機(jī)臺(tái)型號(hào)：zdh-20kv耐電弧試驗(yàn)儀
一、概述：
zdh-20kv耐電弧試驗(yàn)儀由計(jì)算機(jī)控制運(yùn)行，可以顯示當(dāng)前實(shí)驗(yàn)狀態(tài)及實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后并保存當(dāng)前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可打印、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
zdh-20kv耐電弧試驗(yàn)儀是按照應(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，耐電弧試驗(yàn)儀主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；
滿足標(biāo)準(zhǔn)：gb/t 1411-2002《固體絕緣材料耐高壓低電流電弧放電的試驗(yàn)》（等同iec61621-1997）及astm d 495等標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)制造的，并符合iec 149、ul 746a等試驗(yàn)方法；
二、功能特點(diǎn)：
1．本機(jī)為上下一體結(jié)構(gòu)，下部為操作系統(tǒng)，上部為試驗(yàn)箱。
2．本產(chǎn)品采用智能控制技術(shù)，通過(guò)選擇程序（iec或astm）可自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，并在電腦上顯示試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。
3．安全性能良好，抗*力強(qiáng)，測(cè)試精度高。
三、主要技術(shù)參數(shù)：
1、電弧通斷時(shí)間誤差：小于±10ms
2、調(diào)壓器容量：2kva
3、額定試驗(yàn)電壓：12.5kv
4、試驗(yàn)電壓精度：±3%
5、電流控制精度：±10% 電流測(cè)量精度：1.5%
6、電極對(duì)試樣壓力：（0.5±0.05）n
7、電極材料：鎢棒
8、電極距離：（6.35±0.1）mm（iec）（6.0±0.1）mm（astm）
9、使用環(huán)境溫度：（23±2）℃
10、使用環(huán)境濕度：（50±5）%
11、電源：220v±5% 50hz 10a
12、試驗(yàn)方法：國(guó)標(biāo)/美標(biāo)/10 ma 連續(xù)/20 ma 連續(xù)/30 ma連續(xù)/40 ma連續(xù)
13、試驗(yàn)程序如下：
程序段
電弧電流
ma
電弧通斷時(shí)間s
各程序段持續(xù)時(shí)間s
試驗(yàn)總時(shí)間s
iec 61621
astm d495
1
10
1/8s通 7/8s斷
1/4s通 7/4s斷
60
60
2
10
1/4s通 3/4s斷
1/4s通 3/4s斷
60
120
3
10
1/4s通 1/4s斷
1/4s通 1/4s斷
60
180
4
10
連續(xù)通
60
240
5
20
連續(xù)通
60
300
6
30
連續(xù)通
60
360
7
40
連續(xù)通
60
420
四、配置：
序號(hào)
名稱
數(shù)量
01
耐電弧試驗(yàn)儀
一臺(tái)
02
電極系統(tǒng)
一套
03
電極支座
一套
04
電源電纜
一套
05
接地放電棒
一支
06
電流毫安表
一臺(tái)
07
電腦測(cè)控軟件
一套
08
試樣架
一支
09
電極距離標(biāo)準(zhǔn)塊
2塊
10
角度標(biāo)準(zhǔn)塊
2塊
11
陶瓷片
2片
12
噴墨打印機(jī)
1臺(tái)
13
計(jì)算機(jī)
1臺(tái)
16
使用說(shuō)明書(shū)
1份
17
合格證
1份
gbt 1411-2002干固體絕緣材料耐高電壓、
小電流電弧放電的試驗(yàn)
一、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*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)許多熱塑性材料進(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iec60112，iec60587及iec61302）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。
二、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)。
iec60112：1979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
iec60212：1971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
iec60587：1984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
iec61302：1995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)
三、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)，回路電流通常會(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)所有電弧已熄滅才發(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)電通道。
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arc resistance
從試驗(yàn)開(kāi)始直至試樣失效的總時(shí)間，秒。
四、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)回路接線雜散電容應(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，tv
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48hz~62hz。
4.1.2可變比自耦變壓器，tc
額定容量為1kva且與線路電壓匹配。
注：*初級(jí)電壓電源變化保持±2%。
4.1.3電壓表，vl
ac電壓表，其準(zhǔn)確度為±0.5%，能讀出電源電壓的%。
4.1.4毫安表，a
一種的有效值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。的做法是應(yīng)用一個(gè)合適的熱電偶射頻（r.f.）型毫安表暫時(shí)與該毫安表串聯(lián)起來(lái)。
4.1.5電流控制電阻器，r10，r20，r30及r40
需要四個(gè)電阻器與變壓器tv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。r10總是接在回路中以便提供10ma電流。
4.1.6抑制電阻器，r3
額定電阻為15kω±1.5kω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，x3，1.2h～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的絕緣非金屬芯子上的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±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±1s。
4.1.10接觸器，cs
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cs動(dòng)作并將變壓器tv與回路接通，使得高壓hv施加于電極上。當(dāng)通風(fēng)防護(hù)罩升起時(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2.4mm±0.05mm無(wú)裂紋、凹痕或粗糙疵點(diǎn)的鎢棒制成?；顒?dòng)電極長(zhǎng)至少20mm。*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°±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6.35mm±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，然后用干凈的、干的不起毛的紙巾將其擦干。
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?。ㄔ谠恢蒙蠠o(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300mm×150mm×100mm。
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)罩情況下，給設(shè)備施加電壓并用可變電阻器r10，r20，r30及r40調(diào)節(jié)電流。
五、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3mmmm。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)行并可使電極裝置既應(yīng)距試樣邊緣不少于6mm，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*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)為有意義的位置。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。
警告：該清除程序可能對(duì)材料有影響。
六、條件處理
除另有規(guī)定外，試樣應(yīng)在23℃±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24h。
七、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*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）。
八、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?，?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。
九、報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容：
9.1耐電弧試驗(yàn)儀（固體絕緣材料）被試材料的鑒別和被試的厚度。
9.2耐電弧試驗(yàn)儀（固體絕緣材料）試驗(yàn)前的清洗和條件處理的細(xì)節(jié)。
9.3耐電弧試驗(yàn)儀（固體絕緣材料）耐電弧時(shí)間的中值、小值和大值。
9.4耐電弧試驗(yàn)儀（固體絕緣材料）觀察到的特殊現(xiàn)象，例如，燃燒和軟化。
表1 每階段1min的程序
階段
電流/ma
時(shí)間周期·/s
總時(shí)間/s
1/8
10
1/8通，7/8斷
60
1/4
10
1/4通，3/4斷
120
1/2
10
1/4通，1/4斷
180
10
10
連續(xù)
240
20
20
連續(xù)
300
30
30
連續(xù)
360
40
40
連續(xù)
420
在開(kāi)頭的三個(gè)階段，規(guī)定了中斷電弧，目的是使試驗(yàn)不如連續(xù)電弧那么嚴(yán)酷。電流規(guī)定為10ma，因?yàn)殡娏髟傩】赡軙?huì)使電弧不穩(wěn)定或閃爍。
單位為毫米
1—把柄；
2—電極 圖2 安裝在把柄內(nèi)的電極（示例）
單位為毫安
圖3 電極裝置（示例）