电压击穿试验仪

一、概述：

ZJC-20KV型电压击穿试验仪采用计算机控制，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。北京航天纵横检测仪器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、技术参数：

1. 为高压测试仪器，非熟练操作人员不能单独使用此设备。

2. 电源/机壳应保证良好接地。

3. 保证本设备使用环境的干燥，降低湿度可减小与周围导体发生击穿的可能。

4. 变压器高压输出端与箱体内壁留有足够的安全距离，北京航天纵横检测仪器保证设备良好接地后即使在试验过程中触碰到机壳外表面也不会触电。

5. 在每次打开设备亚克力门板前都应使用放电棒对高压端进行放点操作。

四、设备组成：

1、升压部件：由调压器和高压变压器组成0～50KV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。北京航天纵横检测仪器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：计算机内装有信号采集卡，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)随设备提供电极，北京航天纵横检测仪器具体规格为：Ф25mm×25mm；Ф75mm×25mm。

五、使用时的注意事项：

1、试验过程中不能让无关人员靠近，因本试验仪器可产生较高的电压，未经过培训的人员不能使用该设备。试验时要有监护人员，不要单人使用。以防万一发生意外情况。

2、长时间不使用设备，在再使用时，先让仪器空载加压一次，即把高压电极的接线从均压球上取下。查看计算机试验界面，北京航天纵横检测仪器看看高压电压是否正常。

3、试验中发生意外情况要及时切断电源，问题处理后才能继续试验。

4、设备安放要平稳，安放的地面要坚固。最好是水泥地面以免产生共振。

5、该设备在使用中外壳要接保护地线，既设备外壳接大地,以保护操作人员和设备运行的安全。

6、使用完北京航天纵横检测仪器设备后，要关掉系统各部分电源，不准带电插拔电源线。

7、要按规定的电源电压接入设备。确保电路接线正确。否则会损坏设备。

8、该仪器需安置在室内，实验室应整洁、干燥、无腐蚀性介质，非相关人员不要随意操作。

9、不要让设备电缆碰到尖边，以免划破电缆绝缘；不要让电缆压在重物之下，以免压断电缆引起火灾；不要用电缆拉物体或用电缆捆绑物体，以免拉断电缆使设备不能正常运转。

10、不要让设备碰到水，腐蚀性气体，可燃气体和可燃物。如果不避免，可能发生火灾。

11、搬动北京航天纵横检测仪器设备时,要切断设备电源,并要把插头从插座中拔下。禁止搬动设备时放倒或倾斜设备。

12、不要在北京航天纵横检测仪器设备运行时插拔设备的电源插头。

13、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。

六、操作步骤：

1. 设备安装：客户在收货拆箱后将设备运送至固定安放地点，然后将设备主机底部脚轮固定。在设备主机右侧摆放一张办公桌用于放置台式电脑。为设备主机和电脑连接AC220V电源，连接电脑主机和显示屏的数据线。在配件物品中找到两根九芯的白色数据线，将设备主机右侧的COM1、COM2端口与电脑主机背后的COM1、COM2端口对应连接。

2.试验准备：依据标准GB/T1408制备表面平整厚度均匀的试样，试样大小应大于试验电极的截面。使用两根高压连接线将变压器输出端与上电极铜杆、高压尾与下电极分别进行连接。在北京航天纵横检测仪器设备主机油槽内加入变压器油或硅油，油面高度应没过上电极(油槽为亚克力胶粘连接，避免带油搬动和机械冲击)。然后将试样放置于两电极间，位置大致居中即可。

3.打开软件：先打开设备右侧的空开电源开关，再按下面板上的“电源"按钮使设备通电。然后打开电脑，在桌面上找到软件的图标双击打开。本设备可进行交/直流各三种模式的试验。北京航天纵横检测仪器六种试验的操作方法和参数设置类似。

