ASTM D149 電絕緣材料介電擊穿強度試驗儀

一、產(chǎn)品用途

擊穿試驗儀采用計算機控制，通過人機對話的方式，完成對絕緣介質(zhì)材料的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。適用于固體絕緣材料（如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維、層壓制品云母及其制品塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等）在工頻電壓下?lián)舸╇妷?，擊穿強度和耐電壓的測試。

二、基本介紹：

產(chǎn)品型號：BDJC-50KV

產(chǎn)品品牌：北京北廣

控制方式：計算機控制

符合標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1408、ASTM D149等

適用材料：橡膠、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃、漆膜、樹脂、電線電纜、絕緣油等絕緣材料

測試項目：擊穿電壓測試、介電強度測試、電氣強度測試、耐電壓擊穿強度測試等

試驗電壓：10KV 、20KV、50KV、100KV、150KV等

電壓精度：≤1%-≤5%

適用材料：絕緣材料

升壓速率：0.1KV/S-3KV/S

試驗方式：交流/直流、耐壓、擊穿、梯度升壓

控制系統(tǒng)：PLC控制升壓

核心部件：采用進口配件

試驗介質(zhì)：絕緣油、空氣

顯示方式：曲線顯示、數(shù)據(jù)打印

設(shè)備組成：主機、計算機、電極

電極規(guī)格：25mm、75mm、6mm

電器容量：3KVA、5KVA、10KVA

耐壓時間：0-8H

安全保護：九級安全保護

質(zhì)保日期：三年、終身維護。

培訓(xùn)方式：工程師上門培訓(xùn)安裝

出據(jù)證書：514所、304所、科學(xué)研究院等單位均可

主機尺寸：700*800*1300mm、1900*1300*1700mm

主機重量：100KG、200KG

三、引用標(biāo)準(zhǔn)：

GB1408-2006 絕緣材料電氣強度試驗方法

GB/T1695-2005 硫化橡膠工頻電壓擊穿強度和耐電壓強度試驗

GB/T3333 電纜紙工頻電壓擊穿試驗方法

HG/T 3330絕緣漆漆膜擊穿強度測定法

GB12656 電容器紙工頻電壓擊穿試驗方法

ASTM D149 固體電絕緣材料在工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法.

IEC 60243-1 絕緣材料電氣強度試驗方法.

ASTM D149 電絕緣材料介電擊穿強度試驗儀

四、技術(shù)要求

01、輸入電壓： 交流 220 V

02、輸出電壓： 交流/直流 0--50 KV ;

03、電器容量：2KAV 3KAV 5KAV 10KVA

04、高壓分級： 0-10KV 0--50KV 0--150KV

05、升壓速率：0.01-5.0kv（隨意）

06、試驗方式：交/直流試驗：1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗

07、試驗介質(zhì)：空氣

08、支持短時間內(nèi)短路試驗要求。

09、電壓試驗精度： ≤ 1％。

10、試驗電壓連續(xù)可調(diào)： 0--100 KV。

11、電流可采集到m*并且實現(xiàn) 實時采集。

12、出具*計量單位校準(zhǔn)證書或出具客戶計量單位的證書

13、電源：220v±10%的單相交流電壓和50Hz±1%的頻率

14、電流電壓穩(wěn)定度：外界電壓波動10% （可選配我司配到電壓保護器 額定波動電壓30%）

15、升壓裝置：采用*無觸點原件勻速升壓淘汰前款機械調(diào)壓

16、耐壓時間：0-7H保持相對電壓（軟件設(shè)定）

17、擊穿試樣：試樣擊穿點 大小可調(diào)一般為1-5mm左右

18、安裝靈敏度較高的過電流保護裝置保證試樣擊穿時在0.05S內(nèi)切斷電源。

19、儀器配備*故障報警系統(tǒng)避免用戶操作故障儀器發(fā)生危險。

五、保護功能

具有完善的安全防護措施：

電路保護控制：跳閘后電壓自動回零

• 超壓保護
• 試驗過流保護
• 試驗短路保護
• 安全試驗門保護
• 軟件誤操作保護
• 零電壓復(fù)位保護
• 試驗漏電保護
• 獨立接地保護
• 試驗結(jié)束放電保護
• 設(shè)備故障報警保護

