高压电连接器绝缘耐电压分析与测量.pdf

《高压电连接器绝缘耐电压分析与测量.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４期机电元件Ｖｏｌ畅３３Ｎｏ畅４２０１３年８月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＡｕｇ畅２０１３试验与检测高压电连接器绝缘耐电压分析与测量王凤，马列，高翊（中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠２３３０１０）摘要：本文主要论述了高压电连接器的电击穿原理及影响绝缘耐电压的因素，简要说明了绝缘耐电压的测量。关键词：高压电连接器；电击穿；绝缘耐电压；测量Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１３．０４．００９中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１

2、３３（２０１３）０４－００４０－０４对于处在电场中的绝缘介质，当电场强度超过1引言材料临界值时，都将失去其绝缘性能，称为电介质高压电连接器具有体积小、工作电压高、海拔击穿，此时的电压称为击穿电压，相应的电场强度高等特点。这就对设计加工出来的产品在各种条称为击穿电场强度，击穿电压值为：件下的耐电压测试提出了较高的要求。这方面的VB＝EBd（Ｖ）；测试主要是指连接器在常压、低气压、高温低气压、式中，EB———击穿电场强度（Ｖ／ｍ）；低温低气压下以及长时间带电（电老化）测试条件VB———击穿电压（Ｖ）；下的绝缘耐电压

3、测试。d———导体间最小距离（ｍ）。影响绝缘耐电压值的因素主要是接触件间隙2绝缘耐电压的定义和爬电距离及几何形状；外壳间距及几何形状；绝高压连接器的绝缘耐电压就是接触件之间或缘体及密封材料性质及其几何形状；环境温度、湿接触件与外壳（地）之间，在规定时间内所能承受的度以及大气压等。比额定工作电压更高而不产生击穿现象的临界电3高压电连接器中的电场压。我们知道，在高压连接器的内部不可避免的会高压电连接器接触件（导体）之间除绝缘材料有气体的存在。当外加的电场强度达到一定程度外常有空气隙，气隙的击穿电场强度都远比绝缘材后

4、，电流会突然增大，气体就会比固体绝缘介质先料在相同距离下为小，因此连接器的击穿电压可能失去绝缘能力，从而造成气体击穿，发生击穿最低就是导体间气隙的击穿电压。当导体间空气隙的临界电压称为击穿电压。均匀电场中击穿电压与电场强度达到一定值时，使空气电离造成部分导间隙距离之比称为击穿场强，它反映了气体耐受电电，随着电场强度的继续增大，产生的闪光和散发场作用的能力，也就是气体的介电强度。不均匀电的大量热能，会烧毁绝缘介质，以至降低了绝缘性场中击穿电压与间隙距离之比称为平均击穿场强。能。因此在设计与制造过程中，由于不可避免

5、地会收稿日期：２０１３－０７－０７第４期王凤等：高压电连接器绝缘耐电压分析与测量４１有气隙存在，虽选用良好的绝缘材料能承受所需要一步增大，损耗发热亦跟着增大。因此，如果同一的高电压，但实际跨接在空气隙两端的电压，相比时间内介质中发生的热量比发散的热量大时，介质较而言，远比跨接在绝缘材料上的电压高，所以往温度将不断上升，进一步引起介质分解、碳化等，最往会使空气隙首先被击穿，于是造成整个连接器的终导致介质击穿。击穿现象的发生。4．3电化学击穿理论在电介质上加上工频电压进行电气强度试验4高压电连接器击穿过程时，正如图

6、１所示的那样，长时间击穿电压常常不高压电连接器的击穿与一般的固体介质的击到短时击穿电压的几分之一。长时间击穿电压（或穿一样，常见的有电击穿、热击穿和电化学击穿等最终击穿电压）是指经过一定的加压时间后，击穿形式。其击穿场强与电压作用时间的关系及不同电压几乎不再随时间下降时的恒定值。如外施电击穿形式的范围如图１所示。连接器击穿后会出压低于此值，即使加压时间再长，通常亦不引起击现烧焦或熔化的通道、裂缝等，即使去掉外施电压，穿。长时间击穿电压较低的主要原因往往是在绝也不能自行恢复绝缘性能。缘内部有局部放电所致。4．1电

7、击穿理论5影响产品击穿电压的主要因素电击穿理论是建立在固体介质中发生碰撞电离的基础上的，它不包括由于介质劣化等其他原因5．1电压作用时间引起的击穿。如图１所示，若外加电压作用时间很短（如１／固体介质中存在少量处于导带能量状态的电１０ｓ以下）就被击穿，则这种击穿很可能是电击穿。子（传导电子），它在电场加速下将与晶格结点上的如电压作用时间较长（几分钟）才引起击穿，则往往原子碰撞，使晶格原子电离，产生电子崩。当电子是热击穿。有时二者是很难分清，例如在交流１ｍｉｎ崩发展到足够强时，引起固体介质击穿。耐压试验中的试品被击

8、穿，则常常是电和热的双重电击穿的特点是：电压作用的时间短，击穿电作用。电压作用时间长达几十小时甚至几年才击压高，电介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度穿时，则大多属于电化学击穿。密切相关，而与周围环境温度几乎无关。5．2温度周围温度越高，散热条件越差，热击穿电压就越低。不同材料发生热击穿的温度是不同的，即使同一材料，材料越厚，介质损耗越大，散热越困难，热击穿的环境温度就越低。5．3电场