耐壓絕緣材料擊穿強度試驗儀

頻率對熱擊穿有很大的影響,在一般情況下,如果其他條件不變,則E穿與 頻率w的平方根成反比,即:抗電強度的測量與應用:在特定的條件下進行,標準GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;規定了固體電工材料頻擊穿電壓,擊穿場強,耐電壓的實驗方法。對試樣的尺寸,電極的形狀,加壓方式等都做了規定。

3. 熱擊穿

v 熱擊穿的本質：

™處于電場中的介質，由于介質損耗而受熱；

™當外加電壓足夠高時，散熱和發熱從平衡狀態轉入非平 衡狀態；

™若發熱量比散熱量多時，熱量就在介質內部聚集，使介 質溫度升高；

™溫度升高又導致電導率和損耗的進一步增加，介質的溫 度將越來越高，直至出現性破壞。

12.4測試的數量——對于特定材料，除非另有說明，否則應進行5次擊穿。選擇連續升壓設置方法：

如是50KV電壓擊穿,使用量程“50", 如是100KV電壓擊穿, 使用量程“100"，保護電流“5"，電極尺寸“75×25"或“25×25"，峰降電壓,根據試樣擊穿電壓大小設置,如低于5KV,可設1KV以下。

逐級升壓設置方法：

設置初始電壓如“5"梯度電壓如“5"，梯度時間可根據具體要求設置，其他設置與連續升壓設置一樣。

慢速升壓設置方法：

   設置和連續升壓設置是一樣的，不一樣就是多個初始電壓，如設“5"就是在5KV以下不出曲線，電壓升到5KV時才出曲線。

耐壓升壓設置方法：

  設置和逐級升壓設置是一樣的，初始電壓就是給試樣施加的電壓（根據要求添加），梯度時間就是給試樣施加電壓，在設定時間（根據要求設置）內，不擊穿為合格。

4、做實驗

油盒里注入25#變壓器油，漫過上電極15～20mm，放入試樣，關閉門，此時門位指示燈亮，按下高壓啟動此時綠燈亮，

電腦上輸入試樣厚度，選擇升壓速率50KV 0.2～2kv/s，100KV 0.5～10kv/s，任意選，

點擊參數設置，選擇實驗方法，保存參數設置，點擊實驗準備一確定一開始實驗，此時實驗開始，直到試樣擊穿,步進電機歸零，啟點指示燈亮，實驗結束，此時電腦顯示的是試樣擊穿跌落值，數據表格里顯示是實際值，點擊序號2，可做下個試樣，一種試樣可做10個，做完實驗點擊左上角保存，

點擊曲線分析，看實驗結果，點擊Word轉換成Word報告，點擊Excel轉換成Excel各點數據。

做直流實驗；

把高壓變壓器短路銷拔出來，打開軟件，雙擊交流實驗此時直流實驗變實，點擊直流實驗此時是做直流實驗，其它設置與交流是一樣的，做完實驗自動放電。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀

