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1、·30·□标准与测试电气产品的电气强度试验宋世先襄樊市产品质量监督检验所(441003)对绝缘介质的击穿现象进行分析,探讨了电气强压高。热击穿电压随周围的温度增加而降低,电压作用度值及闪络整定值的确定机理。时间较长(几分钟至几十小时)。在一定条件下,随电压作用时间增长而降低,并达到极限。电化学击穿电压作关键词:电气强度闪络确定用时间长(几十小时至数年),击穿电压随作用时间增加降低。以常用的油浸电工板为例(见图1),以1分钟工引言频击穿电压值作100%,则长期工作电压下的击穿电压电气强度(又称耐压)是指电气产品承受高电压的随时间下降到几分之一。能
2、力。电气强度试验是考核电气产品绝缘性能的一项重要试验项目,目的是发现电气产品绝缘结构中存在的薄弱环节和缺陷,判断电气产品能否在规定条件下有效运行。电气强度试验中,电气强度值及击穿闪络的整定值是该项试验的关键。目前,国内外标准对电气强度值虽进行规定,但不同标准存在一定差异,而对击穿闪络的整定值,因其闪络点的不确定性,均未加具体规定。国内有些标准附录规定的整定方法也不尽相同。为了更好地了解和运用电气强度试验,本人试从绝缘介质的击穿现象进行分析,浅析电气强度值及击穿闪络图1油浸电工板击穿电压和加压时间关系曲线整定值的确定机理,并对现行的几种方式提出个
3、人见Ub—击穿电压Ub60—1分钟击穿电压由实验知,外施电气强度与到达击穿时间的关系解。符合威布尔击穿概率分布,其经验公式为:1电气强度值的确定机理-nT=bV电气强度试验中,电气产品由于产品结构形式不式中,T—到达击穿时间;b—比例常数;V—外施电气同,使其绝缘结构变得相当复杂,电极间不是简单的构强度;n—由材料和老化机理决定的系数。成,其形状、大小及电极间的距离多种多样,电极间的两边取对数则:logT=B-nlogV介质材料也是由数种组合成的复合电介质构成,因而由上式知,用双对数表示为线性关系。实际上,在绝缘结构发生击穿往往是电击穿、热击穿
4、、电化学击穿很宽的范围内为一直线的很少,多数情况可近似地用三种形式并存,很难截然分开。电气强度由诸多因素决三段斜率(n值)不同的折线表示(见图2)。定,但由弱点击穿学说可知,电气强度的大小取决于引起击穿的最弱点的击穿场强决定。在绝缘设计中,最弱点的击穿场强必须保证其绝缘介质在其规定的使用时间内不发生击穿。因而,电气强度的安全程度应以绝缘长期工频击穿强度为基础。长期工频击穿强度以电气产品的最高工作电压为依据。因此,电气强度值主要取决于电气产品的最高工作电压及规定的使用时间。图2v—t特性曲线1.1电气强度值与工作电压及电压作用时间的关系1.2电气
5、强度值确定机理分析电气强度试验中有电击穿、热击穿及电化学击穿电气强度试验目的就是保证电气产品在设计的使等三种击穿形式,各自有着不同的特点。电击穿的击穿用期限内,不发生绝缘介质被施加的最高工作电压或电压与周围的温度及电压作用时间几乎无关,击穿电□标准与测试·31·过电压作用所击穿。根据电压作用时间特性知,在产品由电晕放电发展成火花放电时刻的一种现象。一旦发的使用寿命及最高工作电压确定后,由材料和老化机生全路击穿时,则成为电弧放电。因而在电气强度试验理决定的系数n值就决定了电气强度值,经验公式为:中闪络的确定应整定在泄漏电流发生突增时刻。nV=kV
6、电气强度试验中,目前较普遍采用整定泄漏电流式中,V—电气强度值;k—比例常数;U—最高工作电的方法来确定绝缘介质是否发生击穿和闪络。在外加压;n—由材料和老化机理决定的系数。电压的作用下,绝缘介质中的电场强度达到某一临界此外,在电气系统中由正常操作,故障或其他原因值时,其绝缘性能开始丧失,泄漏电流剧增。当达到某从一种状态过渡到另一种状态时,电磁能在系统内部一泄漏电流整定值时,继电器动作,切断高电压输出。发生振荡而引起的过电压为最高运行相电压的111～4合格判定均以继电器动作与否来确定。倍。只要保证电气强度值高于最高运行相电压的适当在我国家用或类
7、似电器的电气强度试验中,是以倍数就不会发生过电压击穿。高压侧的过流继电器的整定值为10～15毫安来确定GB8898—88《电网电源供电的家用和类似一般用的。据说这是由美国UL标准推算出来的。其依据是途的电子及有关设备的安全要求》第10.3条的图15曲UL标准规定110伏时泄漏电流为015毫安,那么,220线A(见图3)的公式可近似表示为:伏为1毫安,1500伏约为7毫安,再考虑一个系数选取10nVa=kV毫安,3750伏整定在15毫安。GB998—82《低压电器基式中,Va和V分别为电气强度值(峰值)及额定工本试验方法》附录E采用的电流继电器法
8、的整定电流作电压(峰值)。其中1000伏以下段可近似为Va=建议按公式:12818V0148。UI2=KP(×KT+I0)RGB4942-90《信息技
