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绝缘油介电强度测试仪是我公司全体科研技术人员,依据绝缘油测试的有关标准及规定,发挥自身优势,经过多次现场试验和长期不懈努力,精心研制开发的高准确度、全数字化工业仪器。该机操作简便,造型美观大方。由于采用了全自动数字化微机控制,所以测量精度高、抗干扰能力强、安全可靠。
仪器特点:
1.仪器采用大容量单片机控制,工作稳定可靠;
2.仪器设有温湿度及时钟显示功能,并可定制红外油温测量。
3.仪器内设宽范围看门狗电路杜绝了死机现象;
4.多种标准选择,仪器程序设有GB/T-、GB/T-、DL.9、IEC和自编程操作,能适应不同用户的多种选择;
5.仪器油杯采用特种玻璃和高分子材料,精细加工而成,杜绝了漏油和腐蚀的发生;
6.仪器独特的高压端采样设计让测试值直接进入A/D转换器,避免了在模拟电路中造成的误差,使测量结果更加准确;
7.仪器内部具有过流、过压、短路等保护等功能,并具有极强的抗干扰能力,电磁兼容性好;
8.可中英文随意切换,满足任意客户需求;
9.仪器自身具有数据分析功能,协助工作人员判定油品质量;
10.数据传输;
击穿理论分析过程
橡胶制品具有良好的电绝缘性,所以它被广泛用于电力、通讯、劳动保护等行业,主要应用产品有电缆、绝缘板材、一绝缘靴鞋、绝缘手套等。这些产品在出厂前,必须按标准规定进行电气绝缘性能的检测,并以此作为产品质量定级的依据。在电气性能检测中,如果产品发生了电击穿,那么该产品即判定为不合格。
1、固体绝缘的击穿理论:
固体绝缘的击穿常见的有电击穿、热击穿及电化学击穿三种形式。为了便于对各种击穿现象进行讨论,首先简介固体绝缘的击穿理论。
电击穿:
固体绝缘的电击穿主要是指在固体介质中发生碰撞电离而产生的击穿,它不包括由边缘效应介质劣化等原因引起的击穿。固体绝缘体中存在少量传导电子,它在电场加速下将与晶格结点上的原子碰撞,但因固体绝缘体中原子相互联系十分紧密,所以必须考虑传导电子与晶格的碰撞。解释由碰撞电离引起击穿的过程有两种理论:
(l)固有击穿理论:单位时间内传导电子从电场中获得的能量与单位时间内由于碰撞而失去的能量之间因不平衡而引起的击穿。
(2)电子崩击穿理论:传导电子经电场作用得到了可使晶格原子电离的能量,产生了电子崩,当电子崩足够强时,引起固体介质的击穿。电击穿的特点是:电压作用时间短,击穿电压高,介质温度不高;击穿场强与电场均匀程度有密切关系,而与周围环境温度几乎无关。
1,2热击穿:
当固体介质加上电场时,介质将发生损耗,引起发热,使介质温度升高,而介质的电阻具有负的温度系数,即温度上升时电阻将变小,这又会使电流进一步增大,损耗发热亦跟着增大,因此如果介质中发生的热量比发散的热量大时,介质温度将不断上升,进一步将引起介质分解、炭化等,使介质击穿。
1,3电化学击穿:
由于电化学击穿一般需要很长时间,而橡胶绝缘制品的电性能试验,施加电压的时间一般在1-3min,因此,本文不做讨论。
1,4电击穿与热击穿的关系:
橡胶绝缘制品的电击穿和热击穿是绝缘击穿的两种不同的形式,它们形成的条件不同,但相互间又有紧密联系。电击穿是当施加在制品两端的电压很高,形成的电场足够强时,硫化橡胶中存在的少量自由电子在电场作用下激烈运动,最后导致击穿。电击穿完全是由于电场的作用而造成的,发展过程极快(可达-)。制品电斟色测试过程中,测试电压刚升到甚至未升到规定电压即出现击穿时,就是电击穿形式的表现,因为此时时间很短,热和化学的影响还来不及起作用。而当交流电压作用时间较长时的击穿,则另一种击穿形式一一热击穿往往起决定作用了。热击穿是在电压作用时间较长的情祝下发生的。由于在电场作用下的介质损耗将使橡胶制品内部发热、温度上升,与此同时也向周围散热,若发生热量大于散热量,则温度将继续升高,这时介质损耗也随温度升高而增加,随着内外温差的加大,散热速度也在增快。但若所加电压足够高,使发热量一直大于散热量,温度就会持续上升,最后由于温度过高导致橡胶制品的绝缘特性完全丧失而被击穿。