13. 計算

13.1對于每次測試而言，擊穿時的絕緣強度應以kV/mm或V/mil為單位來計算，對于逐步測試而言，梯度應以未發生擊穿的最高電壓步驟來計算。

13.2計算平均絕緣強度及標準偏差，或其他變量的測量值

耐電壓擊穿試驗儀14. 報告

14.1報告應包含以下信息：

14.1.1測試樣的鑒定。

14.1.2對每一個測試樣；

14.1.2.1所測量的厚度，

14.1.2.2能承受的最大電壓（對逐步測試而言），

14.1.2.3擊穿電壓，

14.1.2.4絕緣強度（對逐步測試而言），

14.1.2.5擊穿強度，及

14.1.2.6擊穿的部位（電極的中心，邊緣或外部）。

14.1.3對于每個樣品：

14.1.3.1平均電介質承受強度（僅對逐步測試測試樣），

14.1.3.2平均電介質擊穿強度，

14.1.3.3變量的說明，最好是標準偏差和變化系數。

14.1.3.4測試樣的說明，

14.1.3.5調節和測試樣的準備，

14.1.3.6環境的溫度和相對濕度，

14.1.3.7環境介質，

14.1.3.8測試溫度，

14.1.3.9電極的說明，

14.1.3.10電壓應用的方法，

14.1.3.11如果，電流感應元件的失效標準，及

14.1.3.12測試的日期。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀

15. 精度和偏差

15.1表2總結了四個實驗室和八種材料實驗室間研究的結果。該研究采用同一電極體系和同一測試介質。9

15.2單一操作員精度——根據測試材料，試樣厚度，電壓供給方式以及控制或抑制瞬間電壓脈沖的極限，變化常數（標準差除以平均值）在1%到20％之間變化。如果就同一樣品的五個測試樣進行重復試驗，變化常數通常不大于9%。

表2 從四個試驗室總結出的絕緣強度數據A

A測試樣在油中用2型電極進行測試（參見表1）。

15.3多實驗室精度——在不同實驗室中（或者同一實驗室不同設備上）進行測試的精度是變化的。通過使用同一類型的設備，嚴格控制測試樣的準備，電極以及測試流程，單個操作員的精度是近似的。但如果對來自不同實驗室的結果進行比較，就必須評估不同實驗室的精度。

9支撐數據已經歸檔在ASTM國際總部中，通過申請研究報告RR:D09-1026可獲得這些數據。

15.4如果測試材料，試樣厚度，電極結構，或環境介質不同于表1所列，或是測試設備中電流感應元件的擊穿標準得不到嚴格控制，那么將無法達到15.2和15.3中所規定的精度，對于需要測試的材料來說，涉及本測試方法的標準應能確定該材料的精度適用范圍。參見5.4~5.8以及6.1.6。

15.5使用特殊的技術和設備、使材料厚度的精度達到0.01in甚至更小。電極不能損壞試樣的接觸面。準確的測定擊穿電壓。

15.6偏差——該測試方法不能測定固有絕緣強度。測試結果取決于試樣的幾何形狀，電極和其他可變參數，以及樣品的性質，這使得很難描述偏差。

耐電壓擊穿試驗儀

16. 關鍵詞

16.1擊穿，擊穿電壓，校準，擊穿標淮，介電擊穿電壓，介電失效，介電強度，電極，閃絡，電源頻率，過程控制測試，驗證測試，質量控制測試，快速增加，研究測試，取樣，慢速，逐步，環境介質，耐壓。

附錄

（非強制信息）

Xl. 絕緣強度測試的意義

X1.1 介紹

簡要回顧了擊穿的三種假定機制，分別是：（1）放電或電暈機制，（2）熱機制，以及（3）固有機制，討論了在原理上對實際電介質產生影響的因素，并對數據的解釋提供幫助。擊穿機制常常與其他機制相結合，而非單獨發揮效用。隨后的討論僅針對固體和半固體材料。介電擊穿的假定機制由放電造成的擊穿——在對工業材料進行的許多測試中，都是由于放電造成了擊穿，這通常造成較高的局部場。對于固體材料來說，放電常常發生在環境介質中，因此增加測試的區域將在電極邊緣上或外側產生擊穿。放電也會發生在內部出現或生成的一些泡沫或氣泡里。這會造成局部的侵蝕或化學分解。這些過程將一直持續到在電極間形成的失效通路為止。熱擊穿——在置于高強度電場時，在許多材料內的局部路徑上會積聚大量的熱，這將造成電介質和離子導電性能的損失，進而迅速產生熱量，所產生的熱量將大于所能耗散掉的熱量。由于材料的熱不穩定性，導致了擊穿的發生。