4.软件试验界面介绍（以交流击穿试验为例）：点击“交流击穿试验"进入

a.工作状态：用于显示软件当前的工作状态

b.实时数据：显示试验过程中的实际数据值，不可修改

c.设定数据：显示当前试验的设定数据值，可通过“参数设定"修改

d.控制按钮区：控制试验的开始/停止；参数设置；返回首页；清除曲线

e.电压-时间曲线：可同界面显示5条试验曲线，其底部一排为曲线界面的控制调节按钮

从左往右依次为：

1.无极放大：鼠标左键框选曲线界面区域进行局部放大

2.放大两倍；3.缩小两倍；4.原大小；

5.向左滚动；6.向右滚动；7. 向上滚动；8. 向下滚动；

9.显示数值：选中后，界面会出现一条竖线，可左键选中拖动，当其与数据曲线相交时会在右上角显示交点的坐标值

10.显示网格 11.调整坐标 12.设置曲线 13.选项

14.从文件中加载 15.保存曲线到文件 16.打印 17.打印预览

f. 试验结果数据显示表：每次试验完成后自动显示试验数值，可显示5次试验结果的数值和平均值，

g. 客户信息：显示当前试验的附属信息，可在“参数设定"中修改,修改完成后点击确定退出

5.单次试验过程：当试验准备工作完成后，关闭两扇亚克力门使门感应开关闭合。按下面板上的“电压准备"按钮。

再软件界面中点击“清除曲线"清除上次试验的数值和曲线。

点击“参数设置"预设本次试验的参数信息

点击“开始试验"，此时实时数据区会显示实时数值，曲线区会动态生成当前试验的电压-时间曲线

当试样击穿，北京航天纵横检测仪器软件自动弹出提醒框，单次试验完成

6.重复试验：当同一规格材料进行多次重复试验时，上一个试样击穿后需要更换新的试样。在打开亚克力门板前必须先逆时针旋转梅花旋钮使放电棒与变压器输出端进行短时接触，以消除残余电量保证操作人员安全。北京航天纵横检测仪器更换试样时应佩戴绝缘手套确保安全，同时也能防止试验油接触手部皮肤。

试样更换完成后关闭两扇亚克力门，若参数无需修改即可开始试验。

7.保存数据：当试验完成后或五次试验满后需进行数据表格保存的操作。

点击软件界面左上角的“文件"字样即可出现保存文件的下拉菜单。

表格默认保存在C盘中，以保存的时间命名。

七、配置单：

八、常见可能的故障及处理方法（处理硬件故障建议非必要一定断开电源）

故障现象一：、高压不升压，电压没有显示；

解决办法：

硬件检查（断开电源后）

1、检查总电源开关是否打开、门控显示、起点指示是否正常点亮。

2、高压启动开关是否绿灯亮起。（正常高压启动按下后点亮）

3、如果供电正常后仍不升压，（断电后）可打开侧门，观察左侧调压器上驱动步进电机，检查尼龙传动皮带是否脱落、打滑或滞住。

4、如果电脑软件控制操作提示框显示“试验数据出现异常且无法保存"，硬件查看高压采集电路，北京航天纵横检测仪器有可能硬件故障。

软件参数设置检查：

①看量程是否选择正确50KV；（量程选择不对）

②软件中峰降电压值设置过低，（增大系数即可。）

③软件中电流保护设置过小，（增大电流数）

5、检查是否控制板驱动丢失或者控制卡损坏，打开北京航天纵横检测仪器软件正常情况下，会提示检测到一个控制卡，否则提示检测不到。用备份光盘重新驱动。在“设备管理器中"的AC6010a板卡驱动是否存在，否则重新驱动解决。

