耐電弧試驗(yàn)儀，高壓小電流測(cè)量試驗(yàn)機(jī)

一、簡(jiǎn)介

耐電弧試驗(yàn)儀，高壓小電流測(cè)量試驗(yàn)機(jī)是適合GB1411-2002《固體電工絕緣材料高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)方法》、IPC650、IEC 61621、ASTMD495標(biāo)準(zhǔn)，并適合JEC 149、UL 746A等試驗(yàn)方法。耐電弧試驗(yàn)儀，高壓小電流測(cè)量試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用于電機(jī)、電器和家用電器等行業(yè)的電工用塑料、樹(shù)脂膠和絕緣漆等絕緣材料的耐電弧性能評(píng)定主要適用于固體絕緣材料如：塑料、薄膜、樹(shù)脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣油、絕緣漆、紙板等介質(zhì)的耐電弧性能測(cè)試；

二、參數(shù)

主要技術(shù)要求：
 1、輸入電壓：交流 220 V
 2、輸出電壓：交流 0--20 KV ;
 3、電器容量：2 KVA
 4、試驗(yàn)方式：間歇電弧，連續(xù)電弧
 5、試驗(yàn)電流：10MA-20MA-30MA-40MA可選
 6、試驗(yàn)電壓控制誤差： 優(yōu)于2％
 7、電弧通斷時(shí)間誤差： <5ms
 8、試驗(yàn)電壓連續(xù)可調(diào)： 0--20 KV

 9、電流控制精度：優(yōu)于±10%

10、電流測(cè)試精度：優(yōu)于±1.5%

11、電流對(duì)試驗(yàn)壓力：0.5±0.05N
12、電極規(guī)格：不銹鋼板狀電極 25.4mm*12.7mm*0.15mm
               鎢鋼電極 ￠2.4mm*70mm
               電極配置角110度
               重量：50G

 13、電極距離：6.35±0.1mm(可調(diào))
 14、安全防護(hù)措施：（1）超壓保護(hù)
                   （2）過(guò)流保護(hù) 
                   （3）短路保護(hù)
                   （4）安全門開(kāi)啟保護(hù)
                   （5）軟件誤操作保護(hù)

GB/T1411-2002 干固體絕緣材料 耐高電壓、小電流電弧放電的試驗(yàn)

前言

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC61621:1997《干固體絕緣材料耐高電壓、小電流電弧放電的試驗(yàn)》(英文版).

為便于使用,本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改:

a)“木國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)"一詞改為“本標(biāo)準(zhǔn)";

b)用小數(shù)點(diǎn)“."代替作為小數(shù)點(diǎn)的逗號(hào)“,";

c)刪除國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的目次、前言，

d)因國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)印刷錯(cuò)誤,現(xiàn)將圖1中的 R。和 t。改為R,和t。,7.3中的3.2改為3.1.

本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 1411-1978《固體電工絕緣材料商電壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)方法》。

本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 1411-1978的主要技術(shù)差異:

a)將GB/T 1411-1978中電弧程序的階段1/4通、7/4斷，修改為1/8通、7/8斷。

b)將GB/T 1411-1978中電極尺寸和重量分別由原來(lái)的p2.5mm修改為f2.4 mm±0.05 mm 和0.5 N±0.05 N。

e)將GB/T 1411-1978中電極間距離6.0mm±0.1 mm修改為6. 35 mm±0.1 mm。

d) GB/T 1411-1978中規(guī)定在每種材料的試樣上做10次試驗(yàn),并取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果,并規(guī)定了數(shù)據(jù)處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)修改為至少做5次試驗(yàn),并報(bào)告中值、最小值和值。

干固體絕緣材料耐高電壓、小電流電弧放電的試驗(yàn)

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)敘述的試驗(yàn)方法能夠提供同類絕緣材料當(dāng)其被暴露于高電壓、小電流電弧放電時(shí),它們之間耐受發(fā)生在緊靠表面損壞情況的初步差異。