固有擊穿——如果放電或熱穩定性都不能造成擊穿，那么在電場強度大到足以加速電子穿過材料時，仍將發生擊穿。標準電場強度被稱為固有絕緣強度。雖然機制本身也許已經涉及，但本測試法仍不能測試固有絕緣強度。絕緣材料的性質固態工業絕緣材料通常是非均勻的，且含有許多不同的電介質缺陷。試樣上常常發生擊穿的區域，并不是那些電場強度最大的區域，有時甚至是那些遠離電極的區域。在應力下卷中的薄弱環節有時將決定測試的結果。 測試和測試樣狀況的影響因素——通常，隨著電極區域的增加，擊穿電壓會降低，這種影響對于薄試樣來說更為明顯。電極的幾何形狀也會影響測試的結果。制作電極的材料也會對測試結果產生影響，這是因為電極材料的熱導性和功函會對熱機制和發電機制產生影響。通常來說，由于缺乏相關的實驗數據，所以很難確定電極材料的影響。試樣厚度——固體工業絕緣材料的絕緣強度主要取決于試樣的厚度。經驗顯示，對于固體和半固體材料來說，絕緣強度與以試樣厚度為分母的分數成反比，更多的證據顯示，對于相對均勻的固體來說，絕緣強度與厚度的平方根互為倒數。如果固體試樣能熔化后倒入到固定電極之間并凝固下來，那么電極間距的影響將很難得到明確的定義。因為在這種情況下，可以隨意固定電極間距，所以習慣在液體或可溶固體中進行絕緣強度測試，此時電極間具有標準的固定空間。因為絕緣強度取決于厚度，所以如果在報告絕緣強度數據時缺乏測試所用試樣的起始厚度，那么這樣的數據將毫無意義。

溫度——試樣和環境介質的溫度將影響絕緣強度，雖然對于大多數材料來說，微小的環境溫度變化對材料造成影響可以忽略不計。通常，絕緣強度隨溫度的升高而降低，但其強度的極限取決于被測材料。，由于材料需要室溫以外的條件下發揮作用，所以有必要在比期望操作溫度更大的范圍里，對絕緣強度與溫度的關系進行確定。時間——電壓應用的速率也會影響測試結果。通常，擊穿電壓隨電壓應用速率的增加而提高。這是預料之中的，因為熱擊穿機制有賴于時間，而放電機制也有賴于時間，雖然在一些情況下，后一種機制通過產生局部電場高臨界強度造成快速失效波形——通常，應用電壓的波形也會影響絕緣強度。在本測試方法的限制說明中，波形的影響是不顯著的。頻率——對于本測試法，在工業用電頻率范圍內，頻率的變化對絕緣強度的影響將不是那么顯著。但是，不能從本測試法所得結果中推斷出其他非工業用電頻率（50到60HHz）對絕緣強度的影響。

X1.4.7環境介質——通常測試具有高擊穿電壓的固體絕緣材料，是將試樣浸入到液體介質中，例如變壓器油，硅油，或是氟利昂中，以減小擊穿前表面放電的影響。這已經由S.Whitehead10所揭示，為了避免固體試樣在達到擊穿電壓前在環境介質中發生放電現象，在交流電測試中，有必要確保：

（X1.1）

如果浸入的液體介質是一種低損耗材料，該公式可以簡化為：

（X1.2）

如果浸入的液體介質是一種半導體材料，那么該公式可以變為：

（X1.3）

式中：

E=絕緣強度；

f=頻率；

ε和ε′=介電常數；

D=耗散因數；

o=電導率（S/m）；

下標：

m指浸入介質；

r指相對值；

O指自由空間；

（εO=8.854×10-12F/m）

s指固體電介質。

X1.4.7.1Whitehead指出，要避免表面放電，則應提高Em和εm或是提高σm。通常規定使用變壓器油，其介電性能是這樣的，如果電場強度Es達到以下水平，則會發生邊緣擊穿：

