ASTM D149 电绝缘材料介电击穿强度试验仪

一、产品用途

击穿试验仪采用计算机控制，通过人机对话的方式，完成对绝缘介质材料的工频电压击穿，工频耐压试验。适用于固体绝缘材料（如：绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维、层压制品云母及其制品塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等）在工频电压下击穿电压，击穿强度和耐电压的测试。

二、基本介绍：

产品型号：BDJC-50KV

产品品牌：北京北广

控制方式：计算机控制

符合标准：GB/T1408、ASTM D149等

适用材料：橡胶、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃、漆膜、树脂、电线电缆、绝缘油等绝缘材料

测试项目：击穿电压测试、介电强度测试、电气强度测试、耐电压击穿强度测试等

试验电压：10KV 、20KV、50KV、100KV、150KV等

电压精度：≤1%-≤5%

适用材料：绝缘材料

升压速率：0.1KV/S-3KV/S

试验方式：交流/直流、耐压、击穿、梯度升压

控制系统：PLC控制升压

核心部件：采用进口配件

试验介质：绝缘油、空气

显示方式：曲线显示、数据打印

设备组成：主机、计算机、电极

电极规格：25mm、75mm、6mm

电器容量：3KVA、5KVA、10KVA

耐压时间：0-8H

安全保护：九级安全保护

质保日期：三年、终身维护。

培训方式：工程师上门培训安装

出据证书：514所、304所、科学研究院等单位均可

主机尺寸：700*800*1300mm、1900*1300*1700mm

主机重量：100KG、200KG

三、引用标准：

GB1408-2006 绝缘材料电气强度试验方法

GB/T1695-2005 硫化橡胶工频电压击穿强度和耐电压强度试验

GB/T3333 电缆纸工频电压击穿试验方法

HG/T 3330绝缘漆漆膜击穿强度测定法

GB12656 电容器纸工频电压击穿试验方法

ASTM D149 固体电绝缘材料在工业电源频率下的介电击穿电压和介电强度的试验方法.

IEC 60243-1 绝缘材料电气强度试验方法.

ASTM D149 电绝缘材料介电击穿强度试验仪

四、技术要求

01、输入电压： 交流 220 V

02、输出电压： 交流/直流 0--50 KV ;

03、电器容量：2KAV 3KAV 5KAV 10KVA

04、高压分级： 0-10KV 0--50KV 0--150KV

05、升压速率：0.01-5.0kv（随意）

06、试验方式：交/直流试验：1、匀速升压 2、梯度升压 3、耐压试验

07、试验介质：空气

08、支持短时间内短路试验要求。

09、电压试验精度： ≤ 1％。

10、试验电压连续可调： 0--100 KV。

11、电流可采集到m*并且实现 实时采集。

12、出具*计量单位校准证书或出具客户计量单位的证书

13、电源：220v±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率

14、电流电压稳定度：外界电压波动10% （可选配我司配到电压保护器 额定波动电压30%）

15、升压装置：采用*无触点原件匀速升压淘汰前款机械调压

16、耐压时间：0-7H保持相对电压（软件设定）

17、击穿试样：试样击穿点 大小可调一般为1-5mm左右

18、安装灵敏度较高的过电流保护装置保证试样击穿时在0.05S内切断电源。

19、仪器配备*故障报警系统避免用户操作故障仪器发生危险。

五、保护功能

具有完善的安全防护措施：

电路保护控制：跳闸后电压自动回零

• 超压保护
• 试验过流保护
• 试验短路保护
• 安全试验门保护
• 软件误操作保护
• 零电压复位保护
• 试验漏电保护
• 独立接地保护
• 试验结束放电保护
• 设备故障报警保护

六、电极：

电极规格：满足GB/T 1408.1-2006标准要求（材质为黄铜）

1、片材电极 ￠25mm 两个 片材电极 ￠75mm一个 （标配）

2、漆包线电极 两个（选配）

3、管用电极 两个（选配）

如何选择合适的测试电极：

测试电极的规格有很多，针对不同材料和规格选择不同的电极尺寸，具体根据材料测试所要求的测试标准，如果标准里没有特殊要求，通常测试板材类的材料时使用zui多的测试电极是等径和不等径电极。