2、影响击穿的因素分析:
天然橡胶和大部分合成橡胶都有很高的介电性,因此橡胶作为电绝缘材料得到了广泛应用,如电绝缘胶板、绝缘靴鞋、带电绝缘手套等。在这些制品的技术指标中,电气绝缘性能是该产品考核的基本功能。本文以绝缘鞋(多部件贴合,热硫化)、绝缘手套(模具硫化)两个具有代表性的试验结果为例,以击穿理论为依据,分析击穿与几个影响因素之间的关系及其规律。
2,1击穿与制品厚度的关系:
在一定范围内,橡胶绝缘制品的厚度与其击穿电压并不成线性关系(见图1)。随着厚度增加,击穿电压的上升速度比较缓慢。根据热击穿理论分析,随厚度的增加,制品的散热条件发生了变化,导致内部温度上升,从而使制品击穿率相对增加。
2,2击穿与环境通度的关系:
每到夏天,绝缘制品尤其是高压绝缘制品的击穿率上升(以c型绝缘手套为例),见图2。根据热击穿理论分析,因为热击穿与环境温度有关,所以环境温度愈高,制品越不容易散热,击穿率越高。
2,3、击穿与试电时间的关系:
随着施加电压作用时间的增加,制品击穿率升高(以A型绝缘手套为例),见图3。这是因为施加电压足够强时,传导电子得到了可使晶格原子电离的能量,同时,由于制品内部发热t大于散热量,随着时间增加,温度将会升高使橡胶制品的绝缘特性完全丧失导致制品击穿。
2,4、击穿与连续试电次数的关系:
(l)绝缘制品在电性能测试过程中,如果连续试电若干次,它的击穿率就会逐渐增加(以c型绝缘手套试验为例),见图4。这是因为绝缘制品在冲击电压作用下的“累积效应”,即在冲击电压作用下绝缘制品的击穿电压随冲击电压作用次数的增加而下降。
(2)橡胶绝缘制品高压测试过程也是高压放电过程,在电场的作用下高压放电对环境中的氧气产生电离而产生臭氧,抽样不稳定且对绝缘橡胶表面氧化老化,使其表面产生龟裂,随着测试次数的增加龟裂裂纹越深,绝缘橡胶制品的绝缘强度下降,造成了重复试验击穿率提高。
2,5、击穿与制品内部杂质、气泡的关系:
在前几组试验中发生击穿的制品,部分由于制品内部存在杂质和气泡,在规定的i斑捡电压下,基本者险造成击穿而被剔除。对于含有杂质和气泡的不均匀绝缘制品而言,即使在均匀电场中,制品内部的电场分布也是很不均匀的,在不均匀的电场中,电极边缘处有局部放电产生而引起击穿电压下降,这种现象通常称为“边缘效应,,。因此,当制品内部存在杂质时,由于“边缘效应”会导致击穿电压下降;当有气泡存在时,介电系数8较小,气泡中的电场较强,而气泡本身的耐场强又较低,因而这些气泡总是先游离而发生局部放电,导致击穿电压下降。
3、结论:
对以上几组试验结果做了分析后,可以得出如下结论:橡胶绝缘制品的试电击穿率随环境温度的增加而升高,随试电时间的增加而升高,随连续试电次数的增加而升高;在一定范围内,制品的击穿电压随制品厚度的增加而升高,但升高程度比较低。
4、建议:
在设计生产橡胶绝缘制品时,应注意以下几点:
(l)精选材料,加强工艺管理,防止杂质混入胶料中。(2)根据需要,设计合适的制品厚度。
(3)精心设计半成品的制作工艺,保证制品内部的密度。
(4)选择合适的试电设备,尽量能使每个产品单独试电,以避免冲击电压“累积效应”的作用。