（X1.4）

如果測試樣很厚，且其介電常數很小，那么含有ts的量將成為相對影響因數，介電常數與電場強度的乘積將近似于一個常數。11Whitehead也指出（p. 261）使用潮濕的半導體油將能有效減少邊緣放電的現象。如果電極間的擊穿路徑僅在固體中出現，那么此介質將不能與其他介質進行比較。也應該注意到如果固體是多孔的或是能夠被浸入介質充滿，固體的擊穿強度將受到浸入介質電氣性質的直接影響。

X1.4.8相對濕度——相對濕度影響絕緣強度是因為測試材料吸收的水分或表面吸附的水分將影響介質損耗和表面電導率。因此，它的重要性很大程度上有賴于測試材料的性質。但是，即使材料只吸收了一點甚至沒有吸收水分，仍會受到影響，因為在有水的情況下，將大大提高放電的化學效應。除此之外，還應調查暴露在電場強度中的影響，通常通過標準的調節流程來控制或限制相對濕度的影響。

10文獻：Whitehead, S., 固體介電擊穿, Oxford University Press, 1951.

X1.5 評估

X1.5.1通電設備絕緣的一個基本要求就是它應能承受得住在服務中施加于它的電壓。因此很有必要對測試進行評價，以評價處于高壓應力條件下的材料性能。介質擊穿電壓測試是一種測定材料是否需要進一步考察的初步測試，但是它無法就兩個重要方面進行全部評估。首先，安裝在設備上的材料條件與測試條件大為不同，尤其在考慮了電場結構和暴露在電場中的材料面積，電暈，機械應力，周圍介質以及與其他材料的連接之后，更是如此。第二，在服務時，會出現很多惡劣的影響，例如熱，機械應力，電暈及其產物，污染物等等，都會使擊穿電壓遠低于最初安裝時的擊穿電壓值。在實驗室測試中，可以合并其中的一些影響，進而對該材料做出更準確的估計，但是最終考察的仍然是那些處于實際服務的材料性質。

X1.5.2介質擊穿測試能作為材料檢測或是質量控制測試，作為一種推測其他條件的手段，例如變率，或是指明惡化的過程，如熱老化。在使用本測試法時，擊穿電壓的相對值比絕對值更重要。

X2. D149測試法所涉及的標準

X2.1 介紹

X2.1.1本附錄所提供的文件目錄將涉及到大量的ASTM標準，這些標準都與在電源頻率下電介質強度的測定有關，或與測試設備元件或用于測定該性質的元件有關。雖然我們竭盡全力，力圖將所有涉及D149測試法的標準都包含進來，但是該清單仍是不的，在本附錄出版之后編寫或修改的標準都未能包含進來。

X2.1.2在一些標準中要用D149測試法測定介質強度或擊穿電壓，但是其參考本測試法的方式不一定符合5.5的要求。除非該文件與5.5相一致，否則不用使用其他文件，包括本目錄所列的文件，來作為本測試法的參考。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

表X2.1 試驗方法D149引用的ASTM標準

十四、報告

除非另有規定，報告應包括如下內容

a) 介電擊穿測試儀（介電擊穿試驗）被試材料的全稱，試樣及其制備方法的說明；

b) 介電擊穿測試儀（介電擊穿試驗）電氣強度的中值<以kV/mm表示>或擊穿電壓的中值（以kV表示）；

c) 介電擊穿測試儀（介電擊穿試驗）每個試樣的厚度<見5.4)；

d) 試驗時所用的周圍媒質及其性能；

e) 電極系統；

f) 施加電壓的方式及頻率；

g) 電氣強度的各個值（以kV/mm表示>或擊穿電壓的各個值<以kV表示）；

h) 在空氣中或在其他氣體中試驗時的溫度、壓力和濕度，若在液體中試驗時周圍媒質的溫度；

i) 試驗前條件處理；

j）擊穿類型和位置的說明。

如果只需要簡單的結果報告，則應該報告前6項內容及低值和醉高值。

耐壓絕緣材料擊穿強度試驗儀

1、試驗在試驗箱中進行，試驗箱門打開時電源加不到高壓變壓器輸入端，即高壓側無電壓。100KV測試設備高壓電極距離試驗箱壁的最近距離大于270mm，50KV測試設備高壓電極距離試驗箱壁的最近距離大于250mm，試驗時即使人接觸箱壁也不會有危險。