電弧放電引起局部熱的和化學(xué)的分解與腐蝕并最終在絕緣材料上形成導(dǎo)電通道。試驗(yàn)條件的嚴(yán)酷程度是逐漸增加的:開(kāi)始幾個(gè)階段,小電流電弧放電反復(fù)中斷,而到了后來(lái)幾個(gè)階段,電弧電流逐級(jí)增大。

由于本試驗(yàn)方法操作方便和試驗(yàn)所需要的時(shí)間短,因此,它適用于材料初步篩選、檢查材料組分變化的影響和質(zhì)量控制檢驗(yàn)。

過(guò)去使用本試驗(yàn)方法的經(jīng)驗(yàn)表明,熱固性材料試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性是可以接受的。而對(duì)熱塑性材料，一些實(shí)驗(yàn)室報(bào)告表明,其試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)不能接受的大的偏差,這就導(dǎo)致本推薦方法不能應(yīng)用于熱塑性材料的試驗(yàn)。

注:正試圖在試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)控制電極壓力和穿入材料的深度,以減小熱塑性材料試驗(yàn)結(jié)果的分散性，不采取這種控制電極的措施而就對(duì)許多熱型性材料進(jìn)行試驗(yàn),這樣的試驗(yàn)可能沒(méi)太大意義。

通常,不允許只根據(jù)本試驗(yàn)方法就對(duì)一些材料的相對(duì)耐電弧等級(jí)作出結(jié)論,因?yàn)檫@些材料可能受制于其他類型的電弧作用。

材料的相對(duì)耐電弧等級(jí)可能與那些由潮濕耐漏電起痕試驗(yàn)(例如IEC 60112，IEC 60587及IEC 61302)獲得的等級(jí)不同,也與材料在實(shí)際使用中的工作狀況不同,因?yàn)樵谶@些場(chǎng)合中,材料承受電弧放電的強(qiáng)度,重復(fù)頻率以及時(shí)間等的差別很大，

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

IEC 60112:1979

固體絕緣材料在潮濕條件下相比漏電起痕指數(shù)和耐漏電起痕指數(shù)的測(cè)定方法

IEC 60212,1971

固體電氣絕緣材料在試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)條件

1EC 60587:1984

評(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐漏電起痕和蝕損的試驗(yàn)方法

IEC 61302:1995

電氣絕緣材料評(píng)定耐漏電起痕和蝕損的方法旋轉(zhuǎn)輪沉浸試驗(yàn)

3定義

下列定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

失效failure

當(dāng)被試材料內(nèi)形成導(dǎo)電通道時(shí),認(rèn)為材料已經(jīng)失效。如果電弧引起某一材料燃燒和當(dāng)電弧被切斷后材料還繼續(xù)燃燒,則也認(rèn)為材料已經(jīng)失效。

注1:當(dāng)電弧放電因深入材料內(nèi)部而消失時(shí),同路電流通常會(huì)發(fā)生變化且聲音發(fā)生明顯改變。

注2:對(duì)某些材料,在電極間電弧全部熄滅前,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi),朝失效發(fā)展的趨勢(shì)增加,僅當(dāng)所有電弧已想滅才發(fā)生失效。

注3:對(duì)某些材料,在電弧已經(jīng)熄滅之后,在靠近電極處可能觀察到持續(xù)的火花。不應(yīng)該把這種火花視為屬于電弧部分。

"注4:如果在電弧中斷期間材料繼續(xù)燃燒,則材料的這種伴隨電弧而發(fā)生的燃燒,只能視為失效。在其他情況下,繼續(xù)試驗(yàn)下去直至形成導(dǎo)電酒道。

注 5;即使材料以后又恢復(fù)電弧放電,仍然以整個(gè)電弧的次熄滅為失效。

3.2

耐電弧are resistance

從試驗(yàn)開(kāi)始直至試樣失效的總時(shí)間,秒。

4設(shè)備

4.1試驗(yàn)回路

試驗(yàn)設(shè)備電氣回路的主要部件如圖1所示。

注:次級(jí)回路接線雜散電鄰應(yīng)小于40pF。大的雜散電容可能會(huì)干擾電弧的形狀并影響試驗(yàn)結(jié)果。

4.1.1變壓器,T.

