耐压绝缘材料击穿强度试验仪

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频率对热击穿有很大的影响,在一般情况下,如果其他条件不变,则E穿与 频率w的平方根成反比,即:抗电强度的测量与应用:在特定的条件下进行,标准GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;规定了固体电工材料频击穿电压,击穿场强,耐电压的实验方法。对试样的尺寸,电极的形状,加压方式等都做了规定。

3. 热击穿

v 热击穿的本质：

™处于电场中的介质，由于介质损耗而受热；

™当外加电压足够高时，散热和发热从平衡状态转入非平 衡状态；

™若发热量比散热量多时，热量就在介质内部聚集，使介 质温度升高；

™温度升高又导致电导率和损耗的进一步增加，介质的温 度将越来越高，直至出现性破坏。

12.4测试的数量——对于特定材料，除非另有说明，否则应进行5次击穿。选择连续升压设置方法：

如是50KV电压击穿,使用量程“50", 如是100KV电压击穿, 使用量程“100"，保护电流“5"，电极尺寸“75×25"或“25×25"，峰降电压,根据试样击穿电压大小设置,如低于5KV,可设1KV以下。

逐级升压设置方法：

设置初始电压如“5"梯度电压如“5"，梯度时间可根据具体要求设置，其他设置与连续升压设置一样。

慢速升压设置方法：

   设置和连续升压设置是一样的，不一样就是多个初始电压，如设“5"就是在5KV以下不出曲线，电压升到5KV时才出曲线。

耐压升压设置方法：

  设置和逐级升压设置是一样的，初始电压就是给试样施加的电压（根据要求添加），梯度时间就是给试样施加电压，在设定时间（根据要求设置）内，不击穿为合格。

4、做实验

油盒里注入25#变压器油，漫过上电极15～20mm，放入试样，关闭门，此时门位指示灯亮，按下高压启动此时绿灯亮，

电脑上输入试样厚度，选择升压速率50KV 0.2～2kv/s，100KV 0.5～10kv/s，任意选，

点击参数设置，选择实验方法，保存参数设置，点击实验准备一确定一开始实验，此时实验开始，直到试样击穿,步进电机归零，启点指示灯亮，实验结束，此时电脑显示的是试样击穿跌落值，数据表格里显示是实际值，点击序号2，可做下个试样，一种试样可做10个，做完实验点击左上角保存，

点击曲线分析，看实验结果，点击Word转换成Word报告，点击Excel转换成Excel各点数据。

做直流实验；

把高压变压器短路销拔出来，打开软件，双击交流实验此时直流实验变实，点击直流实验此时是做直流实验，其它设置与交流是一样的，做完实验自动放电。

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

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13. 计算

13.1对于每次测试而言，击穿时的绝缘强度应以kV/mm或V/mil为单位来计算，对于逐步测试而言，梯度应以未发生击穿的最高电压步骤来计算。

13.2计算平均绝缘强度及标准偏差，或其他变量的测量值

耐电压击穿试验仪14. 报告

14.1报告应包含以下信息：

14.1.1测试样的鉴定。

14.1.2对每一个测试样；

14.1.2.1所测量的厚度，

14.1.2.2能承受的最大电压（对逐步测试而言），

14.1.2.3击穿电压，

14.1.2.4绝缘强度（对逐步测试而言），

14.1.2.5击穿强度，及

14.1.2.6击穿的部位（电极的中心，边缘或外部）。

14.1.3对于每个样品：

14.1.3.1平均电介质承受强度（仅对逐步测试测试样），

14.1.3.2平均电介质击穿强度，

14.1.3.3变量的说明，最好是标准偏差和变化系数。

14.1.3.4测试样的说明，

14.1.3.5调节和测试样的准备，

14.1.3.6环境的温度和相对湿度，

14.1.3.7环境介质，

14.1.3.8测试温度，

14.1.3.9电极的说明，

14.1.3.10电压应用的方法，

14.1.3.11如果，电流感应元件的失效标准，及

14.1.3.12测试的日期。

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

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15. 精度和偏差

15.1表2总结了四个实验室和八种材料实验室间研究的结果。该研究采用同一电极体系和同一测试介质。9

15.2单一操作员精度——根据测试材料，试样厚度，电压供给方式以及控制或抑制瞬间电压脉冲的极限，变化常数（标准差除以平均值）在1%到20％之间变化。如果就同一样品的五个测试样进行重复试验，变化常数通常不大于9%。