2、設備要安裝單獨的保護地線。接保護地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

3、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過流保護、過壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警，電磁放電等。

4、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時,當開啟試驗門時設備會自動報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。

5、試驗放電裝置，電磁鐵自動放電放置。符合標準

GB1408.1-2016《絕緣材料電氣強度試驗方法?*部分;工頻下試驗、第2部分》

GBT13542.1-2009電氣絕緣用薄膜*部分

GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

GB/T  3333-1999《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》1 范圍

GB/T 13542的本部分規定了電氣絕緣用薄膜的定義、一般要求、尺寸、檢驗規則和標志、包裝、運

輸和貯存。

本部分適用于電氣絕緣用薄膜，

2規范性引用文件

下列文件中的條款通過GB/T 13542的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文

件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵根據本部分達成

協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本

部分。

GB/T 13542.2-2009電氣絕緣用薄膜第2部分:試驗方法(IEC60674-2:1988,MOD)

3術語和定義

下列術語和定義適用于本部分。

3.1

卷繞性windability

薄膜的卷繞性用于評定成卷薄膜的變形情況,可由偏移/弧形和凹陷兩方面衡量。

3.1.1

偏移/弧形bias-camber

當薄膜平整地打開時,其邊緣不呈直線(偏移或弧形)、

3.1.2

凹陷

sag

當一段薄膜由兩個呈水平位置的平行輥支撐并承受一定張力的情況下,其中有部分薄膜會低于總

的水平面。接頭耐熱性或耐溶劑性等特殊要求應由供需雙方協商。

4.4管芯

薄膜應卷在圓形管芯上,管芯在卷繞拉伸下應不掉屑、坍塌或歪扭,也不應損壞薄膜或使其性能降

低。管芯的所有性能和尺寸及其偏差由供需雙方協商,管芯的優選內徑為76 mm和152 mm,管芯可以

伸出膜卷的端部,或者與端部平齊。

5尺寸

5.1厚度

按GB/T 13542.2-2009第4章所述的方法測定厚度,除非在產品標準中另有規定,且測得的厚度

應在標稱值±10%范圍內。

5.2寬度

寬度應在產品標準中規定,按GB/T 13542.22009第6章規定的方法測定的寬度，除非產品標

準另有規定,其允許偏差應符合表1的規定。

表1薄膜寬度

單位為毫米

寬度

偏差

≤50

±0.5

>50~300

±1.0

>300~450

±2.0

>450

±4.0

5.3長度

對長度的要求由產品標準規定。

6檢驗規則GB/T 13542《電氣絕緣用薄膜)分為以下幾個部分:

一第1部分:定義和一般要求;

一一第2部分:試驗方法;

一第3部分:電容器用雙軸定向聚丙烯薄聵;

一第4部分:聚酯薄膜

.…。

本部分為GB/T13542的第1部分。

本部分修改采用IEC60674-1:1980《電氣用塑料薄膜第1部分:定義和一般要求(英文版)。

本部分與IEC60674-1的主要技術差異如下:

1)增加了“規范性引用文件"章;

2)增加了“檢驗規則"章。

本部分代替GB/T 13542-1992《電氣用塑料薄膜一般要求》,

本部分與GB/T 13542-1992相比主要差異如下:

1)將“引用標準"改為“規范性引用文件"