該變壓器的額定次級(jí)電壓(開(kāi)路)為15kV,額定次級(jí)電流(短路)為60mA,線路頻率為48 Hz~

62 Hz。

4.1.2可變比自耦變壓器,Te

額定容量為1kVA且與線路電壓匹配。

注:推薦初級(jí)電壓電源變化保持士2%。

4.1.3電壓表,VL

AC電壓表,其準(zhǔn)確度為士0.5%，能讀出電源電壓的塌%。

4.1.4毫安表,A

一種精確的有效值a.c.毫安表,能讀出10mA~40mA,準(zhǔn)確度為±5%。由于該毫安表僅當(dāng)進(jìn)行設(shè)定或改變回路時(shí)才用到它,因此,不用時(shí)可通過(guò)一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)使其短路。

注:盡管已經(jīng)采取措施抑制電弧電流的射頻分量,但當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行次組裝時(shí),可能還是需要檢查射頻分量是否存在。做法是應(yīng)用一個(gè)合適的熱電偶射頻(r.f.)型亳安表暫時(shí)與該毫安表串聯(lián)起來(lái)。

4.1.5電流控制電阻器,RR?，R」及R0

需要四個(gè)電阻器與變壓器T,的初級(jí)串聯(lián)。這些電阻器必須在一定范圍內(nèi)可調(diào),以便在校正過(guò)程允許對(duì)電流進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定。Rte總是接在回路中以便提供10mA電流，

4.1.6抑制電阻器,R3

額定電限為15 kΩ±1.5 kΩ并至少24W。該電阻器與電感(見(jiàn)4.1.7)一起用作抑制電弧電路中的寄生高頻。

4.1.7空芯電感器,X,，1.2 H~1.5H

注:用單個(gè)線圈構(gòu)成的這種電感器是不實(shí)用的,令人滿意的電感器是將導(dǎo)線繞在直徑約12.7mm和內(nèi)長(zhǎng)15.9mm的絕緣非金屑芯子上的8個(gè)3000匝~5000匝的線圈串聯(lián)而成，

4.1.8斷電器,B

由電機(jī)驅(qū)動(dòng)或電子儀器操作的斷續(xù)器是用作按表1的預(yù)定程序進(jìn)行切斷和接通初級(jí)回路,以便獲得該試驗(yàn)的三個(gè)較低階段所需要的周期。斷續(xù)器的準(zhǔn)確度為士0.008s。

4.1.9計(jì)時(shí)器,TT

秒表或電動(dòng)計(jì)時(shí)器,準(zhǔn)確至士1s。

4.1.10接觸器,C.

當(dāng)罩在電極裝置上的通風(fēng)防護(hù)罩降至設(shè)定位置時(shí),該通風(fēng)防護(hù)罩觸動(dòng)常開(kāi)(NO)微型開(kāi)關(guān),而微型開(kāi)關(guān)又使接觸器C。動(dòng)作并將變壓器T,與回路接通,使得高壓HV施加于電極上。當(dāng)通風(fēng)防護(hù)罩升時(shí),變壓器斷開(kāi),操作者得到保護(hù)。

4.2電極和電極裝置

4.2.1電極

電極由直徑2.4 mm±0.05 mm無(wú)裂紋,凹痕或粗糙疵點(diǎn)的鎢棒制成。活動(dòng)電極長(zhǎng)至少20mm。推薦將這個(gè)活動(dòng)電極固定于把柄上,使得在削尖后的電極能準(zhǔn)確定位。該電極應(yīng)經(jīng)研磨拋光,以形成與軸線夾角為30*±1*的平橢圓面。圖2展示出固定于合適把柄上的電極的一個(gè)實(shí)例。

