一、概述

ZJC-E系列高分子材料電壓擊穿試驗儀是測試有關產品耐電壓擊穿強度的重要儀器。依靠該儀器提供的模擬試驗條件，可以直觀、準確、快速、可靠地對各種被測對象進行擊穿電壓，漏電流等各項測試。儀器采用計算機操控，可以方便地把試驗結果進行數(shù)據(jù)存儲、處理.曲線顯示及打印。本高分子材料電壓擊穿試驗儀經(jīng)過多年不斷改進完善，日趨成熟，具有很高的安全性和可靠性，受到了用戶的好評。

儀器生產參考如下標準：

ASTMD149-97：電介質擊穿電壓及絕緣強度，導電性能試驗。（美國材料與試驗協(xié)會標準）

GB/T1408__2006：絕緣材料電氣強度試驗方法

GB/T1695_2005：硫化橡膠工頻電壓擊穿強度和耐電壓試驗。

GB/T3333：電纜紙工頻電壓擊穿試驗方法；

GB/T12656：電容器紙工頻電壓擊穿試驗方法

HG/T3330：絕緣漆漆膜擊穿強度測定法。

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二、技術指標

2.1技術指標說明

輸入電壓：AC 220V±10%

 電源頻率：50-60Hz

高壓變壓器功率：3kVA

輸出電壓：AC 0～50kV  ,DC 0～50kV

測量精度：±2%

測量范圍：1kV～50kV

升壓方式選擇功能：1；連續(xù)升壓；2；逐級升壓；3；瞬時升壓。

升壓速率設定功能：0.100 kV/s ～ 5.000kV/s 

外形尺寸：1000mm*500mm*1100mm(50kV產品)；

2.2專用術語說明

1、擊穿電壓(V)：用連續(xù)均勻升壓的辦法對試樣施加工頻電壓并保持試樣發(fā)生擊穿時的電壓值，以kV表示。

2、擊穿強度(E)：試樣的擊穿電壓值與兩個電極間試樣的平均厚度之商，以kV/mm。

三、安全說明 

由于試驗經(jīng)常是在高電壓條件下進行，為確保操作者安全。本儀器采用如下保護設計。

1、前端裝有空氣開關做過流保護；（設定值20A.），

2、試驗箱采用具有良好絕緣特性的有機玻璃制成。測試電壓頭安全放電距離對四周均大于200mm（350mm），試驗時箱壁對操作者構成良好防護墻，以確保安全。

3、試驗變壓器高壓側尾端及儀器外殼均已安全接地。

4、電路上設有過流保護、過壓保護，（要求：儀器主機電源和計算機電源必須同相。）

5.報警燈信息解釋：

(1)試驗箱門打開綠色燈亮，代表可以進行更換試樣操作。

(2)試驗箱門關閉黃色指示燈亮代表可以開始試驗。

(3)試驗開始后高壓大于0.5KV時紅燈點亮，代表高壓警示。

(4)直流試驗結束，高壓放電?；蚴謩臃烹姇r。蜂鳴器響起報警燈閃爍。

6、四級安全斷電控制：

⑴漏電保護器（空開）

⑵總電源開關（急停）

⑶調壓器復位開關

⑷試驗箱門安全開關

特別提示：安裝本儀器的試驗室必須裝備符合國家相關標準要求的接大地保護線；

接地保護線端子位于主機后板左下,（接地電阻小于4歐姆。）

輸入電源功率：ZJC-50E型不低于3kVA

四、整機組成

整體結構如圖1所示

圖1 設備整體結構

該設備由以下幾部分組成：

1、升壓部件：由調壓器和升壓器組成升壓部分。

2、驅動部件：由步進電機均勻調節(jié)升壓變壓器。

3、檢測部件：由單片機電路組成的測量電路。

4、計算機（選配）。

五、操作步驟

1、準備25#變壓器油,倒入油箱漫過上電極20～30mm。

2、打開試驗機右側的總電源開關。

3、如果選配計算機請雙擊進入試驗操作界面。

5.1電壓擊穿試驗屏幕部分操作步驟