2)定義3.1.1中“偏斜"改為“偏移/弧形"。

本部分由中國電器工業協會提出。

本部分由全國絕緣材料標準化技術委員會(SAC/TC51)歸口，

本都分起草單位:桂林電器科學研究所,東材科技集團股份有限公司。

本部分主要起草人:王先修、趙平。

本部分所代替標準的歷次版本發布情況為:

GB/T13542-1992。

6.1薄膜應進行出廠檢驗和型式檢驗。

6.2型式檢驗項目為產品標準中技術要求規定的全部項目，每三個月至少進行一次。當原材料變更

或工藝條件改變時,也應進行型式檢驗。

6.3產品批量、抽樣方法和出廠檢驗項目在產品標準中規定，每批薄膜應進行出廠檢驗,產品經檢驗

合格才能出廠。制造廠應保證出廠產品符合產品標準中全部技術要求。

6.4當試驗結果中任何一項不符合技術要求時,應在該批薄膜另外二卷中各取一組試樣重復該項試

驗,如仍有一組不符合要求時,該批薄膜為不合格品。

6.5使用單位可按產品標準的全部或部分項目進行驗收檢驗。預處理條件按GB/T13542.2-2009

中3.2要求進行。

6.6使用單位有要求時,制造廠應提供產品檢驗報告。

7標志、包裝、運輸和貯存

7.1薄膜卷要用防潮紙或塑料薄膜包裹,外層套裝塑料袋,并架空支撐放置于包裝箱中,使薄膜在通常

的貯存和運輸條件下得到充分保護而不受損壞和變質。

7.2每箱薄膜應有明顯而牢固的標志:

TVS瞬間抑制防護技術

●  多級循環電壓采集技術:

材料擊穿后,瞬間放電速度約為光速的1/5~1/3,國際通用的方法為壓降法進行采集擊穿電壓。即變壓器的初級電壓瞬間下降一定比率來判別材料是否擊穿。顯然記錄擊穿電壓值產生偏差。而采用多級循環采集技術對擊穿后的電壓采集將解決此難題。

●  低通濾波電流監測技術:

高壓壓放電過程中將產生高頻信號。而無論是國產與進口電流采集傳感器,大都為工頻電流傳感器。而采集過程中無法將高頻信號處理時,從而造成檢測不準確。無論是采用磁通門或霍爾原理所設計的傳感器存在擊穿后瞬間輸出電壓或電流信號過大,從而燒壞控制系統的采集部分。華測開發的低濾波電流采集傳感器將高頻雜波信號進行相應處理。同流采集華測自主開發的保護模塊來保證采集精度與保護采集元件。

●  雙系統互鎖技術及隔離屏蔽技術:

采用雙系統互鎖技術應用于電擊穿儀器,生產的電壓擊穿儀器不僅具備過壓、過流保護系統,它*的雙系統互鎖機制,當任何元器件出現問題或單系統出現故障時,將瞬間切斷高壓。

品名稱：電壓擊穿試驗儀

產品型號：BDJC-10KV、BDJC-50KV、BJC-100KV

產品品牌：北京北廣精儀

控制方式：計算機控制

符合標準：GB/T1408、ASTM D149、IEC60243-1等

適用材料：橡膠、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃、漆膜、樹脂、電線電纜、絕緣油等絕緣材料

測試項目：擊穿電壓測試、介電強度測試、電氣強度測試、耐電壓擊穿強度測試等

試驗電壓：10KV、20KV、50KV、100KV、150KV等

電壓精度：≤1%

適用材料：絕緣材料

升壓速率：10V/S-5KV/S

試驗方式：交流/直流、耐壓、擊穿、梯度升壓

控制系統：PLC控制升壓

核心部件：采用進口配件

試驗介質：絕緣油、空氣

顯示方式：曲線顯示、數據打印

其它特點：無線藍牙控制

設備組成：主機、計算機、電極

電極規格：25mm、75mm、6mm

電器容量：3KVA、5KVA、10KVA

耐壓時間：0-8H

安全保護：九級安全保護

質保日期：三年、終身維護。