注1:已發(fā)現(xiàn)鎢焊條是適用于這種電極的。

注2:在削尖過(guò)程中,采用鋼制夾緊裝置夾持電極,有助于保證將尖頭電極加工成所要求的幾何形狀。

4.2.2電極裝置

該裝置提供了一種夾持電極和試樣的方法,使得電弧按正確的角度施加于試樣的上部表面。該裝置應(yīng)這樣構(gòu)成,使得每一個(gè)試樣上部表面在每一次試驗(yàn)時(shí)都處在同一高度上。應(yīng)調(diào)節(jié)每一電極,使得它以0.5N±0.05N的力無(wú)約束地靜置于試樣上.不應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行抽風(fēng),只有當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中試樣釋放出煙霧或氣體時(shí),才允許把這些燃燒產(chǎn)物排放掉。

兩個(gè)電極應(yīng)該這樣定位,使得當(dāng)這兩個(gè)電極靜置于試樣上時(shí),它們是處在同一個(gè)垂直面內(nèi)且它們與水平方向傾斜35*士1"(這樣,兩電極軸間夾角為110“±2°),如圖3所示。橢圓表面的短軸應(yīng)成水平,兩間隔調(diào)節(jié)到6.35 mm士0.1mm.從略高于試樣的平面位置,應(yīng)提供觀察電弧的清晰視域。

注:對(duì)氣流的要求,正在考慮之中。

4.2.3清洗和削尖電極

4.2.3.1清洗電極

a)每一次試驗(yàn)后,應(yīng)該用不起毛的實(shí)驗(yàn)室用的紙巾蘸以丙酮或乙醇之類溶劑清洗電極,再用去離子水擦洗電極，然后用丁凈的、干的不起乇的紙巾將其擦干。

b)如果經(jīng)過(guò)上述清洗后還有過(guò)量燃燒產(chǎn)物殘留在電極上,那么,已經(jīng)證明,施加一次約1min、40mA連續(xù)電弧(在原位置上無(wú)試樣)對(duì)清除殘留物是有效的。

4.2.3.2削尖電極

當(dāng)在放大15倍下觀察電極時(shí),電極應(yīng)保持原始橢圓面狀態(tài)且無(wú)毛刺或粗糙邊緣。

如果不符合上述要求,則應(yīng)削尖電極。

4.3試驗(yàn)箱

為防止通風(fēng),試驗(yàn)箱應(yīng)是不通風(fēng)的密閉箱,其尺寸不小于300 mmX150 mmX100 mm。

4.4校準(zhǔn)

4.4.1開(kāi)路工作電壓

開(kāi)路狀況下,將電壓調(diào)節(jié)至12.5kV。根據(jù)開(kāi)路的初級(jí)電壓對(duì)次級(jí)電壓的比,用電壓表VL測(cè)量該電壓。

4.4.2次級(jí)電流的調(diào)節(jié)

將兩個(gè)電極按準(zhǔn)確間隔距離置于陶瓷塊上,在關(guān)閉通風(fēng)防護(hù)翠情況下,給設(shè)備施加電壓并用可變電阻器R,R?。R?及R?調(diào)節(jié)電流。

5試樣

5.1對(duì)材料作正規(guī)比較時(shí),應(yīng)在每一材料的試樣上至少做5次試驗(yàn)。

5.2試樣厚度應(yīng)是3mm+81mm。應(yīng)用其他厚度時(shí)應(yīng)予以報(bào)告。

5.3 每一試樣應(yīng)具有必要的尺寸,使試驗(yàn)在平坦表面上進(jìn)行并可使電極裝既應(yīng)距試樣邊緣不少于6 mm,又應(yīng)距先前試驗(yàn)過(guò)的地方不少于12mm。試驗(yàn)薄的材料時(shí),要預(yù)先把它們緊緊地夾在一起,使形成的試樣厚度盡可能接近推薦的厚度。