表2 从四个试验室总结出的绝缘强度数据A

A测试样在油中用2型电极进行测试（参见表1）。

15.3多实验室精度——在不同实验室中（或者同一实验室不同设备上）进行测试的精度是变化的。通过使用同一类型的设备，严格控制测试样的准备，电极以及测试流程，单个操作员的精度是近似的。但如果对来自不同实验室的结果进行比较，就必须评估不同实验室的精度。

9支撑数据已经归档在ASTM国际总部中，通过申请研究报告RR:D09-1026可获得这些数据。

15.4如果测试材料，试样厚度，电极结构，或环境介质不同于表1所列，或是测试设备中电流感应元件的击穿标准得不到严格控制，那么将无法达到15.2和15.3中所规定的精度，对于需要测试的材料来说，涉及本测试方法的标准应能确定该材料的精度适用范围。参见5.4~5.8以及6.1.6。

15.5使用特殊的技术和设备、使材料厚度的精度达到0.01in甚至更小。电极不能损坏试样的接触面。准确的测定击穿电压。

15.6偏差——该测试方法不能测定固有绝缘强度。测试结果取决于试样的几何形状，电极和其他可变参数，以及样品的性质，这使得很难描述偏差。

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16. 关键词

16.1击穿，击穿电压，校准，击穿标淮，介电击穿电压，介电失效，介电强度，电极，闪络，电源频率，过程控制测试，验证测试，质量控制测试，快速增加，研究测试，取样，慢速，逐步，环境介质，耐压。

附录

（非强制信息）

Xl. 绝缘强度测试的意义

X1.1 介绍

简要回顾了击穿的三种假定机制，分别是：（1）放电或电晕机制，（2）热机制，以及（3）固有机制，讨论了在原理上对实际电介质产生影响的因素，并对数据的解释提供帮助。击穿机制常常与其他机制相结合，而非单独发挥效用。随后的讨论仅针对固体和半固体材料。介电击穿的假定机制由放电造成的击穿——在对工业材料进行的许多测试中，都是由于放电造成了击穿，这通常造成较高的局部场。对于固体材料来说，放电常常发生在环境介质中，因此增加测试的区域将在电极边缘上或外侧产生击穿。放电也会发生在内部出现或生成的一些泡沫或气泡里。这会造成局部的侵蚀或化学分解。这些过程将一直持续到在电极间形成的失效通路为止。热击穿——在置于高强度电场时，在许多材料内的局部路径上会积聚大量的热，这将造成电介质和离子导电性能的损失，进而迅速产生热量，所产生的热量将大于所能耗散掉的热量。由于材料的热不稳定性，导致了击穿的发生。

固有击穿——如果放电或热稳定性都不能造成击穿，那么在电场强度大到足以加速电子穿过材料时，仍将发生击穿。标准电场强度被称为固有绝缘强度。虽然机制本身也许已经涉及，但本测试法仍不能测试固有绝缘强度。绝缘材料的性质固态工业绝缘材料通常是非均匀的，且含有许多不同的电介质缺陷。试样上常常发生击穿的区域，并不是那些电场强度最大的区域，有时甚至是那些远离电极的区域。在应力下卷中的薄弱环节有时将决定测试的结果。 测试和测试样状况的影响因素——通常，随着电极区域的增加，击穿电压会降低，这种影响对于薄试样来说更为明显。电极的几何形状也会影响测试的结果。制作电极的材料也会对测试结果产生影响，这是因为电极材料的热导性和功函会对热机制和发电机制产生影响。通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。试样厚度——固体工业绝缘材料的绝缘强度主要取决于试样的厚度。经验显示，对于固体和半固体材料来说，绝缘强度与以试样厚度为分母的分数成反比，更多的证据显示，对于相对均匀的固体来说，绝缘强度与厚度的平方根互为倒数。如果固体试样能熔化后倒入到固定电极之间并凝固下来，那么电极间距的影响将很难得到明确的定义。因为在这种情况下，可以随意固定电极间距，所以习惯在液体或可溶固体中进行绝缘强度测试，此时电极间具有标准的固定空间。因为绝缘强度取决于厚度，所以如果在报告绝缘强度数据时缺乏测试所用试样的起始厚度，那么这样的数据将毫无意义。

