电气绝缘测试技术9

1、电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 第四章第四章 介电强度试验介电强度试验电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 第一节第一节 概概 述述一、定义一、定义1、电气击穿、电气击穿：绝缘材料或结构，在电场作用下瞬间失去绝缘特性，造成电极：绝缘材料或结构，在电场作用下瞬间失去绝缘特性，造成电极 间短路。间短路。(试样上有贯穿的小孔，裂纹以及碳化的痕迹试样上有贯穿的小孔，裂纹以及碳化的痕迹)YJV22 10KV 3*120 电缆线芯击穿后打开线芯电缆线芯击穿后打开线芯电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 击穿处削去外屏，打压定位时电压较高，已烧出一个洞。击穿处削去外屏，打压定位时电压较高，已烧出一个洞。电气绝缘测

2、试技术电气绝缘测试技术 进一步削开查看进一步削开查看电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 2、在试验中或在使用中，绝缘材料或结构发生击穿时所施加的电压，称为、在试验中或在使用中，绝缘材料或结构发生击穿时所施加的电压，称为击击 穿电压穿电压；击穿点的场强称为；击穿点的场强称为击穿场强击穿场强。3、绝缘材料的、绝缘材料的介电强度介电强度是指材料能承受而不致遭到破坏的最高电场场强。是指材料能承受而不致遭到破坏的最高电场场强。对于平板试样对于平板试样U BdEB 式中：式中：EB击穿场强击穿场强(MV/m或或kV/mm) UB在规定试验条件下，电极间击穿电压在规定试验条件下，电极间击穿电压(MV或或kV)

3、 d两电极间击穿部位的距离，即试样在击穿部位的两电极间击穿部位的距离，即试样在击穿部位的 厚度厚度(m或或mm)电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 4、在气体或液体中，电、在气体或液体中，电 极之间发生放电，当极之间发生放电，当 放电至少有一部分沿放电至少有一部分沿 着固体材料表面时，着固体材料表面时， 称为称为闪络闪络。通常试样。通常试样 表面闪络后，还可以表面闪络后，还可以 恢复绝缘特性。闪络恢复绝缘特性。闪络 时试样上施加的电压时试样上施加的电压 称为称为闪络电压闪络电压。发出弧光发出弧光电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 说明：说明：(1)闪络电压比空气间隙的击穿电压要低得多。闪络电压比空

4、气间隙的击穿电压要低得多。 (2)容易吸湿、介质表面粗糙、介质与电极非紧密接触的固体沿面的闪容易吸湿、介质表面粗糙、介质与电极非紧密接触的固体沿面的闪 络电压降低。络电压降低。0 2 4 6 8 10 d/cmU/ kV120804043211空气间隙击穿空气间隙击穿2石蜡石蜡3电瓷电瓷4与电板接触不紧密的电瓷与电板接触不紧密的电瓷图图4-1 均匀电场中不同介质的闪络电压均匀电场中不同介质的闪络电压石蜡表面不易吸水，而电瓷表面吸石蜡表面不易吸水，而电瓷表面吸附水的能力大，固体介质表面吸附附水的能力大，固体介质表面吸附水分形成水膜时，水膜中离子在电水分形成水膜时，水膜中离子在电场作用下向电极移动

5、，会使沿面电场作用下向电极移动，会使沿面电压分布不均匀，而使闪络电压降低；压分布不均匀，而使闪络电压降低；固体介质与电极间存在气隙时，由固体介质与电极间存在气隙时，由于气体介质的介电常数比固体介质于气体介质的介电常数比固体介质低，气隙中的场强比平均场强高得低，气隙中的场强比平均场强高得多，因此气隙中将发生局部放电。多，因此气隙中将发生局部放电。气隙放电产生的带电质点到达固体气隙放电产生的带电质点到达固体介质与气体的交界面时，畸变电场，介质与气体的交界面时，畸变电场，使闪络电压明显降低。使闪络电压明显降低。电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 试样击穿或闪络时，试样上的电压突然降落，通过试样的电流突

