一、概述
ZJC-50KV電壓擊穿試驗(yàn)儀采用計(jì)算機(jī)控制,通過人機(jī)對話方式,完成對絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿,工頻耐壓試驗(yàn)。ZJC-50KV電壓擊穿試驗(yàn)儀主要適用于固體絕緣材料。如:絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、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╇妷海瑩舸?qiáng)度和耐電壓的測試。并對實(shí)驗(yàn)過程中的各種數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行采集、處理、存取、顯示、打印。
二、技術(shù)指標(biāo)
輸入電壓:AC 220V
功 率:5kW
輸出電壓:0~50kV
電壓精度:±1%
升壓速率:0.1kV/S-3kV/S量程分為高壓低壓兩檔,速度有限制連續(xù)可調(diào),
⒈擊穿電壓(V):用連續(xù)均勻升壓的辦法對試樣施加工頻電壓并保持試樣發(fā)生擊穿時(shí)的電壓值,以kV表示。
⒉擊穿強(qiáng)度(E):試樣的擊穿電壓值與兩個(gè)電極間試樣的平均厚度之商,以kV/mm。
三、安全說明
試驗(yàn)在較高電壓下進(jìn)行,所以我們在設(shè)計(jì)時(shí)加以必要的保護(hù)措施以防止發(fā)生意外。
1.試驗(yàn)在有機(jī)玻璃制成的試驗(yàn)箱中進(jìn)行,電壓頭安全放電距離對四周均大于250mm,試驗(yàn)時(shí)即使人不慎觸到箱壁也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。
2.對升壓變壓器高壓側(cè)尾端及儀器外殼均已安全接地。
3.電路上設(shè)有過流保護(hù)、過壓保護(hù),擊穿主機(jī)電源和計(jì)算機(jī)電源須分相。
4.五級安全斷電控制:
⑴漏電保護(hù)器
⑵總電源開關(guān)
⑶高壓斷電開關(guān)
⑷復(fù)位開關(guān)
⑸試驗(yàn)箱門安全開關(guān)
四、整機(jī)組成
⒈升壓部件:由調(diào)壓器和升壓器組成升壓部分。
⒉驅(qū)動(dòng)部件:由步進(jìn)電機(jī)均勻調(diào)節(jié)升壓變壓器。
⒊檢測部件:由集成電路組成的測量電路。
⒋計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)。
五、操作步驟
⒈打開試驗(yàn)機(jī)右側(cè)的電源開關(guān),預(yù)熱30分鐘
⒉打開計(jì)算機(jī)進(jìn)入Windows XP 系統(tǒng)。
A 電壓擊穿試驗(yàn)
(1) 用鼠標(biāo)雙擊桌面快捷方式進(jìn)入用戶試驗(yàn)界面。
(2) 圖一所示登錄窗體,輸入用戶名稱和使用密碼。初始用戶名稱和使用密碼都為空,用戶名稱和使用密碼可以更改,具體后面將會(huì)表述。直接確定按鈕就可進(jìn)入下一界面—參數(shù)設(shè)置界面。三次輸入錯(cuò)誤后,系統(tǒng)自動(dòng)退出。點(diǎn)“退出”按鈕則退出程序。
圖一
進(jìn)入了系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要可以自己設(shè)定密碼,點(diǎn)擊工具欄中的修改圖標(biāo),彈出系統(tǒng)維護(hù)窗體,依次輸入特權(quán)用戶、特權(quán)密碼、更改用戶、更改密碼后再按“確定”按鈕,新的用戶名稱和使用密碼即可生成。按“返回”按鈕返回主框架,當(dāng)下次進(jìn)入的時(shí)候就可以輸入新的用戶名稱和使用密碼進(jìn)入,如果不小心忘記密碼或者弄混密碼,則可以重新輸入特權(quán)用戶和特權(quán)密碼進(jìn)入系統(tǒng),再重新更改。特權(quán)用戶為"zns" ,特權(quán)密碼為"4644218"。
對工具欄的各個(gè)圖標(biāo)按鈕功能如圖二所示。
(3)各輸入框內(nèi)添加說明
a. 試驗(yàn)單位:即作試驗(yàn)的單位或者機(jī)構(gòu)。
b. 送試單位:即試樣的提供單位或者機(jī)構(gòu)。
c. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):即試驗(yàn)方法和條件所遵循的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標(biāo)準(zhǔn)。
d. 試驗(yàn)方法:即試樣的試驗(yàn)過程和結(jié)果的處理,本設(shè)備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標(biāo)準(zhǔn),有三種試驗(yàn)方法為別稱之為:
(I)Short Time:試樣電壓從零開始以選擇的升壓速率勻速升壓,直到試樣擊穿為止,擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。
(II)Step by Step:試樣電壓從零快速升壓到達(dá)初始電壓,此間不記錄曲線,到達(dá)初始電壓后以梯度時(shí)間為時(shí)間長度,穩(wěn)定電壓,梯度時(shí)間結(jié)束后繼續(xù)以選定的升壓速率升壓,達(dá)到下一個(gè)梯度電壓值再穩(wěn)定電壓,如此過程直到試樣擊穿。對于擊穿電壓的確定分為兩種情況,如果試樣擊穿發(fā)生在升壓的過程中,那么擊穿電壓為前一個(gè)梯度的電壓;如果擊穿發(fā)生在梯度時(shí)間內(nèi),則擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓。
(III)Slow Rate:試樣電壓從零快速升壓到達(dá)初始電壓,此間不記錄曲線,到達(dá)初始電壓后以選定的升壓速率升壓直到試樣擊穿,擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。
e. 環(huán)境濕度:即為實(shí)驗(yàn)室的濕度。
f. 環(huán)境溫度:即實(shí)驗(yàn)室的溫度。
g. 試驗(yàn)介質(zhì):即試驗(yàn)中使用變壓器油作為介質(zhì)浸沒試樣,減少試樣閃絡(luò)等影響試驗(yàn)結(jié)果。
h. 試驗(yàn)人員:即試驗(yàn)的操作者。
i. 電極形狀: 即接觸試樣表面的電極形狀,本設(shè)備使用圓形電極。
j. 電極尺寸: 即本設(shè)備使用圓形φ6.3mm重50g的銅電極。
k. 使用量程:即設(shè)備分為高壓和低壓兩檔量程高壓為0~50kV,低壓為0~10kV。
l. 峰降電壓: 即試樣擊穿時(shí)試樣兩邊的電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由的峰值突降到一個(gè)小值的現(xiàn)象,二者的差值稱之為峰降電壓。隨量程的不同和試樣的不同會(huì)有區(qū)別。一般選用1.0kV作為一個(gè)比較合適的值使用,當(dāng)然不排除有特殊的情況。
m. 初始電壓:在Step by Step和Slow Rate兩種試驗(yàn)方法中需要到達(dá)一個(gè)初始電壓的過程,會(huì)使用到此參數(shù)。Short Time方法不會(huì)使用此參數(shù)。
n. 梯度電壓:在Step by Step試驗(yàn)方法中,穩(wěn)定電壓=初始電壓+梯度電壓×(N-1),N為梯度的次數(shù)。
o. 材料名稱:即制成試樣的材料。
p. 終止電壓:即是試驗(yàn)的一個(gè)保護(hù)措施,防止由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的無限升壓,實(shí)際采集到的電壓值大于此參數(shù)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)停止,電機(jī)返回初始位置,同時(shí)他也是曲線坐標(biāo)系的一個(gè)參數(shù)。
q. 梯度時(shí)間:即在Step by Step試驗(yàn)方法中,穩(wěn)定電壓的時(shí)間段長度,以秒為單位。
r. 試樣制備:即對試樣的修整處理,或特殊的環(huán)境條件處理。
s. 存儲(chǔ)路徑:即試驗(yàn)數(shù)據(jù)在磁盤中的保存位置,可以手動(dòng)選擇路徑及對文件命名,若不選擇則系統(tǒng)會(huì)對數(shù)據(jù)自動(dòng)命名保存到默認(rèn)位置。按選擇路徑按鈕即可手動(dòng)選擇路徑和文件命名。
(4)根據(jù)試驗(yàn)要求輸入?yún)?shù),然后點(diǎn)擊“確定”后出現(xiàn)試驗(yàn)主界面,輸入“試樣厚度”后,點(diǎn)動(dòng)速率參數(shù)條,可以調(diào)整速率大小,點(diǎn)擊“開始”按鈕,如果樣品厚度沒有設(shè)定,高壓準(zhǔn)備按鈕沒有打開,系統(tǒng)都會(huì)有相應(yīng)的提示,并且試驗(yàn)不能繼續(xù),只有所有的步驟都執(zhí)行后,試驗(yàn)才可進(jìn)行。如果提示“電機(jī)未復(fù)位”,則系統(tǒng)會(huì)使電機(jī)自動(dòng)復(fù)位。
(5)打開試驗(yàn)機(jī)門,按標(biāo)準(zhǔn)要求夾好試樣,打開鎖開關(guān),合上恢復(fù)開關(guān),關(guān)上門,按下“高壓準(zhǔn)備”按鍵,紅燈被點(diǎn)亮,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開始”試驗(yàn)開始。