該設備共有兩種試驗方式，交流試驗和直流試驗，每種試驗方式均有三種試驗方法，連續(xù)升壓、階梯升壓和瞬時升壓，可根據(jù)實際試驗需要進行選擇。

5.1.1兩種試驗方式介紹：

試驗方式的選擇在系統(tǒng)設置中進行。需要注意的是交流試驗時，需要插入硅堆短路桿如圖5所示。直流試驗時需要將硅堆短路桿拔出，以免影響實驗系數(shù)，并且直流試驗結束必須進行放電操作，以免殘留余電對實驗人員造成危險，放電過程如圖4放電棒來回擺動，放電過程中警報燈閃爍，蜂鳴器報警，需等待蜂鳴器停止報警，警報燈不再閃爍，方可打開試驗箱門。

圖4 

5.1.2三種試驗方法介紹：

連續(xù)升壓：連續(xù)升壓又分為快速升壓和慢速升壓兩種，其中快速升壓為試樣電壓從零開始以選擇的升壓速率勻速升壓，直到試樣擊穿為止，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。慢速升壓為試樣電壓從零升壓到達初始電壓，到達初始電壓后以選定的升壓速率升壓直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

逐級升壓：試樣電壓從零快速升壓到達初始電壓，到達初始電壓后以梯度保持時間為時間長度，穩(wěn)定電壓，梯度時間結束后繼續(xù)以選定的升壓速率升壓，達到下一個梯度電壓值再穩(wěn)定電壓，如此過程直到試樣擊穿。對于擊穿電壓的確定分為兩種情況，可在試樣設置中選擇采樣方式。 

瞬時升壓：試樣電壓直接到達初始電壓，保持該電壓設定時間直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

（1）設備上電主界面如圖5所示，可點擊按鍵進行試驗方法選擇，被選中的按鍵會變暗，圖5為選擇連續(xù)升壓試驗方法。

圖5 電壓擊穿主界面

   連續(xù)升壓又分為快速升壓和慢速升壓兩種，如圖5將慢速升壓參數(shù)均設置為0，即為快速升壓。不同試驗方法的試驗參數(shù)略有不同，請根據(jù)實際需求進行設置，點擊參數(shù)名稱后白框即可設置或更改相應參數(shù)。

初始電壓：試驗過程中，需要快速到達的一個起點電壓。

峰降電壓： 試樣擊穿時試樣兩邊的電壓會產生一個由最高的峰值突降到一個低值的現(xiàn)象，二者的差值稱之為峰降電壓。

電壓梯度：在逐級升壓試驗方法中，每一次需要升高的電壓。

梯度保持時間：在階梯升壓試驗方法中，穩(wěn)定電壓的時間段長度，以秒為單位。

終止電壓：是試驗的一個保護措施，防止由于參數(shù)設置不當引起的無限升壓，實際采集到的電壓值大于此參數(shù)時，系統(tǒng)自動停止，電機返回初始位置。

終止電流：擊穿的一個判定條件，當漏電電流到達該設定值，判定試樣擊穿。

（2）點擊系統(tǒng)按鈕區(qū)域【系統(tǒng)設置】按鍵進入如圖6所示的系統(tǒng)設置界面。

圖6 系統(tǒng)設置界面

可進行試驗方式選擇，報警燈音量調節(jié)，以及階梯試驗方法的采樣點選擇。點擊【保存】會保存當前設置回到主界面，點擊【取消】不保存更改內容直接回到主界面。點擊參數(shù)標定區(qū)按鍵可進行電壓、電流標定。

（3）本設備出廠前已經(jīng)對電壓、電流進行標定，如對準確性有異議，可自行標定。標定分為交流電壓標定、直流電壓標定、交流電流標定、直流電流標定。選擇交流試驗進入標定界面即為交流標定，選擇直流試驗進入標定界面即為直流標定。 下面以電壓標定為例介紹標定方法，點擊【電壓標定】按鍵進入電壓標定界面，如圖7所示。