七、仪器选型：

在材料的标准要求里或者测试报告中，对材料的耐压等级通常用介电强度来表示，即KV/mm,击穿电压和介电强度的关系可以用如下公式表示：

击穿电压值（KV）

介电强度（KV/mm）=-------------------------------

试样厚度（mm）

由如上公式可以得出结论,选择多大量程的测试仪器,取决于试样的厚度,即:

击穿电压值(KV)=介电强度(KV/mm)* 试样厚度（mm）

由此公式所得出的击穿电压值是按照试样厚度测试时的有效电压值，所以得出击穿电压值后，在此电压值得基础上适当加宽些量程范围比较合理，建议计算出击穿电压值后增加10KV—20KV

八、同等电压量程不同功率的电压击穿试验仪的区别：

A：在测试规程和测试标准中，zui常用的测试数据是击穿电压值，而对仪器的输出电流没有要求时，可以不用考虑设备的容量值，只关注设备的量程即可，对测试数据没有影响

B：在有些测试标准或测试要求中，必须要求仪器满足zui大输出电流是多少，对此在选择仪器量程的同时，需要关注变压器的容量值（即功率KVA）

C：输出电流、电压值及功率之间的关系用如下公式表示：

变压器容量（KVA）

输出电流（MA）=----------------------------------------------

电压量程（KV）

九、整机组成

1、升压部件：由调压器和高压变压器组成0～50KV的升压部分。

2、动部件：由步进电机均匀调节调压器使加给高压变压器的电压变化。

3、检测部件：由集成电路组成的测量电路。通过信号线把检测的模拟信号和开关信号传给计算机。

4、计算机软件：通过智能电路把由检测设备采集的测控信号传给计算机。计算机根据采集的信息控制设备运行并处理试验结果。

5、试验电极：根据国家标准(1408.1-2006)随设备提供三个电极，具体规格为：Ф25mm×25mm两个；Ф75mm×25mm一个。

Ф25mm×25mm两个；Ф75mm×25mm一个。

十、操作步骤：

1、试验前的准备：

1）打开试验机右侧的总电源开关,预热15分钟。

2）打开计算机进入Windows系统。双击本仪器软件的快捷图标打开试验登录界面输入登录密码即可进入试验界面。

1）本仪器高压输出为交流电压。

2）前面板直流交流选择按钮。

3）试验的交直流电压切换，主要取决于高压绝缘塔中的短路杆是否取出。

4）在直流试验时，计算机也要选择直流状态，否则测的结果是不正确的。

十一、测试报告内容：

1、试验单位：对材料进行试验检测的单位名称。

2、送试单位：送材料检测的单位名称。

3、试验方式：选择进行“交流试验”或“直流试验”。

4、试验方法：可进行“击穿”，“耐压”，“梯度耐压”试验。

5、试验人员：输入检测人员姓名。

6、试验温度：输入试验温度。

7、试验湿度：输入试验湿度。

8、设备型号：显示机器型号，此处不可变。

9、执行标准：选择所使用的标准。

10、试验介质：选择试验介质，或可以自己编辑写入。

11、升压速度：选择升压的速度，控制在试验过程中升压的快慢。

12、梯度电压：用于梯度耐压试验，设置每次升压的梯度值。

13、梯度时间：用于梯度耐压试验，设置在相应梯度的耐压时间。

14、终止电压：设置在试验过程中电压的上限值。

15、试样制备：设置试样的制备信息。

16、材料名称：设置试验材料的名称。

17、试验时间：选择试验时期，或写入试验日期和时间。

18、报告编号：设置报告编号信息。

19、试样编号：设置试样编号信息，试验样品的规格编码及编号。

20、试样厚度：输入试样厚度，用于计算试验强度，必须输入。

21、应 用：确认此界面所做设置。

22、退 出：返回主界面，设置无效。

23、电极形状：输入电极形状。

24、电极尺寸：输入电极尺寸。

25、试样形状：设置试样形状。

26、试样尺寸：输入试样的尺寸。

27、使用量程：选择使用量程，分为10KV、20kV、30kv、50kv、100kv。