(6) 試樣擊穿后,電機(jī)自動(dòng)返車回到初始位置計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)對話框,“對試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否滿意”的判斷,點(diǎn)擊“是”,則進(jìn)一步詢問“是否要做下一個(gè)試樣”選擇“是”則繼續(xù)下一個(gè)試樣,點(diǎn)擊“否”則提示保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。打開“門”取出試樣,整個(gè)試驗(yàn)完成。
(7)點(diǎn)擊框架的“打開”按鈕,在您剛才建立的文件夾中取你需要打印或查看的文件然后“打開”。
(8)打開文件后,點(diǎn)擊試樣編號按鈕,可以逐一顯示試樣試驗(yàn)結(jié)果及曲線。
(9)如果你需要打印試驗(yàn)報(bào)告,聯(lián)接打印機(jī),點(diǎn)擊“預(yù)覽”按鈕,進(jìn)行預(yù)覽及進(jìn)一步打印。報(bào)告格式及內(nèi)容如圖。
(10)試驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉總電源,清潔儀器。
六 、試驗(yàn)準(zhǔn)備和環(huán)境
1.試樣的處理
⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。
⑵預(yù)處理和條件處理:處理?xiàng)l件和方法可根據(jù)產(chǎn)品的性能要求從本標(biāo)準(zhǔn)附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)另行規(guī)定。
⑶絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者,試樣應(yīng)在23±2℃,相對濕度(50±5)%的條件下處理不少于24h。
⑷經(jīng)過受潮或浸液體媒質(zhì)的試樣在試驗(yàn)前應(yīng)用濾紙輕輕吸去液滴,從試樣取出到試驗(yàn)完畢不應(yīng)超過5分鐘。
2.媒質(zhì):
⑴氣體媒質(zhì):采用空氣,如有閃絡(luò)可在電極周圍加柔軟硅橡膠防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙,環(huán)寬30mm。
⑵液體媒質(zhì):常態(tài)試驗(yàn)及90℃以下的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的變壓器油,90℃至300℃以內(nèi)的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的過熱氣缸油。
3.試驗(yàn)環(huán)境:
⑴常態(tài)試驗(yàn)環(huán)境:溫度為20±5℃,相對濕度為65±5%。
⑵熱態(tài)試驗(yàn)或潮濕環(huán)境試驗(yàn)條件由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參照錄中表2予以規(guī)定。
擊穿的判斷:
試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡為擊穿,如痕跡不清可用重復(fù)施加試驗(yàn)電壓來判斷。
試驗(yàn)的預(yù)處理、條件處理:
預(yù)處理:為減少試樣以往放置條件的不同而產(chǎn)生的影響,以使試驗(yàn)結(jié)果有較好的重復(fù)性和可比性。預(yù)處理?xiàng)l件可由表1選取。
表1 預(yù)處理?xiàng)l件
條件處理:試驗(yàn)前,試樣在規(guī)定的溫度下,在一定相對濕度的大氣中或浸于水(或其他液體)中,放置規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行試驗(yàn),以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理?xiàng)l件由表2選取。機(jī)械應(yīng)力處理?xiàng)l件和方法按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
表2 條件處理與試驗(yàn)環(huán)境
七 、電壓擊穿試驗(yàn)儀器外形、電氣圖及名稱
電氣圖附后
注:條件處理時(shí)間由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
注意事項(xiàng):
本儀器試驗(yàn)過程中如空氣相對濕度大于70%,將有對空氣放電的可能,試驗(yàn)中請與儀器保持1.5米的距離。
本儀器之控制計(jì)算機(jī)專為電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì),請勿隨意添加和刪除程序或移作它用