六、電極：

電極規(guī)格：滿足GB/T 1408.1-2006標(biāo)準(zhǔn)要求（材質(zhì)為黃銅）

1、片材電極 ￠25mm 兩個 片材電極 ￠75mm一個 （標(biāo)配）

2、漆包線電極 兩個（選配）

3、管用電極 兩個（選配）

如何選擇合適的測試電極：

測試電極的規(guī)格有很多，針對不同材料和規(guī)格選擇不同的電極尺寸，具體根據(jù)材料測試所要求的測試標(biāo)準(zhǔn)，如果標(biāo)準(zhǔn)里沒有特殊要求，通常測試板材類的材料時使用zui多的測試電極是等徑和不等徑電極。

七、儀器選型：

在材料的標(biāo)準(zhǔn)要求里或者測試報告中，對材料的耐壓等級通常用介電強度來表示，即KV/mm,擊穿電壓和介電強度的關(guān)系可以用如下公式表示：

擊穿電壓值（KV）

介電強度（KV/mm）=-------------------------------

試樣厚度（mm）

由如上公式可以得出結(jié)論,選擇多大量程的測試儀器,取決于試樣的厚度,即:

擊穿電壓值(KV)=介電強度(KV/mm)* 試樣厚度（mm）

由此公式所得出的擊穿電壓值是按照試樣厚度測試時的有效電壓值，所以得出擊穿電壓值后，在此電壓值得基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬些量程范圍比較合理，建議計算出擊穿電壓值后增加10KV—20KV

八、同等電壓量程不同功率的電壓擊穿試驗儀的區(qū)別：

A：在測試規(guī)程和測試標(biāo)準(zhǔn)中，zui常用的測試數(shù)據(jù)是擊穿電壓值，而對儀器的輸出電流沒有要求時，可以不用考慮設(shè)備的容量值，只關(guān)注設(shè)備的量程即可，對測試數(shù)據(jù)沒有影響

B：在有些測試標(biāo)準(zhǔn)或測試要求中，必須要求儀器滿足zui大輸出電流是多少，對此在選擇儀器量程的同時，需要關(guān)注變壓器的容量值（即功率KVA）

C：輸出電流、電壓值及功率之間的關(guān)系用如下公式表示：

變壓器容量（KVA）

輸出電流（MA）=----------------------------------------------

電壓量程（KV）

九、整機組成

1、升壓部件：由調(diào)壓器和高壓變壓器組成0～50KV的升壓部分。

2、動部件：由步進電機均勻調(diào)節(jié)調(diào)壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號線把檢測的模擬信號和開關(guān)信號傳給計算機。

4、計算機軟件：通過智能電路把由檢測設(shè)備采集的測控信號傳給計算機。計算機根據(jù)采集的信息控制設(shè)備運行并處理試驗結(jié)果。

5、試驗電極：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(1408.1-2006)隨設(shè)備提供三個電極，具體規(guī)格為：Ф25mm×25mm兩個；Ф75mm×25mm一個。