故障现象二：软件打不开；

解决办法：系统中病毒，软件打不开，（，重新安装软件或者重新更换操作系统。）

故障现象三；高压采集电阻裸露在液界外；

1、断开电源后，打开操作面板门，手动打开采集器上盖，加入25＃变压器油。

故障现象四：蜂鸣器响；

1、（开机蜂鸣器响）检查地线地线是否断路。解决办法：连接地线

2、（试验开始蜂鸣器响），北京航天纵横检测仪器有可能高压采集部分断路

3、 试验结束有时蜂鸣器响，不用处理。

故障现象五：蜂鸣器不响；

1、更换报警蜂鸣器。

2、检查是否断线，后面板插头连接状况。

故障现象六：测试电压值偏低或者开机就断电

1、可能试样太小，不足以覆盖电极

2、各个螺丝安装点松动，请断开220V电源检查

九、使用前须知；

本仪器为高压试验设备，使用前请仔细阅读如下内容

1、仪器安装时，要具备独立的接地线（接地电阻小于4欧姆）

2、使用前。操作者要仔细阅读北京航天纵横检测仪器使用说明书。掌握具体的操作方法和步骤；

3、仪器不可以在含有腐蚀性气体和含有颗粒杂质的环境下使用；

4、每次更换试样或接触高压电极前。北京航天纵横检测仪器必须进行放电（直流测试状态），且放电时间不小于5秒；

5、试样被击穿瞬间，会有火花产生并伴有声响，这属于正常现象；

6、每次进行试验前。必须检查北京航天纵横检测仪器接地线是否接触良好。

十、售前服务：

为您提供理化试验室电学性能测试室的规划设计方案：

◎ 试验室设施和环境要求

◎ 仪器、设备的配置

在您研制新材料时，专业工程师可为您提供材料测试服务，当收到您委托做试验的试样和试验要求后，结合试验标准要求和材料特性选择适合的北京航天纵横检测仪器设备为您完成测试，并将以电邮的方式将试验报告及图片发给您。

多年材料电学解决方案的积累，结合您的实际需求，为您提供丰富的实际应用案例，您将会对试验标准的理解，试验北京航天纵横检测仪器设备的选型，试验附件的选购有更多的参照。

十一、售后服务：

1、安装调试：协助北京航天纵横检测仪器试验机的安装，负责试验机的运输、调试。

2、验收标准：试验机按订货技术附件进行验收。终验收在买方进行，对用户提供的试样进行试验，并提供测试报告。

3、培训：安装调试同时，在仪器操作现场免费培训操作人员2-3名，该操作人员应是由需方选派的长期稳定的员工，培训后能够对设备基本原理、软件使用、操作、维护事项理解和应用，使人员能够独立操作设备对样品进行检测、分析，同时能进行基本的维护。

4、软件升级：北京航天纵横检测仪器终生免费提供新版本控制软件。

5、保修：

5.1、设备保修一年，长期服务，一年内非人为损坏的零部件免费更换，保修期内接到用户邀请后，迟响应时间为2小时内，在与用户确认故障后，北京航天纵横检测仪器会在48小时内派工程师到达现场进行免费服务，尽快查清故障所在位置和故障原因，并向用户及时报告故障的原因和排除办法。

5.2、保修期内人为损坏的零部件按采购（加工）价格收费更换。

5.3、保修期外继续为用户提供专业技术服务，在接到用户维修邀请后3天内派工程师到达用户现场进行维修。并享有优惠购买零配件的待遇。

5.4、传感器过载及整机电路超压损坏不在北京航天纵横检测仪器保修范围内。

十二、选型说明：

1、 介电强度和击穿电压的区别：

介电强度：是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度.它定义为试样被击穿时, 单位厚度承受的最大电压,单位是：KV/mm或MV/m,介电强度越大, 它作为绝缘体的质量越好.介电强度也可称为电气强度。

击穿电压：是一种材料作为绝缘体时所能承受的最大电压值，也就是击穿破坏时的最大电压值，单位是：KV

2、 如何选择合适量程的电压击穿：

在材料的标准要求里或者测试报告中，对材料的耐压等级通常用介电强度来表示，即KV/mm,击穿电压和介电强度的关系可以用如下公式表示：

                             击穿电压值（KV）

介电强度（KV/mm）=------------------------------------------

                            试样厚度（mm）

由如上公式可以得出结论,选择多大量程的测试仪器,取决于试样的厚度,即:

击穿电压值(KV)=介电强度(KV/mm)* 试样厚度（mm）

      由此公式所得出的击穿电压值是按照试样厚度测试时的有效电压值，所以得出击穿电压值后，在此电压值得基础上适当加宽些量程范围比较合理，建议计算出击穿电压值后增加10KV—20KV

3、 同等电压量程不同功率的电压击穿试验仪的区别：

A：在测试规程和测试标准中，测试数据是击穿电压值，而对北京航天纵横检测仪器的输出电流没有要求时，可以不用考虑设备的容量值，只关注设备的量程即可，对测试数据没有影响