温度——试样和环境介质的温度将影响绝缘强度，虽然对于大多数材料来说，微小的环境温度变化对材料造成影响可以忽略不计。通常，绝缘强度随温度的升高而降低，但其强度的极限取决于被测材料。，由于材料需要室温以外的条件下发挥作用，所以有必要在比期望操作温度更大的范围里，对绝缘强度与温度的关系进行确定。时间——电压应用的速率也会影响测试结果。通常，击穿电压随电压应用速率的增加而提高。这是预料之中的，因为热击穿机制有赖于时间，而放电机制也有赖于时间，虽然在一些情况下，后一种机制通过产生局部电场高临界强度造成快速失效波形——通常，应用电压的波形也会影响绝缘强度。在本测试方法的限制说明中，波形的影响是不显著的。频率——对于本测试法，在工业用电频率范围内，频率的变化对绝缘强度的影响将不是那么显著。但是，不能从本测试法所得结果中推断出其他非工业用电频率（50到60HHz）对绝缘强度的影响。

X1.4.7环境介质——通常测试具有高击穿电压的固体绝缘材料，是将试样浸入到液体介质中，例如变压器油，硅油，或是氟利昂中，以减小击穿前表面放电的影响。这已经由S.Whitehead10所揭示，为了避免固体试样在达到击穿电压前在环境介质中发生放电现象，在交流电测试中，有必要确保：

（X1.1）

如果浸入的液体介质是一种低损耗材料，该公式可以简化为：

（X1.2）

如果浸入的液体介质是一种半导体材料，那么该公式可以变为：

（X1.3）

式中：

E=绝缘强度；

f=频率；

ε和ε′=介电常数；

D=耗散因数；

o=电导率（S/m）；

下标：

m指浸入介质；

r指相对值；

O指自由空间；

（εO=8.854×10-12F/m）

s指固体电介质。

X1.4.7.1Whitehead指出，要避免表面放电，则应提高Em和εm或是提高σm。通常规定使用变压器油，其介电性能是这样的，如果电场强度Es达到以下水平，则会发生边缘击穿：

（X1.4）

如果测试样很厚，且其介电常数很小，那么含有ts的量将成为相对影响因数，介电常数与电场强度的乘积将近似于一个常数。11Whitehead也指出（p. 261）使用潮湿的半导体油将能有效减少边缘放电的现象。如果电极间的击穿路径仅在固体中出现，那么此介质将不能与其他介质进行比较。也应该注意到如果固体是多孔的或是能够被浸入介质充满，固体的击穿强度将受到浸入介质电气性质的直接影响。

X1.4.8相对湿度——相对湿度影响绝缘强度是因为测试材料吸收的水分或表面吸附的水分将影响介质损耗和表面电导率。因此，它的重要性很大程度上有赖于测试材料的性质。但是，即使材料只吸收了一点甚至没有吸收水分，仍会受到影响，因为在有水的情况下，将大大提高放电的化学效应。除此之外，还应调查暴露在电场强度中的影响，通常通过标准的调节流程来控制或限制相对湿度的影响。

10文献：Whitehead, S., 固体介电击穿, Oxford University Press, 1951.

X1.5 评估

X1.5.1通电设备绝缘的一个基本要求就是它应能承受得住在服务中施加于它的电压。因此很有必要对测试进行评价，以评价处于高压应力条件下的材料性能。介质击穿电压测试是一种测定材料是否需要进一步考察的初步测试，但是它无法就两个重要方面进行全部评估。首先，安装在设备上的材料条件与测试条件大为不同，尤其在考虑了电场结构和暴露在电场中的材料面积，电晕，机械应力，周围介质以及与其他材料的连接之后，更是如此。第二，在服务时，会出现很多恶劣的影响，例如热，机械应力，电晕及其产物，污染物等等，都会使击穿电压远低于最初安装时的击穿电压值。在实验室测试中，可以合并其中的一些影响，进而对该材料做出更准确的估计，但是最终考察的仍然是那些处于实际服务的材料性质。

X1.5.2介质击穿测试能作为材料检测或是质量控制测试，作为一种推测其他条件的手段，例如变率，或是指明恶化的过程，如热老化。在使用本测试法时，击穿电压的相对值比绝对值更重要。