Ф25mm×25mm兩個；Ф75mm×25mm一個。

十、操作步驟：

1、試驗前的準(zhǔn)備：

1）打開試驗機右側(cè)的總電源開關(guān),預(yù)熱15分鐘。

2）打開計算機進入Windows系統(tǒng)。雙擊本儀器軟件的快捷圖標(biāo)打開試驗登錄界面輸入登錄密碼即可進入試驗界面。

1）本儀器高壓輸出為交流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。

4）在直流試驗時，計算機也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結(jié)果是不正確的。

十一、測試報告內(nèi)容：

1、試驗單位：對材料進行試驗檢測的單位名稱。

2、送試單位：送材料檢測的單位名稱。

3、試驗方式：選擇進行“交流試驗”或“直流試驗”。

4、試驗方法：可進行“擊穿”，“耐壓”，“梯度耐壓”試驗。

5、試驗人員：輸入檢測人員姓名。

6、試驗溫度：輸入試驗溫度。

7、試驗濕度：輸入試驗濕度。

8、設(shè)備型號：顯示機器型號，此處不可變。

9、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：選擇所使用的標(biāo)準(zhǔn)。

10、試驗介質(zhì)：選擇試驗介質(zhì)，或可以自己編輯寫入。

11、升壓速度：選擇升壓的速度，控制在試驗過程中升壓的快慢。

12、梯度電壓：用于梯度耐壓試驗，設(shè)置每次升壓的梯度值。

13、梯度時間：用于梯度耐壓試驗，設(shè)置在相應(yīng)梯度的耐壓時間。

14、終止電壓：設(shè)置在試驗過程中電壓的上限值。

15、試樣制備：設(shè)置試樣的制備信息。

16、材料名稱：設(shè)置試驗材料的名稱。

17、試驗時間：選擇試驗時期，或?qū)懭朐囼炄掌诤蜁r間。

18、報告編號：設(shè)置報告編號信息。

19、試樣編號：設(shè)置試樣編號信息，試驗樣品的規(guī)格編碼及編號。

20、試樣厚度：輸入試樣厚度，用于計算試驗強度，必須輸入。

21、應(yīng) 用：確認(rèn)此界面所做設(shè)置。

22、退 出：返回主界面，設(shè)置無效。

23、電極形狀：輸入電極形狀。

24、電極尺寸：輸入電極尺寸。

25、試樣形狀：設(shè)置試樣形狀。

26、試樣尺寸：輸入試樣的尺寸。

27、使用量程：選擇使用量程，分為10KV、20kV、30kv、50kv、100kv。

28、峰降電壓：用于判斷材料是否擊穿，必須輸入項。

29、初始電壓：用于耐壓和梯度耐壓試驗，在試驗開始時將電壓升到的位置。

十二、安全說明

試驗在較高電壓下進行，所以我們在設(shè)計時加以必要的保護措施以防止發(fā)生意外。

1．試驗在試驗箱中進行，試樣可放在空氣中或變壓器油中。50KV電壓頭安全放電距離對四周均小于200mm，試驗時即使觸到箱壁也不會發(fā)生危險。

2．電路保護：儀器設(shè)有過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護電路等。

3．升壓變壓器高壓側(cè)尾端及儀器外殼是連接在一起的，即儀器外殼與該地點的地是等電位。

十三、產(chǎn)品特性：

1.高壓設(shè)備電壓采集對采集系統(tǒng)的要求比較高，我公司電壓擊穿試驗儀控制部分采用 德國西門子PLC控制，具有很強的抗干擾能力，采用光電隔離數(shù)據(jù)線和電腦通訊，使得在擊穿的瞬間保證設(shè)備和電腦的安全運行。

2.德國西門子PLC采集速率為1MS,擊穿響應(yīng)判定時間為1MS,響應(yīng)時間快。

3.電壓采集采用日本松野的電壓傳感器，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，安全可靠。

4.電流采集采用日本松野的電流傳感器，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，安全可靠。

5.本設(shè)備的判停方式有兩種：電壓判停、電流判停。

6.升壓速率不分檔，可以由用戶自由設(shè)定。

十四、產(chǎn)品優(yōu)勢：

西門子cpu中央單元處理器是目前采集精度高穩(wěn)定的采集系統(tǒng)

