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电压击穿的概念和类型

北广精仪

2020/08/05 08:50

阅读:151

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电压击穿的概念和类型

在电场作用下绝缘物内部产生破坏性的放电,绝缘电阻下降,电流增大,并产生破坏和穿孔的现象。电工设备中引起事故的重要原因。其发生时的电压称“击穿电压”,它的数值与材料的种类、厚度及使用环境有关。

电击穿

电介质在足够高的电场强度作用下瞬间(10~10s)失去介电功能的现象。是电介质击穿形式之一。在电场作用下,电介质内少量自由电子动能增大,当电场强度足够大时,自由电子不断撞击介质内的离子,并把能量传递给离子使之电离,从而产生新的次级电子,这些次级电子在电场中获得能量而加速运动,又撞击并电离更多的离子,产生更多的次级电子,如此连锁反应,如同雪崩,产生“电子潮”,使贯穿介质的电流迅速增大,导致击穿。

击穿热击穿

在电场作用下,固体电介质因内部热量积累、温度过高而导致,由绝缘状态突变为良导电状态的过程。

实际绝缘结构中,除了导体中电流产生的热量将传送给固体电介质外,在电场作用下,固体电介质本身也将因漏导和极化而发热。与此同时,固体电介质也要向四周散发热量,若发热量超过散热量,则固体电介质的温度将上升。由于固体电介质的损耗随温度上升而增加,因此发热量也随之增加。相应地,散热量也随固体电介质与周围环境温差的增加而增加。若在固体电介质能耐受的温度下,发热量与散热量相等,则建立起了热平衡,固体电介质正常工作;若发热量始终大于散热量,则固体电介质的温度不断上升,最终固体电介质发生炭化、熔化或开裂等现象,丧失绝缘性能,发生热击穿
500K.jpg

击穿光击穿

由于强激光场的作用使透明介质中发生各种损伤,光击穿是指强激光引起雪崩电离导致击穿引起的损伤,它区别于激光直接加热引起的损伤,后者称为热击穿。
固体中的光击穿的物理机制为: 固体中有少量准自由电子(热激发到导带上的电子,或由于多光子光致电离产生的电子),在激光场中这些电子获得能量,在与原子碰撞时使后者电离; 多次重复此过程,电子快速倍增,由于雪崩电离形成等离子体;等离子体加热和膨胀形成冲击波导致固体局部损伤,表现为漏斗状的损伤径迹(如为夹杂物引起的则为球状)。

击穿击穿电压

使电介质击穿的电压,电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体,称为电介质击穿,所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下,其击穿场强不同。当电容器介质和两极板的距离d一定后,由U1-U2=Ed知,击穿场强决定了击穿电压。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。提高电容器的耐压能力起关键作用的是电介质的介电强度。附表为各种电介质的相对介电常量εr和介电强度。
电介质相对介电常数击穿场强击穿场强,1e6/(V/m)
空气1.00053
78
云母3.7~7.580~200
玻璃5~1010~25
5.7~6.86~20
3.514
电木7.610~20
聚乙烯2.350
二氧化钛1006
氧化钽11.615
钛酸钡~103~1043
影响击穿电压的因素主要有:
(1) 电极的形状 ,电极的曲率半径越小,击穿电压越低,越容易放电。
(2)电极的极性,棒状电极对平板电极放电时,当棒状电极带负电时,击穿较困难,击穿电压高,带正电时,击穿电压较低,容易发生击穿。
(3)气体的压强降低或温度升高时,由于电子动能变大,击穿电压降低,容易发生火花放电。
(4) 湿度增加可使击穿电压下降。
(5) 电压的作用时间很短时,击穿电压较高。击穿电压越低,越容易发生火花放电,越容易成为可燃物的点火源。
击穿介电常数.png
安全保护功能:

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  近距离大于270mm,50KV测试设备高压电极距离试验箱壁的  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、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  近距离时安全距离,试验时即使人接触箱壁也不会有危险。

5、本仪器试验过程中如空气相对湿度大于70%,两电极间空气放电的距离会增加很多,所以试验中请与仪器保持1.2米的距离。

6、本仪器之控制计算机专为电压击穿试验机设计,请勿随意添加和删除程序或移作它用。

7、本公司保留对设备改进的权利,并不另行通知用户。

技术要求:

01、输入电压: 交流 220 V

02、输出电压: 交流 0--50 KV ;

               直流 0--70 KV ;(同类产品做到50kv)

03、电器容量: 10KVA

04、高压分级: 0--50KV 全程可调(采用高精度电压采样器件,取消了同类厂家由于电压采样精度不够必须采用高压分级的方式)

05、升压速率: 100 V/S    200 V/S    500 V/S    1000 V/S     2500 V/S     3000 V/S (此项满足 标准里面极快速升压试验要求)

备注:本产品采用 直流伺服电机加载减速机构,保证了 标准里面关于极慢速试验和极快速试验的 要求,(一般厂家为皮带轮机构,误差较大)保证用户可以自由选择升压速率。可以根据用户需求设定不同的升压速率。

06、试验方式:

           直流试验:1、匀速升压 2、阶梯升压 3、耐压试验

           交流试验:1、匀速升压 2、阶梯升压 3、耐压试验

 注:根据不同行业的标准,我们可以根据用户的要求,依据贵行业标准,为您定制行业标准所需的特殊测试功能。

07、电压试验精度: ≤0.5%

 08、电极规格:1、片材电极 ¢25mm  两个   片材电极 ¢75mm一只

                 2、管用电极          两个 、一套。

09、过电流保护装置应有足够灵敏度以保证试样击穿时在0.05S内切断电源。

10、本仪器采用先进的无触点原件匀速调压方式,淘汰同类产品中机械传动升压方式。

11、一次试验可以做5个试样。备注:(同类产品一次试验只能做一个试样)

12、耐压时间设定:0-6小时(可通过软件连续设定)

13、主机尺寸:长宽高-800*800*1450(MM)

14、击穿判停方式:1、电压判停 2、电流判停

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