圖7 電壓標定界面

在序號中填入想要更改的序號（1-20），點擊【標定開始】按鍵，根據(jù)需要點擊【升壓】或者【降壓】，系統(tǒng)會自動采集相應碼值，當達到理想值點擊【暫?！吭偬钊雽嶋H值，點擊【添加】，將會替換該需要對應的標定參數(shù)。電流標定方式與電壓相同。

（4）設置完成所有參數(shù)，回到主界面。點擊設備如圖8控制面板上的“試驗開始"按鈕。

圖8控制面板

試驗開始，并自動跳轉到試驗界面，如圖9所示。該界面會實時顯示電壓、電流及試驗時間。如中途想停止試驗可按控制面板上的“試驗停止"，結束當前試驗。如試驗過程中發(fā)生異常，請按急停按鈕，切斷電源。

圖9 試驗界面

（5）試樣達到擊穿條件或最高電壓試驗自動結束，彈出試驗結果界面，如進行的是連續(xù)升壓或階梯升壓試驗如圖10所示；如進行的是瞬時升壓試驗則如圖11所示?？筛鶕?jù)需求選擇保存或者舍棄本次試驗結果，點擊【保存】會將結果保存到試驗記錄，回到主界面，點擊【舍棄】舍棄本次試驗，回到主界面。

圖10 試驗結果

圖11 瞬時升壓試驗結果

（6）主界面系統(tǒng)按鈕功能介紹

【放電】點擊按鈕設備進行放電。

【停止放電】點擊按鈕，停止放電。

【照明】點擊按鈕，設備試驗箱內照明燈開啟。

【關閉照明】點擊按鈕，照明燈關閉。

【風機】風機為選配，如有風機，點擊按鈕，風機開始工作。

【關閉風機】風機為選配，如有風機點擊按鈕，風機停止工作。

【試驗記錄】在連續(xù)試驗或者階梯試驗界面點擊按鍵，進入如圖11所示試驗記錄界面，點擊序號對應的紅×按鍵，可刪除該行記錄，該行記錄刪除后，下面的記錄一次上移一行。點擊【下載】按鍵，可按照提示將記錄下載至U盤，點擊【清空】清空所有記錄，點擊【返回】將返回試驗界面。

圖12 試驗記錄

如在瞬時升壓界面點擊按鍵，進入如圖13所示，除記錄內容不同，所有按鍵功能與上訴介紹相同。

圖13 試驗記錄(瞬時升壓)

【系統(tǒng)設置】進入系統(tǒng)設置界面，具體設置方式見步驟（2）。

【聯(lián)系我們】在使用過程中，遇到任何問題均可聯(lián)系我們，竭誠為您服務。

（7）試驗結束后，關閉總電源，清潔儀器。

5.2電壓擊穿試驗計算機部分操作步驟

（1）用鼠標雙擊桌面軟件進入試驗界面如圖1所示。試驗過程中可以實現(xiàn)試驗電壓、試驗信息及試驗曲線的實時顯示，且與屏幕顯示同步。

圖1  試驗界面

（2）系統(tǒng)操作區(qū)按鍵介紹

【創(chuàng)建】點擊按鍵會根據(jù)試驗信息區(qū)域中的試驗代碼內容及當前時間創(chuàng)建試驗記錄文件夾，每個文件夾可以保存10組數(shù)據(jù).