5.4當(dāng)試驗(yàn)?zāi)Ｋ懿考r(shí),應(yīng)施加電弧于被認(rèn)為意義的位置。部件的比較試驗(yàn),應(yīng)在類似的位置進(jìn)行。

5.5試驗(yàn)前應(yīng)使用合適的方法去除粉塵、濕氣和指印等。

瞥告;該清除程序可能對(duì)材料有影響，

6條件處理

除另有規(guī)定外,試樣應(yīng)在23℃士2℃、50%±5%相對(duì)濕度(按IEC60212中的標(biāo)準(zhǔn)大氣B)標(biāo)準(zhǔn)大氣中至少暴露 24 h。

7程序

7.1測(cè)定耐電弧時(shí),置試樣于電極裝置內(nèi)并調(diào)節(jié)電極間距至6.35mm±0.1mm。

7.2接通試驗(yàn)回路并觀察起始電弧、漏電起痕進(jìn)展和被試材料的任何奇特現(xiàn)象。如果任何試驗(yàn)階段的次試驗(yàn)進(jìn)展正常,則隨后的試驗(yàn)就不必再仔細(xì)觀察。

警告:在觀察電弧過(guò)程中,操作者要配戴防紫外線眼鏡或應(yīng)用紫外線遮護(hù)板。

觀察起始電弧以便確定它是否仍然保持平的且緊靠試樣表面。如果電弧頂部處于試樣表面上方約2mm 或者電弧爬向電極上方而不再保持在電極處或者發(fā)生不規(guī)則的閃爍,則表明回路常數(shù)不正確或者材料正在以極大速率釋放出氣體產(chǎn)物。

7.3每次1min試驗(yàn)結(jié)束時(shí),電弧嚴(yán)酷程度將按表1所示順序增加,直至按3.1定義發(fā)生失效。失效時(shí),應(yīng)立即切斷電弧電流并停止記時(shí)。記錄5次試驗(yàn)的每一次到達(dá)失效的時(shí)間(s)。

8結(jié)果

8.1本試驗(yàn)的結(jié)果是以秒表示的失效時(shí)間.

注;許多材料常常是在嚴(yán)酷程度發(fā)生變化后的開(kāi)頭幾秒內(nèi)失去抵抗能力的。當(dāng)對(duì)材料的耐電弧作比較時(shí),兩者差異處于兩個(gè)階段交替的那幾秒要比處于單個(gè)階段內(nèi)所經(jīng)過(guò)的相同的那幾秒時(shí)間重要的多。因此,耐電弧在178s與182s之間和耐電弧在174s與178s之間兩者存在著很大的差異。

8.2 已經(jīng)觀察到的四種通常失效類型

8.2.1由于許多無(wú)機(jī)電介質(zhì)變成白熱狀態(tài),致使它們變成能夠?qū)щ姟Ｈ欢?當(dāng)冷卻時(shí),它們又恢復(fù)到其原先絕緣狀態(tài)。

8.2.2某些有機(jī)復(fù)合物突然發(fā)生火焰,但在材料內(nèi)不形成明顯的導(dǎo)電通道.

8.2.3另外一些材料可見(jiàn)到因漏電起痕而導(dǎo)致失效,即當(dāng)電弧消失時(shí),在電極間形成一條細(xì)金屬絲似的線。

8.2.4第四種類型是表面發(fā)生碳化直至出現(xiàn)足夠的碳而形成導(dǎo)電。

9報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容:

9.1 被試材料的鑒別和被試的厚度，

9.2試驗(yàn)前的清洗和條件處理的細(xì)節(jié)。

9.3耐電弧時(shí)間的中值、最小值和*大值。

9.4觀察到的特殊現(xiàn)象,例如,燃燒和軟化。