交流短时击穿电压的测置介绍
时间:2023-11-17 阅读:849
交流短时击穿电压的测置:
测量短时击穿电压时,用不同方法得到的结果是不能直接相比的,大多数绝缘材料的电气强度随着电极间试样厚度的增加而减小,也随电压施加时间的增加而减小,为了保证实验数据的可比性,试样的厚度误差不超过0.02mm。根据国家标准,测试的击穿电压应将实验电压由零开始以均匀的速度升高直至击穿发生。选择升压速度时,应使大多数击穿发生在(10-20s)之间,本实验选用2kv/s的升压速度。另外,绝缘材料的电气强度随温度和水份含量而变化,因此本实验中,试样应在温度为(25±2)℃,相对湿度为(50±5)%条件下测试。
环氧树脂是热固性材料,根据国家标准,将试样做成直径60mm、厚1mm的圆片,采用两个直径为20mm的球形电极,紧密夹持在两个球形电极之间,测试装置如下图所示。为了防止闪络,整个试样浸泡在变压器油中进行测试。实验时,剔除实验结果偏离中值15%以上的样品,对10个样品进行测试。
交流短时击穿电压测试装置如上图所示,装置用环氧板和尼农螺栓组装,测试时整个装置浸泡在变压器油中,防止沿面闪络对实验结果的影响。
采用固体绝缘的电工产品,如塑料电缆、电机、缠绕套管、浇铸变压器等,会由于气体残留、热胀冷缩等原因,在绝缘结构中形成气隙,这些气隙在电场作用下就会产生局部放电a由分析可知同一工频电场中,电场强度与介电常数成反比,由于介质的介电常数都较空气髙,使得气隙中的场强很高,而且气隙的击穿强度比电介质低。在外加电场作用下,气隙会被更早击穿,而周围的电介质没有被击穿,电极之间不存在贯穿性的导电通道,这种局部击穿的现象叫放电。周部放电起始电压与很多因素有关,除了介质特性和气泡状态之外,还与施加电压的幅值、波形、作用时间,以及环境条件等有关:
(1)电压幅值
随着电压升高,放电:量和放电次数一般都趋向于增加,这是由于随着电压升高,更多更大的气泡开始放电,即使是单个气泡,在较低电压下,K是气泡中很小的部分面积出现放电,随着电压升髙,放电的面积增大。另外,在表面放电中,随着电压升高,放电沿表面扩展,即放电的面积増大,放电的部位增多。
(2)电压的波形和频率
当工频交流电压中含有高次谐波时,会使正弦波的顶部变为尖顶或平顶。当畸变为尖顶波时,其幅值增大,于是放电起始电压降低,放电量和放电次数都有明显增加。若畸变为平顶波,只有当高次谐波分量较大时,由于峰值被拉宽,放电次数有较明显增加,放电量赂有增加,起始点压略有升高,提高电压频率,将明显增大放电重复率,但只要测试系统有足够的分辨能力,对于测得的放电量不会有明显影响。
(3)电压作用时间
气体放电具有一定的随机性,电压作用的长短对气体放电有一定的影响,一般情况下升压速度快则测得的局部放电起始电压偏大,升压速度慢则测得的局部放电起始电压偏小,所以在测试时应规定实验升压速率。本实验中裉据国标,选择的是0.5kv/s的升压速率。当电压的作用时间较长时,一方面可能会产生沿面放电,另一方面试样中气隙中气体的气压、气体的组成成分都可能发生变化,从而使测得的局部放电起始电压不一致。
(4)环境条件
环境的温度、湿度、气压都会对局部放电产生影响。温度升高,气泡中的压力增大,液体的吸气性能改善,这将有利于减弱局部放电。另一方面温度高会加速高聚物分解,会发低分子物质,这又可能加剧局部放电的发展。湿度对表面放电有很大影响,当表面湿度较大时,表面电导增大,严重时会发展成沿面闪络,从而改变试样所加的电场分布,影响局部放电测量结果。《大气压力对局部放电测试结果也有一定的影响,在气压低的场合,往往更容易发生局部放电。
考虑上述影响因素,确定本次实验的实验条件。局放起始电压测试时,保持样品表面千燥清洁,将样品浸在变压器油中,以防止电晕放电和沿面闪络放电对试样结果的影响。同时,采用必要的屏蔽措施,减少外界信号对实验的干扰,使背景噪声降到实验规定水平以下。实验采用0.5kv/s的升压速度,当放电量到达5PC时(测试背景为2-3PC),则认为发生了局部放电。
击穿电压测试装置如上图所示,试样由绝缘支座支撑在变压器油中,测试时确保高压端、低压端无明显。