B：在有些测试标准或测试要求中，必须要求北京航天纵横检测仪器满足最大输出电流是多少，对此在选择仪器量程的同时，需要关注变压器的容量值（即功率KVA）

C：输出电流、电压值及功率之间的关系用如下公式表示：

                          变压器容量（KVA）

输出电流（MA）=----------------------------------------------

                           电压量程（KV）

十三、安全操作规程：

1、必须按说明书要求可靠接好各个系统的地线，严禁未接好各条地线就通电运行。北京航天纵横检测仪器应随时检查各条地线是否接妥，并用万用表检查是否导通。

2、随时检查安全门门开关的有效可靠性，坚决不允许将门开关以另外方式短路。

3、每次高压试验结束，必须在确认控制柜内接触器已跳开，即确认高压指示灯已灭，调压器已返回零后，显示值降为0V，方可拉开安全门，一定要先用手握住放电棒底部，北京航天纵横检测仪器用放电棒的金属部分接触上电极、试验电压输出端进行放电，并将放电棒挂在上电极上，然后方可进行操作。

4、当发生试样已击穿，但控制柜内接触器未跳开，即高压指示灯不灭，调压器不返回零、发生死机或是按键失灵，电压超出试验电压范围等紧急情况时，北京航天纵横检测仪器可立即按停止按钮，或断开电源开关。

5、保持室内的试验温度和湿度，经常擦拭相关仪器设备，保持清洁，避免受潮放电等因素给试验结果带来影响。

6、试验结束后或长期不用设备应将放电棒悬挂在变压器高压端，用绸布遮盖好相关仪器，断开电源。

十四、击穿的判定：

1、在电击穿的同时，回路中电流增加和试样两端电压下降。电流的增加可使断路器跳开或熔丝烧断．但是有时也可由于闪络、试样充电电流、漏电或局部版电电流、设备磁化电流或误动作而引起断路嚣跳开．因此，断路器应与试验设备及被试材料的特性相匹配，否则，断路器可能会在试样未击穿时动作或当试样击穿时断路器不动作，这样便不能正确地判断出是否击穿。北京航天纵横检测仪器即使在好的条件下，也存在周围媒质先击穿的情况也会发生。因此，在试验过程中要注意观察和检测这些现象，若发现媒质击穿，应在报告中注明。注：对漏电检测电路敏感性特别重要的那些材料，在这种材料的标准中也应作同样的说明。

2、在垂直于材料表面方向试验时通常容易判断，无论通道是否充有碳粒，当击穿发生后用肉眼容易看到真正击穿的通道；

3、当平行于材料表面方向试验时，要求判断是由试样破坏引起的击穿现象还是由闪络引起的失效。可以通过检查试样或使用再施加一次电压的办法来进行鉴别，再次施加的电压值应小于第 一次施加的击穿电压值。北京航天纵横检测仪器试验证明，再次施加的电压值为第一次击穿电压值的50%比较合适，然后用与第一次试验相同的方法升压直到破坏。

十五、接地系统要求：

1、挖一0.5米深、3米宽、3米长的坑。

2、将2.5米长的3根角钢用大铁锤砸入地下，3根角钢成一直线或是成一个等边三角形，北京航天纵横检测仪器每两根角钢间相距2.5米。

3、在离地面0.5米深的地方将砸入地下的3根角钢焊接在一起。

4、用10mm2以上的多股铜线或金属排（建议用镀锌钢排或铜排）将接地系统引入实验室。

5、焊接好之后用泥土将0.5米深的坑填满。

6、若要使接地系统更加良好，可将砸入地下的角钢之间用木碳和工业盐填充。

7、用接地电阻测量仪定期地测量接地电阻值，确保在1Ω以下。

8、接地系统必须使用3根或3根以上的镀锌角钢砸入地下，角钢布置成一个方阵，北京航天纵横检测仪器建造于潮湿的地方。

十六、测试和测试样状况的影响因素：

1、电极——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。北京航天纵横检测仪器通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。

2、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。

3、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。北京航天纵横检测仪器通常，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。

4、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。

5、 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。

6、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。

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，北京航天纵横检测仪器以减小击穿前表面放电的影响。

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。