（*淘汰了初的51單片機控制采集精度差干擾信號多 和 PLC電纜較長，尤其是DA 模塊采用電壓信號輸出時，線路有較大的電壓降幅，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性CPU 廣泛用于中國通訊設(shè)備服務(wù)器）無線藍牙控制拜托距離困擾人機分離使用更加方便。（擺脫了長長的數(shù)據(jù)線導(dǎo)致的信號傳播慢 命令延時的困擾也正因為無線藍牙使我們的儀器擁有支持更多的電腦同時操作等特點）。

※儀器故障自動報警系統(tǒng)是操作人員安全更加有保障※

（當(dāng)線路有故障時儀器會自動報警更大保護人員安全 此報警系統(tǒng)屬于故障報警和試驗放電報警、軟件報警無關(guān)）配備網(wǎng)絡(luò)端口共享功能讓更多人員操作試驗試驗結(jié)果存儲辦公電腦使報告更加清晰簡單。

操作界面：細心的用戶能從實驗軟件圖上看到 電流實時采集于其他廠家不同是我司電擊穿儀器精度可以采集實時電流并且繪制曲線其他廠家因為采集精度差無法實現(xiàn)電流繪制曲線采集

控制功能

1.該設(shè)備試驗過程中可動態(tài)繪制出試驗曲線，試驗的曲線可以多種顏色疊加對比。

2.可對試驗數(shù)據(jù)進行編輯修改，靈活適用;

3.試驗條件及測試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動存儲;

4.試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同要求。

5.可對一組試驗中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進行人為選定。

6.試驗結(jié)果數(shù)據(jù)可導(dǎo)入EXECL。

7. 軟件設(shè)備人員管理功能，在試驗人員可設(shè)置自己的試驗項目和試驗參數(shù)，設(shè)置自己的試驗內(nèi)容后別人無法進入等功能。

十五、儀器計量：

儀器出廠計量：數(shù)字高壓表

第三方計量：514所、304所、科學(xué)研究院等計量機構(gòu)

十六、 如何選擇合適的測試電極：

測試電極的規(guī)格有很多，針對不同材料和規(guī)格選擇不同的電極尺寸，具體根據(jù)材料測試所要求的測試標(biāo)準(zhǔn)，如果標(biāo)準(zhǔn)里沒有特殊要求，通常測試板材類的材料時使用多的測試電極是等徑和不等徑電極。

5、 在空氣中和在油中做電壓擊穿試驗有什么區(qū)別：

A：測試介質(zhì)空氣—是指把被測試樣和電極放置在空氣中做耐壓和擊穿實驗

B；測試介質(zhì)油----是指把被測試樣和電極*放置在油中做耐壓和擊穿實驗，通常使用25#變壓器油做試驗介質(zhì)

C：無論在空氣中還是在油中做實驗對測試數(shù)據(jù)沒有影響，如果被測樣品沒有特殊要求通常默認(rèn)在空氣中做實驗，有兩種情況需要在油中做實驗，一是標(biāo)準(zhǔn)里有規(guī)定，必須在油中做實驗，二是在空氣中做實驗時，被測試樣出現(xiàn)爬電、釋放電火花而導(dǎo)致無法擊穿時必須放置在油中做實驗

