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绝缘油耐压测试仪介电强度测试
2021-01-19

在介电强度试验是电气安全测试标准所要求的第三次试验,介电强度试验在于测量装置的被测电流泄漏,而相位和中性被短路在一起,介电强度测试的测量结果是电流值,该电流值必须低于国际标准中指示的极限。


介电强度测试电压


它可以在交流电或直流电中进行,电压范围从几百伏到几十千伏不等,测试电压的性质和值的选择取决于适用于被测产品的标准。


在没有标准的情况下,使用以下经验法则:始终以与样品工作的性质相同的电压进行测试,示例:直接使用电池,交流变压器。


最大值由以下公式给出:U test = 2 x U +1000 V(工作电压),因此,洗衣熨斗制造商将在以下电压下进行测试:


Utest = 2x230VAC + 1000VAC= 1460 VAC


可以使介电强度测试为破坏性的或非破坏性的。


破坏性测试


某些标准化测试要求对施加了介电强度测试的样品施加高功率源,这需要通过绝缘材料的碳化来破坏测试设备,这些测试首先用于测试中大功率电力或电气技术中使用的组件或设备(断路器,开关,变压器,绝缘子等)。


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非破坏性测试 图1:泄漏电流随测试电压的变化。


正是在这一领域,耐压测试仪发展最为迅速,并在测量精度和提供给用户的可能性方面获得了越来越高的性能。


非破坏性测试的特点是使用低功率介电强度测试仪(也称为绝缘油耐压测试仪),其短路电流不超过几毫安,其检测系统准确而迅速,可以在击穿时立即抑制测试电压。


这种快速消失与电流限制相结合,在大多数情况下避免了在绝缘子中产生无法修复的穿孔,并避免了在电介质表面或内部沉积碳酸残留物的沟槽或断层,在制造过程中对组件或设备进行的系统测试使测试样品时必须强制执行此无损条件。


绝缘油耐压测试仪


介电强度故障的检测


因此,击穿电压的精确确定必须附加到介电击穿现象的电气值特性的测量上,该参数是流过经受电介质的样品的电流,测量仪器上实际上有两种检测模式:


当前阈值检测


电流变化检测


当前阈值检测


将测试电压施加到样品上时,您会观察到-直至样品的某个值-泄漏电流成比例增加;该电流是由于绝缘电阻和/或被测件的电容(使用交流电或直流的负载效应)引起的,如图1所示,从电压Uc开始,泄漏电流迅速增加,并且击穿电压达到值Ue。


 然后,电流达到最大值,其值由介电强度测试站的电流电容确定,或者-瞬时值-由样品的电容性元件的放电电流确定(该值不能通过介电强度进行测试)测试仪,在某些情况下可能会损坏绝缘子),电流阈值检测包括选择泄漏电流的值Is,该值与非常类似于Ur的电压Us相对应,并且将泄漏电流超过该值的任何样本视为不良检测阈值,在无损检测中通常采用的最广泛的阈值电流值为1mA。


尽管使用此检测方法和选择该值不会对纯电阻组件(Ic约为十微安)的直流测试带来任何困难,但用于电容元件的交流测试却变得不准确和精致。


当前变化检测


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图2:简化的测试循环


这种检测模式消除了先前方法的缺陷;故障现象的实际性质证明了这一点,通过使用示波器方法观察击穿现象,可以断定其特征是测试电路中电流的急剧变化,后者由介电强度测试站和测试的样品组成(图2),故障之前总是有局部放电现象,我们将进一步分析。


击穿电流本身通常具有极陡的上升沿脉冲形式,持续约1微秒或更短,其峰值受测试台和被测样品的综合特性限制,如图3所示,放电脉冲实际上没有稳定的电平,其伪伪指数下降沿的时间常数是可变的(取决于击穿时电介质中的能量转移)。


使用仅考虑泄漏电流快速变化的检测器可以消除由于流过样品的永久电流(元件的阻抗)引起的误差原因。


ΔIr= 1 mA变化是当前最常用的表征击穿的值,它必须链接到检测器的响应时间,响应时间对于确定击穿电压非常重要,实际上,过快的检测(少于1微秒)会使设备对击穿之前的局部放电现象敏感,反过来,缓慢的检测(超过几十微秒)可能会使设备对某些击穿不敏感,这些击穿的能量(产生ΔIf².Δt)足以破坏性,但持续时间太短而无法考虑由探测器,然而,检测器的响应时间应非常短,以避免某些绝缘体上发生微碳化现象或对其他绝缘体产生确定性破坏。


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图3:击穿期间泄漏电流变化的典型波形


因此,特别是自20年前以来(第一个ΔI电流变化检测器商业化)以来,响应时间在19到20µs之间,在此又可能需要根据精确和明确定义的理由进行不同的设置,然而,如果未明确指出初始条件及其选择的原因,那么对于不知情的操作员来说,此参数的可用性会冒着使故障站系统性破坏的风险,并且获得的结果会完全不连贯,此外,很容易想象在客户和供应商之间以及生产部门和“质量控制”部门之间不会出现的观点差异,关于各种各样的组件和子组件的大量观察已确定最佳响应时间约为10 µs。

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