绝缘材料介电强度测试仪

一、概述

LJC-150KV绝缘材料介电强度测试仪采用计算机控制，通过人机对话方式，完成对绝缘介质材料的工频电压击穿，工频耐压试验。适用于对固体绝缘材料(如：绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、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。仪器对实验过程中的各种数据快速、准确地进行采集、处理、存取、显示、打印。

二、技术指标：

三、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。100KV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．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。

3．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。

四、整机组成：

1、升压部件：由调压器和高压变压器组成0～150KV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。（订做除外）

五、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。

2、交直流试验的切换

1）本仪器高压输出为交流电压。直流的获得方式为在原回路中串入高压硅堆，使测试回路为脉动的直流电压。实现的过程为，硅堆已经在高压变压器的高压绝缘塔中，平时用一个短路杆把高压硅堆短接。需要直流试验时，取出短路杆，使高压硅堆接入测试电路中，这时回路的电压为脉动的直流电压。

2）前面板直流交流选择按钮。该按钮的状态不能改变设备输出的电压性质。按下该按钮，设备仅仅是把直流报警电路接入。指示用户，当打开箱门时，您需要对高压均压球放电。转动放电杆，使放电杆的端部铜球接触高压均压球。建议用户每次放电铜球接触高压均压球时间大于五秒。

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。当取出短路杆时，高压均压球上的电压为直流电压，插入短路杆时，高压均压球上的电压为交流电压。短路杆的取出、插入参看左侧的示意图。

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。简单的说，交流电压与直流电压有倍的关系。

 北京纵横金鼎仪器设备有限公司

3、电压击穿试验“软件使用说明”：

步：登录

    点击“桌面”图标，选择程序组“图标”，执行电压击穿控制系统。如下图(图1)

      (图1)

使用说明

用 户 名：输入用户名，管理员用户必须是admin

用户密码：输入用户密码（可以忽略）

登    录：点击“登录”，系统对用户进行验证通过后进入主界面。

退    出：退出登录

第二步：参数设置

       登录后进入主界面，然后点击工具栏按钮“参数设置”，如下图。

(图2)

使用说明

试验单位：对材料进行试验检测的单位名称。

送试单位：送材料检测的单位名称 。

试验方式：选择进行“交流试验”或“直流试验”。

试验方法：可进行“击穿”，“耐压”，“梯度耐压”试验。

试验人员：输入检测人员姓名。

试验温度：输入试验温度。

试验湿度：输入试验湿度。

设备型号：显示机器型号，此处不可变。

执行标准：选择所使用的标准。

试验介质：选择试验介质，或可以自己编辑写入。

电极形状：输入电极形状。

电极尺寸：输入电极尺寸。

使用量程：选择使用量程，分为10KV   20kV  30kv  50kv  100KV 150KV

峰降电压：用于判断材料是否击穿，必须输入项。

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。

升压速度：选择升压的速度，控制在试验过程中升压的快慢。

梯度电压：用于梯度耐压试验，设置每次升压的梯度值。

梯度时间：用于梯度耐压试验，设置在相应梯度的耐压时间。

终止电压：设置在试验过程中电压的上限值。

试样制备：设置试样的制备信息。

材料名称：设置试验材料的名称。

试验时间：选择试验时期，或写入试验日期和时间。

报告编号：设置报告编号信息。

第三步：试样设置

        设置完参数后，点击主界面工具栏上的“试样设置”图标，显示如下图示。

(图3)

使用说明

试样编号：设置试样编号信息，试验样品的规格编码及编号 。

试样形状：设置试样形状。

试样尺寸：输入试样的尺寸。

试样厚度：输入试样厚度，用于计算试验强度，必须输入。

应用：确认此界面所做设置。

退出：返回主界面，设置无效。

第四步：开始试验

        设置完“参数设置”和“试样设置”后，点击“开始试验”按钮，开始试验。如下图

(图4)

 “试验数据”部分，实时显示试验数据结果。可随时点击“结束试验”，结束试验。

完成试验任务后，会显示“是否保留试验数据”，如果点击“是”，将试验结果插入数据列表中。此时试验编号会自动+1，可继续进行试验，如果改变设置，返回到第二步。一个文件多可保存五组试验数据。

第五步：曲线对比

    完成试验后，可以通过勾选试验序号选择曲线。然后点击主界面的“显示曲线”按钮，对任意条数曲线进行对比。

第六步：曲线导出

    可点击主界面的“结果导入Excel”按钮，将试验数据结果导入Execl文件。

第七步：打印报告

    试验完成后，可点击工具栏“打印报告”按钮，打印报告。如下图

(图5)