28、峰降电压：用于判断材料是否击穿，必须输入项。

29、初始电压：用于耐压和梯度耐压试验，在试验开始时将电压升到的位置。

十二、安全说明

试验在较高电压下进行，所以我们在设计时加以必要的保护措施以防止发生意外。

1．试验在试验箱中进行，试样可放在空气中或变压器油中。50KV电压头安全放电距离对四周均小于200mm，试验时即使触到箱壁也不会发生危险。

2．电路保护：仪器设有过流保护、过压保护、失压保护、短路保护、漏电保护电路等。

3．升压变压器高压侧尾端及仪器外壳是连接在一起的，即仪器外壳与该地点的地是等电位。

十三、产品特性：

1.高压设备电压采集对采集系统的要求比较高，我公司电压击穿试验仪控制部分采用 德国西门子PLC控制，具有很强的抗干扰能力，采用光电隔离数据线和电脑通讯，使得在击穿的瞬间保证设备和电脑的安全运行。

2.德国西门子PLC采集速率为1MS,击穿响应判定时间为1MS,响应时间快。

3.电压采集采用日本松野的电压传感器，数据准确，安全可靠。

4.电流采集采用日本松野的电流传感器，数据准确，安全可靠。

5.本设备的判停方式有两种：电压判停、电流判停。

6.升压速率不分档，可以由用户自由设定。

十四、产品优势：

西门子cpu中央单元处理器是目前采集精度高稳定的采集系统

（*淘汰了初的51单片机控制采集精度差干扰信号多 和 PLC电缆较长，尤其是DA 模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降幅，影响了系统的稳定性和可靠性CPU 广泛用于中国通讯设备服务器）无线蓝牙控制拜托距离困扰人机分离使用更加方便。（摆脱了长长的数据线导致的信号传播慢 命令延时的困扰也正因为无线蓝牙使我们的仪器拥有支持更多的电脑同时操作等特点）。

※仪器故障自动报警系统是操作人员安全更加有保障※

（当线路有故障时仪器会自动报警更大保护人员安全 此报警系统属于故障报警和试验放电报警、软件报警无关）配备网络端口共享功能让更多人员操作试验试验结果存储办公电脑使报告更加清晰简单。

操作界面：细心的用户能从实验软件图上看到 电流实时采集于其他厂家不同是我司电击穿仪器精度可以采集实时电流并且绘制曲线其他厂家因为采集精度差无法实现电流绘制曲线采集

控制功能

1.该设备试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比。

2.可对试验数据进行编辑修改，灵活适用;

3.试验条件及测试结果等数据可自动存储;

4.试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同要求。

5.可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定。

6.试验结果数据可导入EXECL。

7. 软件设备人员管理功能，在试验人员可设置自己的试验项目和试验参数，设置自己的试验内容后别人无法进入等功能。

十五、仪器计量：

仪器出厂计量：数字高压表

第三方计量：514所、304所、科学研究院等计量机构

十六、 如何选择合适的测试电极：

测试电极的规格有很多，针对不同材料和规格选择不同的电极尺寸，具体根据材料测试所要求的测试标准，如果标准里没有特殊要求，通常测试板材类的材料时使用多的测试电极是等径和不等径电极。

5、 在空气中和在油中做电压击穿试验有什么区别：

A：测试介质空气—是指把被测试样和电极放置在空气中做耐压和击穿实验

B；测试介质油----是指把被测试样和电极*放置在油中做耐压和击穿实验，通常使用25#变压器油做试验介质

C：无论在空气中还是在油中做实验对测试数据没有影响，如果被测样品没有特殊要求通常默认在空气中做实验，有两种情况需要在油中做实验，一是标准里有规定，必须在油中做实验，二是在空气中做实验时，被测试样出现爬电、释放电火花而导致无法击穿时必须放置在油中做实验