X2. D149测试法所涉及的标准

X2.1 介绍

X2.1.1本附录所提供的文件目录将涉及到大量的ASTM标准，这些标准都与在电源频率下电介质强度的测定有关，或与测试设备元件或用于测定该性质的元件有关。虽然我们竭尽全力，力图将所有涉及D149测试法的标准都包含进来，但是该清单仍是不的，在本附录出版之后编写或修改的标准都未能包含进来。

X2.1.2在一些标准中要用D149测试法测定介质强度或击穿电压，但是其参考本测试法的方式不一定符合5.5的要求。除非该文件与5.5相一致，否则不用使用其他文件，包括本目录所列的文件，来作为本测试法的参考。

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

表X2.1 试验方法D149引用的ASTM标准

十四、报告

除非另有规定，报告应包括如下内容

a) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）被试材料的全称，试样及其制备方法的说明；

b) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）电气强度的中值<以kV/mm表示>或击穿电压的中值（以kV表示）；

c) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）每个试样的厚度<见5.4)；

d) 试验时所用的周围媒质及其性能；

e) 电极系统；

f) 施加电压的方式及频率；

g) 电气强度的各个值（以kV/mm表示>或击穿电压的各个值<以kV表示）；

h) 在空气中或在其他气体中试验时的温度、压力和湿度，若在液体中试验时周围媒质的温度；

i) 试验前条件处理；

j）击穿类型和位置的说明。

如果只需要简单的结果报告，则应该报告前6项内容及低值和醉高值。

耐压绝缘材料击穿强度试验仪

1、试验在试验箱中进行，试验箱门打开时电源加不到高压变压器输入端，即高压侧无电压。100KV测试设备高压电极距离试验箱壁的最近距离大于270mm，50KV测试设备高压电极距离试验箱壁的最近距离大于250mm，试验时即使人接触箱壁也不会有危险。

2、设备要安装单独的保护地线。接保护地线，主要是减少试样击穿时对周围产生的较强的电磁干扰。也可避免控制计算机失控。

3、该试验设备的电路设有多项保护措施，主要有：过流保护、过压保护、漏电保护、短路保护、直流试验放电报警，电磁放电等。

4、直流试验放电报警功能:在设备做完直流试验时,当开启试验门时设备会自动报警,直至使用设备上的放电装置放电后报警会自动取消.(注：因为直流试验后不放电会危险到人安全,不能直接拿取电极,起到提醒使用人员放电以免造成伤害)。

5、试验放电装置，电磁铁自动放电放置。符合标准

GB1408.1-2016《绝缘材料电气强度试验方法 *部分;工频下试验、第2部分》

GBT13542.1-2009电气绝缘用薄膜*部分

GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》

GB/T  3333-1999《电缆纸工频击穿电压试验方法》1 范围

GB/T 13542的本部分规定了电气绝缘用薄膜的定义、一般要求、尺寸、检验规则和标志、包装、运

输和贮存。

本部分适用于电气绝缘用薄膜，

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T 13542的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文

件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成

协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本

部分。

GB/T 13542.2-2009电气绝缘用薄膜第2部分:试验方法(IEC60674-2:1988,MOD)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本部分。

3.1

卷绕性windability

薄膜的卷绕性用于评定成卷薄膜的变形情况,可由偏移/弧形和凹陷两方面衡量。

3.1.1

偏移/弧形bias-camber

当薄膜平整地打开时,其边缘不呈直线(偏移或弧形)、

3.1.2

凹陷

sag

当一段薄膜由两个呈水平位置的平行辊支撑并承受一定张力的情况下,其中有部分薄膜会低于总

的水平面。接头耐热性或耐溶剂性等特殊要求应由供需双方协商。

4.4管芯

薄膜应卷在圆形管芯上,管芯在卷绕拉伸下应不掉屑、坍塌或歪扭,也不应损坏薄膜或使其性能降

低。管芯的所有性能和尺寸及其偏差由供需双方协商,管芯的优选内径为76 mm和152 mm,管芯可以

伸出膜卷的端部,或者与端部平齐。

5尺寸

5.1厚度

按GB/T 13542.2-2009第4章所述的方法测定厚度,除非在产品标准中另有规定,且测得的厚度

应在标称值±10%范围内。

5.2宽度

宽度应在产品标准中规定,按GB/T 13542.22009第6章规定的方法测定的宽度，除非产品标

准另有规定,其允许偏差应符合表1的规定。

表1薄膜宽度

单位为毫米

宽度

偏差

≤50

±0.5

>50~300

±1.0

>300~450

±2.0

>450

±4.0

5.3长度

对长度的要求由产品标准规定。

6检验规则GB/T 13542《电气绝缘用薄膜)分为以下几个部分:

