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交流短時擊穿電壓的測置介紹
閱讀：1055發布時間：2023-11-17
交流短時擊穿電壓的測置：
測量短時擊穿電壓時，用不同方法得到的結果是不能直接相比的，大多數絕緣材料的電氣強度隨著電極間試樣厚度的增加而減小，也隨電壓施加時間的增加而減小，為了保證實驗數據的可比性，試樣的厚度誤差不超過0.02mm。根據國家標準，測試的擊穿電壓應將實驗電壓由零開始以均勻的速度升高直至擊穿發生。選擇升壓速度時，應使大多數擊穿發生在（10-20s）之間，本實驗選用2kv/s的升壓速度。另外，絕緣材料的電氣強度隨溫度和水份含量而變化，因此本實驗中，試樣應在溫度為（25±2）℃，相對濕度為（50±5）%條件下測試。
環氧樹脂是熱固性材料，根據國家標準，將試樣做成直徑60mm、厚1mm的圓片，采用兩個直徑為20mm的球形電極，緊密夾持在兩個球形電極之間，測試裝置如下圖所示。為了防止閃絡，整個試樣浸泡在變壓器油中進行測試。實驗時，剔除實驗結果偏離中值15%以上的樣品，對10個樣品進行測試。
交流短時擊穿電壓測試裝置如上圖所示，裝置用環氧板和尼農螺栓組裝，測試時整個裝置浸泡在變壓器油中，防止沿面閃絡對實驗結果的影響。
采用固體絕緣的電工產品，如塑料電纜、電機、纏繞套管、澆鑄變壓器等，會由于氣體殘留、熱脹冷縮等原因，在絕緣結構中形成氣隙，這些氣隙在電場作用下就會產生局部放電ａ由分析可知同一工頻電場中，電場強度與介電常數成反比，由于介質的介電常數都較空氣髙，使得氣隙中的場強很高，而且氣隙的擊穿強度比電介質低。在外加電場作用下，氣隙會被更早擊穿，而周圍的電介質沒有被擊穿，電極之間不存在貫穿性的導電通道，這種局部擊穿的現象叫放電。周部放電起始電壓與很多因素有關，除了介質特性和氣泡狀態之外，還與施加電壓的幅值、波形、作用時間，以及環境條件等有關：
（1）電壓幅值
隨著電壓升高，放電：量和放電次數一般都趨向于增加，這是由于隨著電壓升高，更多更大的氣泡開始放電，即使是單個氣泡，在較低電壓下，Ｋ是氣泡中很小的部分面積出現放電，隨著電壓升髙，放電的面積增大。另外，在表面放電中，隨著電壓升高，放電沿表面擴展，即放電的面積増大，放電的部位增多。
（2）電壓的波形和頻率
當工頻交流電壓中含有高次諧波時，會使正弦波的頂部變為尖頂或平頂。當畸變為尖頂波時，其幅值增大，于是放電起始電壓降低，放電量和放電次數都有明顯增加。若畸變為平頂波，只有當高次諧波分量較大時，由于峰值被拉寬，放電次數有較明顯增加，放電量賂有增加，起始點壓略有升高，提高電壓頻率，將明顯增大放電重復率，但只要測試系統有足夠的分辨能力，對于測得的放電量不會有明顯影響。
（3）電壓作用時間
氣體放電具有一定的隨機性，電壓作用的長短對氣體放電有一定的影響，一般情況下升壓速度快則測得的局部放電起始電壓偏大，升壓速度慢則測得的局部放電起始電壓偏小，所以在測試時應規定實驗升壓速率。本實驗中裉據國標，選擇的是0.5kv/s的升壓速率。當電壓的作用時間較長時，一方面可能會產生沿面放電，另一方面試樣中氣隙中氣體的氣壓、氣體的組成成分都可能發生變化，從而使測得的局部放電起始電壓不一致。
（4）環境條件
環境的溫度、濕度、氣壓都會對局部放電產生影響。溫度升高，氣泡中的壓力增大，液體的吸氣性能改善，這將有利于減弱局部放電。另一方面溫度高會加速高聚物分解，會發低分子物質，這又可能加劇局部放電的發展。濕度對表面放電有很大影響，當表面濕度較大時，表面電導增大，嚴重時會發展成沿面閃絡，從而改變試樣所加的電場分布，影響局部放電測量結果。《大氣壓力對局部放電測試結果也有一定的影響，在氣壓低的場合，往往更容易發生局部放電。
考慮上述影響因素，確定本次實驗的實驗條件。局放起始電壓測試時，保持樣品表面千燥清潔，將樣品浸在變壓器油中，以防止電暈放電和沿面閃絡放電對試樣結果的影響。同時，采用必要的屏蔽措施，減少外界信號對實驗的干擾，使背景噪聲降到實驗規定水平以下。實驗采用0.5kv/s的升壓速度，當放電量到達5PC時（測試背景為2-3PC），則認為發生了局部放電。
擊穿電壓測試裝置如上圖所示，試樣由絕緣支座支撐在變壓器油中，測試時確保高壓端、低壓端無明顯。
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