6、 電壓擊穿試驗方式-勻速升壓、梯度升壓和耐壓試驗之間的區(qū)別：

可以用如下升壓曲線圖來表示

十七、本文用100kv的電壓擊穿試驗儀舉例說明

工控摘要：電壓擊穿試驗儀由四部分組成，即高壓試驗變壓器，自動升壓裝置，電壓電流采集裝置，計算機及測控軟件四部分組成，下面就這四個部分分別說明原理及使用情況。
　　☆1、高壓試驗變壓器的原理高壓試驗變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為三個繞組組成，一個輸入繞組，一個儀表端輸出繞組和一個高壓輸出繞組，三個繞組電壓通過互感方式傳遞，輸入繞組的電壓范圍為0-200V，輸出繞組的電壓范圍為0-100KV（交流電壓，直流電壓為輸出的交流電壓*1.414），儀表端的輸出電壓為0-100V。此繞組一般為外接測量電壓使用。擊穿試驗或者耐壓試驗中，通過自動調(diào)壓器供給高壓變壓器輸入繞組一個從低到高的電壓時，高壓繞組和儀表端繞組就會根據(jù)匝數(shù)比輸出一個試驗電壓和一個測量電壓，此時通過高壓發(fā)生器輸出的電壓通過高壓導(dǎo)線連接的黃銅電極施加到材料表面，在材料表面的另外一側(cè)的黃銅電極通過高壓導(dǎo)線回流到高壓試驗變壓器的零端子，從而形成一個閉合回路，當(dāng)試樣沒有被擊穿時候，整個回路成高阻開路狀態(tài)，當(dāng)材料由于耐受電壓不夠造成擊穿時候，會在材料表面形成微小擊穿孔洞，高壓電極和地電極間形成穩(wěn)定擊穿電流，計算機通過判別電流值和擊穿后的試驗電壓拐點來判定材料是否被擊穿。
　　電壓采集是通過高壓變壓器的儀表輸出端的輸出電壓經(jīng)過傳感電路送至計算機軟件，電流測量方式是通過電流傳感器直接測量高壓回路的電流值來得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
　　☆2：自動升壓裝置：自動升壓裝置是在自耦調(diào)壓器的基礎(chǔ)上，加上伺服電機及驅(qū)動器，通過計算機發(fā)出升壓速率指令，讓伺服電機帶動自耦變壓器轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生一個0-200V的電壓給高壓變壓器的輸入端。
　　☆3：電壓電流采集裝置：
　　本廠生產(chǎn)的電壓電流采集卡可以同時采集從變壓器儀表端采集下來的電壓值和從高壓回路當(dāng)中采集下來的電流值，并通過232通訊的方式傳送給計算機軟件。
　　☆4：計算機內(nèi)部有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（軟件），工作時以很高的頻率采集電壓值，電流值，時間值，和升壓速率值，
　　并隨時根據(jù)擊穿電流的變化和電壓的變化來判斷試樣是否被擊穿。
　　☆5：計算機軟件會把這些數(shù)據(jù)采集及動作控制*自動化，外接的打印機會根據(jù)軟件設(shè)置參數(shù)和實際測量數(shù)據(jù)打印出一份完整試驗過程的報告單。
　　
　　☆6：交流變直流的原理在高壓變壓器高壓輸出繞組側(cè)，有一個全波整流的高壓硅堆，在高壓發(fā)生器的頂端頭部有個黃銅的短路桿，可拔出取下，當(dāng)短路桿不拔出時，高壓硅堆輸出被短接，此時輸出的是交流電壓，當(dāng)短路桿被拔出時，交流輸出電壓進入高壓硅堆整流后輸出。
　　☆7：高壓儀表端的作用：高壓儀表端的作用是方便二次儀表的采集，由于二次儀表的耐壓等級都不夠在直接高壓回路上檢測，所以高壓發(fā)生器本身自帶的儀表端就是方便測量而設(shè)置的，由于儀表端繞組和高壓繞組都是硬性匝數(shù)比，所以按比例測量的精度和直接在高壓線上采集的精度是一樣的。
　　☆8：能不能做額定電壓下的輸出電流試驗例如想輸出一個300MA的10萬伏的電壓，那么需要高壓發(fā)生器的容量為10KVA，在此容量下，加載一個大功率限流電阻，高壓發(fā)生器可以連續(xù)耐受1.5小時。
　　☆9：直流輸出電流和交流輸出電流是否一樣由于高壓繞組只有一個，直流是通過內(nèi)置的高壓硅堆整流而得到所以，直流試驗的電流輸出值和交流試驗的輸出值是一樣的。
　　本技術(shù)答疑適用于本公司生產(chǎn)的1萬伏，2萬伏，3萬伏，5萬伏，10萬伏，15萬伏，20萬伏等系列電壓擊穿試驗儀