【設置】點擊按鍵進入如圖2所示的設置界面，可以進行存儲時間設置，曲線顯示方式選擇及平均基數(shù)設置。點擊【保存】將保存當前設置，點擊【取消】不進行設置更改。

存儲間隔：即間隔多長時間保存一次試驗數(shù)據(jù)。

曲線顯示方式：（1）對比顯示：同時顯示多組試驗的曲線，便于對比分析。

             （2）單獨顯示：即只顯示當次的試驗曲線。

滑動平均基數(shù)：即對曲線上的點進行平滑處理，取相鄰多少個點的平均值作為當前值。

圖2 系統(tǒng)設置界面

【查詢】點擊按鍵可查詢試驗記錄。

【退出】退出試驗界面。

（3）記錄結果查詢介紹

點擊系統(tǒng)操作區(qū)【查詢】按鍵，進入如圖3所示記錄結果查詢頁面。

圖3 記錄結果查詢

  【歷史查詢】點擊按鍵可根據(jù)之前保存的試驗名稱，查詢試驗記錄。

  【曲線結果】點擊按鍵可查看試驗曲線，如圖4所示。默認所有試驗曲線可見，可根據(jù)需求在右側進行顯示曲線的選擇。

圖4 試驗曲線查詢

   【生產word】點擊按鍵可自動生成試驗報告，包括每次試驗數(shù)據(jù)及曲線。

   【生產excel】點擊按鍵自動生產曲線各點數(shù)據(jù)表，可根據(jù)需求進行數(shù)據(jù)分析。

   【返回】點擊按鍵返回試驗界面。

六 、試驗準備和環(huán)境

1、試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據(jù)產品的性能和要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的由產品標準另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被測試材料另有規(guī)定外，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經(jīng)過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過5分鐘。

2、.媒質：

⑴氣體媒質：采用空氣。

⑵液體媒質：25#變壓器油，常態(tài)試驗及90℃以下的熱態(tài)試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內的熱態(tài)試驗采用清潔的硅油。

3、試驗環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗環(huán)境：溫度為25±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗或潮濕環(huán)境試驗條件由產品標準參照錄中表2予以規(guī)定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等擊穿痕跡。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣因放置條件的不同而產生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

表1    預處理條件

條件處理：試驗前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或*浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時間后進行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產品標準規(guī)定。

表2    條件處理與試驗環(huán)境

注：條件處理時間由產品標準規(guī)定

注意事項：

本儀器試驗過程中如空氣相對濕度大于70%，將有對空氣放電的可能，試驗中請與儀器保持1.5米的距離。

本儀器之控制計算機專為電壓擊穿試驗機設計，請勿隨意添加和刪除程序或移作它用

七、使用前須知

      本儀器為高壓試驗設備，使用前請仔細閱讀如下內容

1、儀器安裝時，要具備獨立的接地線（接地電阻小于4歐姆）

2、使用前。操作者要仔細閱讀使用說明書。掌握具體的操作方法和步驟；

3、儀器不可以在含有腐蝕性氣體和含有顆粒雜質的環(huán)境下使用；

4、每次更換試樣或接觸高壓電極前。必須進行放電（直流測試狀態(tài)），且放電時間不小于5秒；

5、試樣被擊穿瞬間，會有火花產生并伴有聲響，這屬于正常現(xiàn)象；

6、每次進行試驗前。必須檢查儀器接地線是否接觸良好。

八、常見可能的故障及處理方法

故障現(xiàn)象一、高壓不升壓

解決辦法：

硬件檢查（斷開電源后）

1、檢查總電源開關、門控開關、恢復開關是否通斷正常。

2、如果供電正常后仍不升壓，（斷電后）可打開后蓋板，觀察左側調壓器上驅動步進電機，檢查尼龍傳動皮輪是否脫落、打滑或滯住。

故障現(xiàn)象二：高壓變壓器漏油

1、斷開電源后，打開操作面板下邊門，手動打開變壓器注油口，放出一點油后再擰緊即可。

故障現(xiàn)象三：不能自動放電（直流）

檢查硬件

1、檢查放電機是否運轉。

2、檢查放電機傳動部分是否脫落。

3、檢查是否斷線，后面板八芯插頭連接狀況。

上述是可能發(fā)生的故障，遇到無法解決的具體問題，請聯(lián)系我司有關部門。