的电压值。慢速升压为试样电压从零升压到达初始电压，到达初始电压后以选定的升压速率升压直到试样击穿，击穿电压为击穿瞬间的电压值。
逐级升压：试样电压从零快速升压到达初始电压，北京智德创新检测仪器到达初始电压后以梯度保持时间为时间长度，稳定电压，梯度时间结束后继续以选定的升压速率升压，达到下一个梯度电压值再稳定电压，如此过程直到试样击穿。对于击穿电压的确定分为两种情况，可在试样设置中选择采样方式。
瞬时升压：试样电压直接到达初始电压，保持该电压设定时间直到试样击穿，击穿电压为击穿瞬间的电压值。