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關於介電強度和耐電壓的測試及影響因素

釋出時間₪╃:2022-11-22      點選次數₪╃:204

介電強度的測試₪╃:

大多數高分子材料在一定電壓範圍內是絕緣體··,但是隨著施加電壓的升高··,效能會逐漸下降╃✘✘↟。電壓升到一定值時變成區域性導電··,此時稱為材料的擊穿╃✘✘↟。

定義:介電強度₪╃:試樣擊穿時,單位厚度承受的擊穿電壓值··,單位為kv/mmMv/m╃✘✘↟。有時也稱為電氣強度或擊穿強度╃✘✘↟。通常介電強度越高,材料的絕緣質量越好₪╃:EbUb/h.

Eb表徵了材料所能承受的最大電場強度··,是高聚物絕緣材料的一項重要指標╃✘✘↟。聚合物絕緣材料的 Eb 一般為107V/cm左右╃✘✘↟。 耐電壓₪╃:在規定的試驗條件下,對試驗施加規定的電壓及時間,試樣不被擊穿所能承受的最高電壓╃✘✘↟。

塑膠的電擊穿機理₪╃:

問題複雜---介電擊穿機理可分為本徵擊穿(電擊穿)╃☁│·、熱擊穿╃☁│·、化學擊穿╃☁│·、放電擊穿等··,往往是多種機理綜合發生╃✘✘↟。通常把不隨溫度變化的擊穿稱為電擊穿··,把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿╃✘✘↟。

熱擊穿₪╃:外部表現是介電強度隨溫度升高而迅速下降;與電壓作用的長短有關;與電場畸變及周圍介質的電效能關係不大;擊穿點多發生在電極內部╃✘✘↟。

介質在電場中產生的熱量大於它能散發的熱量.使其內部溫度不斷升高╃✘✘↟。溫度升高導致其電阻下降··,流經試樣電流增大.產生的熱量更多··,如此迴圈不已··,致使介質轉變為另一種聚集態··,失去耐電壓能力,材料被破壞╃✘✘↟。

電擊穿₪╃:特點是介電強度受溫度的影響不大;電作用時間對結果無影響;與周圍介質的電效能有關;擊穿點常常出現在電極邊緣其至電極以外╃✘✘↟。

在固體介質中··,總有一些自由電子存在,它們在外電場作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離··,在這種作用繼續下造成材料擊穿.

一般來說··,工作溫度高散熱條件差··,介質電導及損耗大的材料.發生熱擊穿的機率高╃✘✘↟。

介電強度實驗採用的基本裝置是一個可調變壓器和一對電極╃✘✘↟。試驗中使用的試樣厚度為1.59mm.實驗方法有兩種 (參見GB/T1408-2016 ):短時法··,將電壓以平均速度率逐漸增加到材料發生介電破壞;低速升壓法··,是將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓··,然後以均勻速度率增加電壓直到發生擊穿╃✘✘↟。

介電強度測試的影響因素₪╃:電壓波形及電壓作用時間影響  

材料在電場作用下··,單位時間產生的熱量為QF介質散發出去的熱量為Qs··,當QF略大時就產生熱不平衡··,進而介質溫度升高,最後發生擊穿╃✘✘↟。因此, 可根據極限條件QFQS來求得熱擊穿電壓VB₪╃:

當電壓頻率增加時值要下降··,當波形失真大時··,—般都會有高次諧波出現··,這樣會使VB降低··,因此必須限制這個量╃✘✘↟。作用時間的影響₪╃:多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時間增加而下降.

處於熱擊穿形式的試樣··,基本上隨升壓速度的提高擊穿強度也增大╃✘✘↟。因此··,一般規定試樣擊穿電壓低於20kv時升壓速度為1.0kv/s;大於或等於20kv時升壓速度為2.0kv/s╃✘✘↟。 溫度的影響₪╃:試樣厚度對介電強度的影響 溼度影響₪╃:因水分浸入材料而導致其電阻降低··,必然降低擊穿電壓VB值╃✘✘↟。如有機矽玻璃布板╃✘✘↟。常態下E18kvmm··,受潮後E12kVmm╃✘✘↟。 電極倒角的影響₪╃:電極邊緣處電場強度遠遠高於內部,但邊緣效應極難消除╃✘✘↟。為避免電極邊緣成一直角,需採用一定倒角r ╃✘✘↟。國家標準中規定r2.50mm╃✘✘↟。 媒質電效能影響₪╃:

高壓擊穿試驗往往把樣品放在一定媒質(如變壓器油)中.其目的為縮小試樣尺寸防止飛弧╃✘✘↟。但媒質本身的電效能對屬於電擊穿為主的材料有明顯影響··,而以熱擊穿為主的材料影響極小.故標準中對要求油的擊穿電壓 VB=25kv/2.5mm.

Pvc電纜料及酚醛模塑膠擊穿點在電極邊緣··,當油髒時在試樣邊緣處有很明顯的集聚物的痕跡··,而在淨油中沒有╃✘✘↟。

對於酚醛層壓板擊穿點在電極內部··,以熱擊穿為主╃✘✘↟。油的效能對該材料沒什麼影響

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