6、然增大，有试样击穿或闪络时，试样上的电压突然降落，通过试样的电流突然增大，有 时会发出光或声。最终判断是否击穿，还要观察是否在试样上有贯穿的时会发出光或声。最终判断是否击穿，还要观察是否在试样上有贯穿的小小 孔、裂纹以及碳化的痕迹孔、裂纹以及碳化的痕迹等。等。二、介电强度试验二、介电强度试验介电强度试验分为两种类型，即介电强度试验分为两种类型，即击穿试验击穿试验和和耐电压试验耐电压试验。击穿试验击穿试验是在一定的试验条件下，升高电压直到试验发生击穿为止，测得击是在一定的试验条件下，升高电压直到试验发生击穿为止，测得击穿场强或击穿电压。穿场强或击穿电压。耐电压试验耐电压试验是在一定试验条件下，对

7、试样施加一定的电压，经历一定时间，若是在一定试验条件下，对试样施加一定的电压，经历一定时间，若在此时间内试样不发生击穿，即认为试样是合格的。在此时间内试样不发生击穿，即认为试样是合格的。电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 三、影响介电强度的因素三、影响介电强度的因素1、电压波形、电压波形 工频交流电压工频交流电压下的击穿场强比直流和冲击电压下的下的击穿场强比直流和冲击电压下的低低得多。得多。2、电压作用时间、电压作用时间0.5 1 5 10 50 100 500 1000电压作用时间电压作用时间/s/(kV/mm)击穿场强击穿场强700600500400300200图图4-2 PE的击穿强度与电

8、压作用时间的关系的击穿强度与电压作用时间的关系随着加压时间的增长，击穿电压明显下降；随着加压时间的增长，击穿电压明显下降；t几秒时，击穿电压随电压作用几秒时，击穿电压随电压作用时间增长而明显下降；时间增长而明显下降；几微妙几微妙t几秒时，击穿电压变化不大。几秒时，击穿电压变化不大。电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 3、电场的均匀性及电压的极性、电场的均匀性及电压的极性(1) 电场不均匀电场不均匀，会出现局部放电，扩展到试样击穿，所测得的，会出现局部放电，扩展到试样击穿，所测得的击穿电压降击穿电压降低。低。(2)针尖对平板电极系统中，当针尖对平板电极系统中，当针尖电极为正极性针尖电极为正极性时，

9、时，击穿电压击穿电压要比针尖电要比针尖电极为负极时极为负极时低低，这是由于空间电荷的改变了电极间介质中的电场分布，从而，这是由于空间电荷的改变了电极间介质中的电场分布，从而影响了击穿电压。影响了击穿电压。4、试样厚度与不均匀性、试样厚度与不均匀性试样厚度增加试样厚度增加，电极边缘电场就，电极边缘电场就更不均匀，试样内部的热量更不更不均匀，试样内部的热量更不容易散发，试样内部含有缺陷的容易散发，试样内部含有缺陷的机率增大，使机率增大，使击穿场强下降击穿场强下降。薄膜试样，薄膜试样，厚度减小厚度减小，电子碰撞，电子碰撞电离的机率就减小，使电离的机率就减小，使击穿场强击穿场强提高提高。5 10 15

10、 20 25厚度厚度/m/(kV/mm)击穿场强击穿场强40302010图图4-3绝缘纸的击穿场强与厚度的关系绝缘纸的击穿场强与厚度的关系电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 5、环境条件、环境条件(1)温度升高，击穿场强下降温度升高，击穿场强下降；(2)湿度增大，击穿场强下降湿度增大，击穿场强下降；(3)气压气压气体，气体，气压增高，击穿场强会升高；气压增高，击穿场强会升高； 接近真空时，击穿场强升高接近真空时，击穿场强升高。0.1 1 10 100 1000气压气压*电极距离电极距离/Pamm/kV击穿电压击穿电压1010.1图图4-4 巴申曲线图巴申曲线图电气绝缘测试技术电气绝缘测试技术 第二节第二节 试样和电极试样和电极一、一、 均匀电场下击穿试验用的试样和电极均匀电场下击穿试验用的试样和电极a)a)板材板材b)b)薄膜薄膜图图4-5 均匀电场下击穿试验用的试验与电极均匀电场下击穿试验用的试验与电极凹腔部分全部图上金属导体作为电极，使试样击穿发生在最薄处。凹腔部分全部图上金属导体作为电极，使试样击穿发生在最薄处。在最薄处的厚度在最薄处的厚度要不大于试样厚度的要不大于试样厚度的1/5，球电极的半径，球电极的半径r 要比要比大大20倍。倍。电气绝