6、 电压击穿试验方式-匀速升压、梯度升压和耐压试验之间的区别：

可以用如下升压曲线图来表示

十七、本文用100kv的电压击穿试验仪举例说明

工控摘要：电压击穿试验仪由四部分组成，即高压试验变压器，自动升压装置，电压电流采集装置，计算机及测控软件四部分组成，下面就这四个部分分别说明原理及使用情况。
　　☆1、高压试验变压器的原理高压试验变压器的内部结构为三个绕组组成，一个输入绕组，一个仪表端输出绕组和一个高压输出绕组，三个绕组电压通过互感方式传递，输入绕组的电压范围为0-200V，输出绕组的电压范围为0-100KV（交流电压，直流电压为输出的交流电压*1.414），仪表端的输出电压为0-100V。此绕组一般为外接测量电压使用。击穿试验或者耐压试验中，通过自动调压器供给高压变压器输入绕组一个从低到高的电压时，高压绕组和仪表端绕组就会根据匝数比输出一个试验电压和一个测量电压，此时通过高压发生器输出的电压通过高压导线连接的黄铜电极施加到材料表面，在材料表面的另外一侧的黄铜电极通过高压导线回流到高压试验变压器的零端子，从而形成一个闭合回路，当试样没有被击穿时候，整个回路成高阻开路状态，当材料由于耐受电压不够造成击穿时候，会在材料表面形成微小击穿孔洞，高压电极和地电极间形成稳定击穿电流，计算机通过判别电流值和击穿后的试验电压拐点来判定材料是否被击穿。
　　电压采集是通过高压变压器的仪表输出端的输出电压经过传感电路送至计算机软件，电流测量方式是通过电流传感器直接测量高压回路的电流值来得到准确数据。
　　☆2：自动升压装置：自动升压装置是在自耦调压器的基础上，加上伺服电机及驱动器，通过计算机发出升压速率指令，让伺服电机带动自耦变压器转动，从而产生一个0-200V的电压给高压变压器的输入端。
　　☆3：电压电流采集装置：
　　本厂生产的电压电流采集卡可以同时采集从变压器仪表端采集下来的电压值和从高压回路当中采集下来的电流值，并通过232通讯的方式传送给计算机软件。
　　☆4：计算机内部有数据采集系统（软件），工作时以很高的频率采集电压值，电流值，时间值，和升压速率值，
　　并随时根据击穿电流的变化和电压的变化来判断试样是否被击穿。
　　☆5：计算机软件会把这些数据采集及动作控制*自动化，外接的打印机会根据软件设置参数和实际测量数据打印出一份完整试验过程的报告单。
　　
　　☆6：交流变直流的原理在高压变压器高压输出绕组侧，有一个全波整流的高压硅堆，在高压发生器的顶端头部有个黄铜的短路杆，可拔出取下，当短路杆不拔出时，高压硅堆输出被短接，此时输出的是交流电压，当短路杆被拔出时，交流输出电压进入高压硅堆整流后输出。
　　☆7：高压仪表端的作用：高压仪表端的作用是方便二次仪表的采集，由于二次仪表的耐压等级都不够在直接高压回路上检测，所以高压发生器本身自带的仪表端就是方便测量而设置的，由于仪表端绕组和高压绕组都是硬性匝数比，所以按比例测量的精度和直接在高压线上采集的精度是一样的。
　　☆8：能不能做额定电压下的输出电流试验例如想输出一个300MA的10万伏的电压，那么需要高压发生器的容量为10KVA，在此容量下，加载一个大功率限流电阻，高压发生器可以连续耐受1.5小时。
　　☆9：直流输出电流和交流输出电流是否一样由于高压绕组只有一个，直流是通过内置的高压硅堆整流而得到所以，直流试验的电流输出值和交流试验的输出值是一样的。
　　本技术答疑适用于本公司生产的1万伏，2万伏，3万伏，5万伏，10万伏，15万伏，20万伏等系列电压击穿试验仪