击穿耐压装置指标

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1、1　影响绝缘材料击穿的主要原因　　对于绝缘材料，在不损坏其绝缘性能的情况下施加高电压的过程称为耐压（抗电）试验；在破坏其绝缘时施加高电压的过程称为击穿试验，击穿时的电压值称为击穿电压。电气设备的质量检查是靠耐压试验完成的。若用连续均匀升压或逐级升压方法对厚度为d(mm)的绝缘材料试件施加高电压，当试件击穿时的电压值V(kV)就是击穿电压。试件在击穿时每单位厚度上所承受的电压值，或试件的击穿电压值与两个电极间试件的平均厚度之比称为击穿强度：Eb=Vb/d(kV/mm),有的也称为绝缘强度或介质强度。影响介质击穿的主要客观因素有

2、[1][2]:1.1　施加电压的时间　　多数绝缘材料的击穿电压与加电压的时间有关系，击穿电压随加电压的时间加长而明显下降，见图1，基本遵循下述经验公式：　　　　式中，Vt——加电压时间视为无穷长时的最小击穿电压；　　　　　Vi——加电压后t时刻的击穿电压；　　　　　a——与材料和试验条件有关的常数；　　　　　t——加电压的时间。图1　击穿电压与加电压时间的关系1.2　温度和湿度　　在低温范围，击穿电压随温度的升降变化不大；在较高的温度范围，不管是绝缘材料本身还是周围环境温度升高和湿度增加，击穿电压都下降。对厚材料更为显著，见

3、图2和图3。　　　　　　　　图2　击穿电压与温度的关系　图3　击穿电压与湿度的关系1.3　电压频率　　交流电压对绝缘材料的考验最严格。随着交频率的增加，击穿电压值下降见图4，这是因为频率增加时介质的热效应也增加，而且加速了局部放电的流破坏过程。图4　击穿电压与交流频率的关系　　在直流电压作用下，试件内部的局部放电过程容易自行衰减，而且介质损耗一般要比在交流电场中小，所以直流击穿电压要比交流击穿电压高。　　在脉冲电压作用下，由于电压有效作用时间很短，热的积累效应和局部放电造成的破坏来不及形成，因而其击穿电压要比直流击穿电压高1

4、.4　施加电压的速度及其他因素　　升压的速度越快，击穿电压值越低。　　在高空条件下（相当抽气时的“真空”状态），空气密度减小，单位容积的热容量减小，冷却条件恶化。根据巴中定律可知空气击穿电压减小了，因而介质击穿电压明显降低。被试样件的击穿电压值可按下式校正：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V0=Vn/A　　式中：V0——标准气压下的试验电压：　　　　　Vn——在空中某高度（或抽气状态）的试验电压：　　　　　A——随高度改变的绝缘强度系数，A≤1,其值见表1。表1　随高度改变的绝缘强度系数高度H/m1000120015

5、001800210024002700系数A10.980.950.920.890.860.83高度H/m30003600420048005700600016000系数A0.80.750.70.650.610.560.23　　此外，击穿电压还受空气间隙、试件本身厚度、放射线的照射、机械外力的作用、电极材料及其极性等原因的影响。2　耐压击穿装置的指标　　外加电压的量值及其波形失真度是公认的指标，击穿装置的容量也是不可缺少的指标。2.1　容量2.1.1　定义目前我国所用的交流耐压击穿装置可简化成图5的原理。其中T1是自耦变压器；T2

6、是高压变压器；R为保护电阻；J是过流继电器。直流击穿装置一般是在高压变压器的高压端增加一整流器。当按规定的程序调节T1时，在高压变压器的输出端可得到要求的高电压。所谓耐压击穿装置的容量就是该装置能够输出的最大容量或最大功率。图5　交流耐压击穿装置原理2.1.2　确定容量的依据　　国内参考文献和技术标准都是依据试件的电容量确定耐压击穿装置的容量指标。这样不够全面，还应考虑试件的击穿电流问题。为了系统起见，在此一并加以说明。　　.试件的电容　　一般认为，在绝缘材料的击穿试验和大量绝缘结构的耐压试验中，试件都呈现容性阻抗，而且试件

7、在击穿前的绝缘电阻均很高，因此对交流的耐压和击穿试验，装置的容量可按照试件在试验电压作用下所流过的交流漏电流确定，所以规定其容量指标不应小于[3]～[7]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　P=wCV2　　式中：V——施加在试件上的有效电压；　　　　　w——角频率,w=2πf,f为电源频率；　　　　　C——试件呈现的等效电容值。　　做击穿试验的绝缘材料试件的电容量一般为几十到几百pF,而击穿电压不超过100kV,所以一般技术标准规定的击穿装置容量应是保证其输电流小于0.1A；而在绝缘结构的耐压试验时，对于电容量较大的器件，

8、如发电机，电力电容器和电缆等，另有专门规定，需用较大容量的击穿装置。这样，对于不同的最高额定工作电压，击穿装置的容量可取表2的数值。表2　击穿装置容量数值最高额定输出电压U/kV5以下5～1010～2020～5050～100击穿装置的容量P规/kVA0.51.02.55.010.0　　对于