一第1部分:定义和一般要求;

一一第2部分:试验方法;

一第3部分:电容器用双轴定向聚丙烯薄聩;

一第4部分:聚酯薄膜

.…。

本部分为GB/T13542的第1部分。

本部分修改采用IEC60674-1:1980《电气用塑料薄膜第1部分:定义和一般要求(英文版)。

本部分与IEC60674-1的主要技术差异如下:

1)增加了“规范性引用文件"章;

2)增加了“检验规则"章。

本部分代替GB/T 13542-1992《电气用塑料薄膜一般要求》,

本部分与GB/T 13542-1992相比主要差异如下:

1)将“引用标准"改为“规范性引用文件"

2)定义3.1.1中“偏斜"改为“偏移/弧形"。

本部分由中国电器工业协会提出。

本部分由全国绝缘材料标准化技术委员会(SAC/TC51)归口，

本都分起草单位:桂林电器科学研究所,东材科技集团股份有限公司。

本部分主要起草人:王先修、赵平。

本部分所代替标准的历次版本发布情况为:

GB/T13542-1992。

6.1薄膜应进行出厂检验和型式检验。

6.2型式检验项目为产品标准中技术要求规定的全部项目，每三个月至少进行一次。当原材料变更

或工艺条件改变时,也应进行型式检验。

6.3产品批量、抽样方法和出厂检验项目在产品标准中规定，每批薄膜应进行出厂检验,产品经检验

合格才能出厂。制造厂应保证出厂产品符合产品标准中全部技术要求。

6.4当试验结果中任何一项不符合技术要求时,应在该批薄膜另外二卷中各取一组试样重复该项试

验,如仍有一组不符合要求时,该批薄膜为不合格品。

6.5使用单位可按产品标准的全部或部分项目进行验收检验。预处理条件按GB/T13542.2-2009

中3.2要求进行。

6.6使用单位有要求时,制造厂应提供产品检验报告。

7标志、包装、运输和贮存

7.1薄膜卷要用防潮纸或塑料薄膜包裹,外层套装塑料袋,并架空支撑放置于包装箱中,使薄膜在通常

的贮存和运输条件下得到充分保护而不受损坏和变质。

7.2每箱薄膜应有明显而牢固的标志:

TVS瞬间抑制防护技术

●  多级循环电压采集技术:

材料击穿后,瞬间放电速度约为光速的1/5~1/3,国际通用的方法为压降法进行采集击穿电压。即变压器的初级电压瞬间下降一定比率来判别材料是否击穿。显然记录击穿电压值产生偏差。而采用多级循环采集技术对击穿后的电压采集将解决此难题。

●  低通滤波电流监测技术:

高压压放电过程中将产生高频信号。而无论是国产与进口电流采集传感器,大都为工频电流传感器。而采集过程中无法将高频信号处理时,从而造成检测不准确。无论是采用磁通门或霍尔原理所设计的传感器存在击穿后瞬间输出电压或电流信号过大,从而烧坏控制系统的采集部分。华测开发的低滤波电流采集传感器将高频杂波信号进行相应处理。同流采集华测自主开发的保护模块来保证采集精度与保护采集元件。

●  双系统互锁技术及隔离屏蔽技术:

采用双系统互锁技术应用于电击穿仪器,生产的电压击穿仪器不仅具备过压、过流保护系统,它*的双系统互锁机制,当任何元器件出现问题或单系统出现故障时,将瞬间切断高压。

品名称：电压击穿试验仪

产品型号：BDJC-10KV、BDJC-50KV、BJC-100KV

产品品牌：北京北广精仪

控制方式：计算机控制

符合标准：GB/T1408、ASTM D149、IEC60243-1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%

适用材料：绝缘材料

升压速率：10V/S-5KV/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

其它特点：无线蓝牙控制

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。