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耐高压电电弧放电的试验

前言

依据GB/T1411-2022《干固体绝缘材料耐高电压、小电流电弧放电的试验》标准，本方案能够提供材料当其被暴露于高电压下的电弧放电试验，它们之间耐受发生在紧靠外表的损坏情况的初步差异。

电弧放电引起局部热的化学分解与腐蚀并最终在绝缘材料上形成导电通道。试验条件的严酷程度是逐渐增加的：开始几个阶段，小电流电弧放电反复中断，而到了后来几个阶段，电弧电流逐渐增大。

1、定义

1.1

失效

当被试材料内形成导电通道时，认为材料已经失效。如果电弧引起某一材料燃烧和当电弧被切断后材料还继续燃烧，那么也认为材料已经失效。

1.2

耐电弧

从试验开始直至试样失效的总时间，秒。

2、设备

2.1试验回路

试验设备电气回路的主要部件如下列图所示：

〔次级回路接线杂散电容应小于40pF，大的杂散电容可能会干扰电弧的形状并影响试验结果。〕

变压器，Tv

该变压器的额定次级电压〔开路〕为15KV，额定次级电流〔短路〕为60mA，线路频率为48Hz～62Hz。

可变比自耦变压器，Tc

额定容量为1kVA且与线路电压匹配。推荐初级电压电源变化保持±2%。

电压表，VL

AC电压表，其准确度为±0.5%，能读出电源电压的＋10－20%。

毫安表，A

一种精确的有效值a.c.毫安表，能读出10mA～40mA，准确度为±5%。由于该毫安表仅当进行设定或改变回路时才用到它，因此，不用时可通过一个旁路开关使其短路。

电流控制电阻器，R10，R20，R30及R40

需要四个电阻器与变压器Tv的初级串联。这些电阻器必须在一定范围内可调，以便在校正过程允许对电流进行准确设定。R10总是接在回路中以便提供10mA电流。

抑制电阻器，R3

额定电阻为15kΩ±1.5kΩ并至少24W，该电阻器与电感一起用作抑制电弧电路中的寄生高频。

空芯电感器，Xs,1.2H～1.5H

用单个线圈构成的这种电感器是不实用的，令人满意的电感器是将导线绕在直径约12.7mm和内长15.9mm的绝缘非金属芯子上的8个3000匝～5000匝的线圈串联而成。

断电器，B

由电机驱动或电子仪器操作的断续器是用作按表1的预定程序进行切断和接通初级回路，以便获得该试验的三个较低阶段所需要的周期。断续器的准确度为±0.008s。

计时器，TT

秒表或电动计时器，准确至±1s。

接触器，Cs

当罩在电极装置上的通风防护罩降至设定位置时，该通风防护罩触动常开〔NO〕微型开关，而微型开关又使接触器Cs动作并将变压器Tv与回路接通，使得高压HV施加于电极上。当通风防护罩升起时，变压器断开，操作者得到保护。

2.2电极和电极装置

电极

电极由直径2.4mm±0.05mm无裂纹、凹痕或粗糙疵点的钨棒制成。活动电极长至少20mm。推荐将这个活动电极固定于把柄上，使得在削尖后的电极尖端能准确定位。该电极尖端应经研磨抛光，以形成与轴线夹角为30°±1°的平椭圆面。下列图展示出固定于适宜把柄上的电极的一个实例。

电极装置

该装置提供了一种夹持电极和试样的方法，使得电弧按正确的角度施加于试样的上部外表。该装置应这样构成，使得每一个试样上部外表在每一次试验时都在同一高度上。应调节每一电极，使得它以0.5N±0.05N的力无约束地静置于试样上。不应对试样进行抽风，只有当试验过程中试样释放出烟雾或气体时，才允许把这些燃烧产物排放掉。

两个电极应该这样定位，使得当这两个电极静置于试样上时，它们是处于同一个垂直面内且它们与水平方向倾斜35°±1°〔这样，两电极轴间夹角为110°±2°〕，如下列图所示。椭圆尖端外表的短轴应成水平，两尖端间隔调节到6.35mm±0.1mm。

从略高于试样的平面位置，应提供观察电弧的清晰视域。

清洗和削尖电极

清洗电极

a〕每一次试验后，应该用不起毛的实验室用的纸巾蘸取丙酮或乙醇之类的溶剂清洗电极，再用去离子水清洗电极，然后用干净的、不起毛的纸巾将其擦干。

b〕如果经过上述清洗后还有过量燃烧产物残留在电极上，那么，已经证明，施加一次约1min，40mA连续电弧〔在原位置上无试样〕对去除残留物是有效的。

削尖电极

当在放大15倍下观察电极时，电极应保持原始椭圆面状态且无毛刺或粗糙边缘。如果不符合上述要求，那么应削尖电极。

2.3试验箱

为防止通风，试验箱应是不通风的密闭箱，其尺寸不小于300mm×150mm×100mm。

2.4校准

开路工作电压

开路状况下，将电压调节至12.5kV，根据开路的初级电压对次级电压的比，用电压表VL测量该电压。

次级电流的调节

将两个电极按准确间隔距离置于陶瓷块上，在关闭通风罩情况下，给设备施加电压并用可变电阻器R10，R20，R30及R40调节电流。

3、试样