在此界面可以更改报告名称，并可选择打印的参数和数据项，并可选择是否打印“试验参数”，“试验数据”，“试验曲线”，“试验备注”信息。然后可以点击“打印”查看预览，或打印。

第八步：其它设置

    可以通过点击“人员管理”，“界面风格”“帮助”查看相应项。

设备平面图：

设备高压部份图：

六、试验准备和环境

1．试样的处理

⑴用绸布蘸对试样无腐蚀作用的溶剂,擦净试样。

⑵预处理和条件处理：处理条件和方法可根据产品的性能要求从本标准附录表1和表2中选取。有特殊要求的可由产品标准另行规定。

⑶绝缘材料的电气强度随温度和含水量而变化。除被试材料已有规定外者，试样应在23±2℃，相对湿度（50±5）%的条件下处理不少于24h。

⑷经过受潮或浸液体媒质的试样在试验前应用滤纸轻轻吸去液滴，从试样取出到试验完毕不应超过5分钟。

⒉ 媒质：

⑴气体媒质：采用空气，如有闪络可在电极周围加柔软硅橡胶防飞弧圈。防飞弧圈与电极之间有一毫米左右的环状间隙，环宽30mm。

⑵液体媒质：常态试验及90℃以下的热态试验采用清洁的变压器油，90℃至300℃以内的热态试验采用清洁的过热气缸油。

⒊试验环境：

⑴常态试验环境：

温度为20±5℃，相对湿度为65±5%。

⑵热态试验或潮湿环境试验条件由产品标准参照录中表2予以规定。

击穿的判断：

试样沿施加电压方向及位置有贯穿小孔、开裂、烧焦等痕迹为击穿，如痕迹不清可用重复施加试验电压来判断。

试验的预处理、条件处理：

预处理：为减少试样以往放置条件的不同而产生的影响，以使试验结果有较好的重复性和可比性。预处理条件可由表1选取。

表1    预处理条件

条件处理：试验前，试样在规定的温度下，在一定相对湿度的大气中或浸于水（或其他液体）中，放置规定的时间后进行试验，以考核材料性能受温度、湿度等各种因素影响的程度。处理条件由表2选取。机械应力处理条件和方法按产品标准规定。 

表2    条件处理与试验环境

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

在工业频率下固体电气绝缘材料的击穿电压

和绝缘强度的标准测试方法1

本标准是以固定代号D149发布的。其后的数字表示原文本正式通过的年号；在有修订的情况下，为上一次的修订年号；圆括号中数字为上一次重新确认的年号。上标符号（ε）表示对上次修改或重新确定的版本有编辑上的修改。

本标准已经批准被机构采用。

耐电压击穿试验仪1. 范围

1.1该试验方法覆盖了在工业频率下，即所规定的特定条件下，测定固体绝缘材料绝缘强度的流程。2，3

1.2除非另有说明，否则本测试的规定频率为60Hz。但是，该测试方法同样可以应用于25到800Hz的条件下。如果频率大于800Hz，那么将产生介质加热的问题。

1.3本测试方法将与其他ASTM标准或涉及该试验方法的其他标准结合使用。本方法的参考文献中将详细说明所使用的具体标准（参见5.5）。

1.4本方法可以应用于各种温度，以及适宜的气相或液相环境介质。

1.5本方法不能用于测定在本测试条件下为液态的绝缘材料。

1.6本方法不能用于测定本征绝缘强度，直流电绝缘强度，或是电应力条件下的热失效（参考测试方法D3151）。

1.7本测试方法常用于测定击穿电压与试样厚度的关系（击穿）。也能测定击穿电压与固体试样表面情况以及气相或液相环境介质的关系（闪络）。如果加上第12条的修改说明，本测试方法还能用于验证试验。

1.8本测试方法与电工协会（IEC)出版的243-1标准类似。本方法中的所有流程包含在IEC 243-1标准中。本方法和IEC 243-1主要是在编辑上有所区别。

1.9本标准并没有列举所有的安全声明，如果有必要，根据实际使用情况进行斟酌。使用本规范前，使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范，并明确该规范的使用范围。具体的危害将在第7部分中阐述。也可以参见6.4.1节。

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

耐电压击穿试验仪2. 引用文件

2.1ASTM标准：4

D374 固体电绝缘体厚度的测试方法（2013年取消）5

D618 试验用调节塑料操作规程

D877 用圆盘电极测定电绝缘液体介电击穿电压的试验方法

D1711 电绝缘相关术语

D2413 用液体介质浸渍的绝缘纸和纸板的制备规程

D3151 在电气应力下固体电气绝缘材料的热失效的测试方法（2007年取消）5

D3487 在电设备中使用的矿物绝缘油的标准规范

D5423 强制对流试验炉中的电气绝缘评估规范

2.2IEC标准

出版物243-1固体绝缘材料介电强度的试验方法—第1部分：在工业频率下测试6

2.3ANSI标准

C68.1 绝缘测试技术，IEEE标准号47

1本试验方法在ASTM委员会D09（电子和电气绝缘材料）的管辖范围内，D09.12分会（电学试验）负直接责任。

本版本于2013年4月1日被批准，2013年4月出版。首版于1922年被批准。上一版为D149-09于2009年被批准。DOI:10.1520/D0149-09R13。

2Bartnikas, R., 第3章, “高电压测量,” 固体绝缘材料的电学性能,测量技术, 第IIB卷, 工程电介质, R. Bartnikas, Editor, ASTM STP 926, ASTM, Philadelphia, 1987。

3Nelson, J. K., 第5章, “固体的电介质击穿,” 固体绝缘材料的电学性能: 分子结构和电学行为, 第IIA��, 工程电介质, R. Bartnikas和R. M. Eichorn,Editors, ASTM STP 783, ASTM, Philadelphia, 1983。

4对于参照的ASTM标准，。ｏｒｇ，或联系ASTM客户中心，邮件：service。对于ASTM标准卷册的信息，参看ASTMwang站的标准文件摘录页。

5该历史标准的新批准版本见wang站.

6可从电工学协会（IEC）获得，

7可从美国国家标准协会(ANSI)获得，

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

耐电压击穿试验仪3. 术语

3.1定义：

3.1.1介质击穿电压（电击穿电压），名词：使得位于两个电极之间的绝缘材料失去介电性能的电势差（参见附录X1）。

3.1.1.1讨论一介质击穿电压有时也简称“击穿电压”。

3.1.2介电失效（在测试中），名词：指在测试限制的电场条件下，能够持久由介电电导率上升所证明的情况。

3.1.3绝缘强度，名词：指在测试的特定条件下，使得绝缘材料介电失效时的电压梯度。

3.1.4电气强度，名词：参见绝缘强度。

3.1.4.1讨论一在上，“电气强度”更常用些。

3.1.5闪络，名词：指发生在绝缘体或绝缘体周围介质的破坏性电火花，不一定对绝缘体产生yong久损害。

3.1.6其他与固体绝缘体材料相关术语的定义，参见术语D1711。

耐电压击穿试验仪4. 测试方法概要

4.1在工业电频率条件下（如无特殊说明，则为60Hz），对测试样品采用不同的电压。以使用电压所描述三种方法中的一种，将电压从0或从低于击穿电压的恰当电压开始，升高到测试样品发生介电失效为止。

4.2大多数情况下，在测试样品的两边安装简单的测试电极，以进行电压测试。测试样品可以是模制的，也可以是铸造的，或是从扁平薄板或厚板上切割下来的。也可以使用其他的电极或样品结构以适应样品材料的几何形状，或是模拟正在被评估材料的特定用途。

ASTM D149-2009介电击穿电压试验方法

耐电压击穿试验仪5. 意义和使用

5.1电绝缘的绝缘强度是决定材料可以在何种条件下使用的关键性能。在很多情况下，材料的绝缘强度是所使用装置设计的决定性因素。

5.2本方法中介绍的测试，将用于提供部分所需的信息，以判断材料在一定应用条件下的适用性；当然也能用于检测由于流程的变化，老化的程度，或是其他制造或环境条件而造成的变化或是与正常特征的偏差。该测试方法可以有效地应用于流程控制，验证或研究测试。

5.3本测试方法所获得的结果，很少能直接用于实际使用材料介电性能的判断。在大多数情况下，还需要对其他功能测试和/或对其他材料测试所获得的结果进行比较，以估计出它们对特定材料的影响，才能进行评价。

5.4在第12章中将具体说明三种电压使用方法。方法A，快速测试；方法B，逐步测试；方法C，慢速测试。方法A常用于质量控制测试。较费时的方法B和C通常给出较低的结果，但在对不同材料进行相互比较时，它们所给出的结果更有说服力。如果可以安装电动电压控制器，那么慢速测试法将比逐步测试法更简单，也更常用。方法B和C所获得的结果可以相互比较。

5.5详细说明本测试法的文件如下：

5.5.1电压应用的方法。

5.5.2如果是慢速测试法，应说明电压的增速。

5.5.3测试样品的选择，准备和调整。

5.5.4测试时的环境介质和温度。