高压击穿原理&试验图形
astmd149击穿电压标准电流_概述说明以及解释
astmd149击穿电压标准电流概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代电气工程和绝缘材料研究领域，对电压击穿性能的测试与分析是至关重要的。
ASTM D149标准电流是一种常用的测试方法，用于确定绝缘材料在特定电压下是否会发生击穿现象。
本文将对ASTM D149标准电流进行全面概述、说明和解释，以帮助读者深入了解该标准的应用与限制。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分，具体内容如下所示：第一部分为引言部分，主要介绍文章的目的、结构和重要性。
第二部分详细讲解ASTM D149标准电流的概念、原理以及测试步骤。
第三部分对ASTM D149标准电流进行详细说明，并探讨其与绝缘材料性能之间的关系以及应用范围和局限性。
第四部分解释了ASTM D149标准电流的实际案例分析联系、可能遇到的问题及解决方法，并提出了需要考虑的相关因素和条件。
最后一部分是对ASTM D149标准电流进行总结和评价，展望未来该领域发展方向的建议，以及对读者的呼吁或行动建议（如适用）。
1.3 目的本文旨在全面介绍ASTM D149标准电流并对其原理、步骤、计算公式和应用范围进行详细说明。
同时，通过解释实际案例分析中可能遇到的问题和解决方法，帮助读者更好地理解和应用该标准。
此外，文章还将探讨ASTM D149标准电流与绝缘材料性能之间的关系，并提出展望未来研究领域发展方向的建议。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解ASTM D149标准电流，并将其应用于实际工程项目中，以确保电气设备和绝缘材料具有良好的击穿性能。
2. Astm D149标准电流概述2.1 ASTM D149标准简介ASTM D149是一种用于测量绝缘材料的电压击穿性能的国际标准。
该标准主要用于评估绝缘材料在不同工作环境下的耐电压能力，以确保其可靠性和安全性。
通过测试绝缘材料的电压击穿强度，可以评估材料在承受高压时是否会发生突破或失效。
2.2 电压击穿测试原理电压击穿测试是基于将逐渐增加的直流电压施加到绝缘材料上，直到该材料无法再保持绝缘状态而发生击穿。
高电压技术 液体介质的击穿
2.4 组合绝缘的特性
电气设备内部绝缘结构中常用液体与固 体介质构成组合绝缘
油—屏障绝缘 油纸绝缘
组合绝缘强度不仅取决于所用介质的绝 缘强度，还与介质的互相配合有关
2.4.1 油—屏障绝缘与油纸绝缘的特点
油—屏障绝缘
以油为主要绝缘介质，散热、冷却作用好 屏障的作用：改善油间隙中电场分布和阻止杂质小 桥的形成 广泛用于变压器中 屏障的总厚度不宜取得过大（否则可能引起油中场 强增高）
屏蔽电极的均压原理1（均压环）
工程中应 用很多！
屏蔽电极的均压原理2（均压环）
a:只考虑对地电容CE b:只考虑对导线电容CL c:同时考虑CE和CL
工程中应 用很多！
pause
2.6 电力系统过电压与绝缘配合
过电压（over voltage）
电气设备上出现的高于工作电压的电压
按来源形式分类
绝缘油的老化（氧化、温度》》》油枕） 户外绝缘应能耐受日晒雨淋 湿热区域使用的要有抗生物特性
材料的相容性
绝缘与导体之间（化学反应、相容）
支柱绝缘子内屏蔽
330kV绝缘子柱
330kV及以上的悬式绝缘子串 一般也装有均压环 绝缘子数决定于线路所要求 的绝缘水平： 35kV-3片 110kV-7片 200kV-13片 330kV-19片 500kV-28片
气隙的产生
制造过程：浇注、挤压成型等 绝缘与电极接触不良
2.3.3.1 局部放电的等值电路
Cm>>Cg>>Cb
Cb ug u C g Cb
1、微量压降
2、电流脉冲
放电前后，间隙g两端的电压变化为(Ug-Ur) C m Cb 对间隙g放电的电容量为： C g C m Cb
漆包线软化击穿试验方法
漆包线软化击穿试验方法
漆包线软化击穿试验方法
一、试验原理
漆包线软化击穿试验，是指通过受试漆包线耐受的高压放电或瞬变电流，使线芯电阻变小，使线的绝缘漆层温度升高并软化，最终使线芯的电强度超过线芯表面的绝缘漆层的耐电强度而击穿，以检验漆包线的电绝缘性能。
二、试验装置
漆包线软化击穿试验，所需设备主要有：受试线段，高压电源，晶闸管，晶闸管放大电路，瞬变抑制电路，击穿保护电路，试验结果记录装置以及安全防护设备等。
三、试验步骤
1、器件的接线：将受试线段的两端分别接入试验系统，即高压电源上的正、负极端，另一端接入高压接点。
2、系统的组装：把高压电源、晶闸管、晶闸管放大电路、瞬变抑制电路、击穿保护电路以及记录装置连接起来，并安装安全装置，校准各部件。
3、调节和校准：调节高压电源的输出高压值，并使用示波器对晶闸管放大电路和瞬变抑制电路的参数进行校准。
4、击穿试验：将受试线段放置在装置上，按照设定参数，依次加大高压电源的输出高压，观察线段的电绝缘情况，记录击穿电压值，以评价线段的电绝缘性能。
四、安全防护
1、击穿保护电路：击穿保护电路设置在高压电源的每一侧，当击穿发生时，电路自动断开高压，防止漆包线的损坏。
2、爆炸保护装置：当受试线段受压过大时，爆炸保护装置会自动断开高压，防止测试装置及其他电气设备的损坏。
3、其他安全措施：使用绝缘橡胶橡皮垫等，防止人体接触直流电，以及避免高压电击中人体。
五、试验结果
漆包线软化击穿试验结果主要以漆包线的击穿电压值来表示，击穿电压值越高，漆包线绝缘性能越好。
高压电缆耐压试验技术
高压电缆耐压试验技术高压电缆耐压试验技术是电力行业中非常重要的一项技术。
它主要用于测试电缆在高电压下的耐压性能，以确保电缆在运行过程中的安全可靠性。
本文将介绍高压电缆耐压试验技术的原理、方法和注意事项。
一、高压电缆耐压试验技术的原理高压电缆耐压试验技术主要基于电场强度的原理。
在高压电场作用下，电缆中的绝缘材料会产生电感应效应，从而形成电介质击穿。
通过测试电缆在不同电压下的耐压性能，可以判断电缆的绝缘状态以及抗击穿能力。
二、高压电缆耐压试验技术的方法1. 直流耐压试验方法直流耐压试验是常用的一种方法。
具体步骤如下：（1）将电缆两端接入高压直流电源和接地装置；（2）逐渐增加电压，直到达到设计要求的电压值；（3）在设定的电压下，保持一段时间，观察电缆是否出现击穿情况。
2. 交流耐压试验方法交流耐压试验是用交流电源对电缆进行测试。
具体步骤如下：（1）将电缆两端接入高压交流电源和接地装置；（2）逐渐增加电压，直到达到设计要求的电压值；（3）在设定的电压下，保持一段时间，观察电缆是否出现击穿情况。
3. 脉冲耐压试验方法脉冲耐压试验是通过向电缆施加短暂的高压脉冲来测试其耐压性能。
具体步骤如下：（1）将电缆两端接入高压脉冲电源和接地装置；（2）施加脉冲电压，并观察电缆是否出现击穿情况；（3）根据击穿情况，判断电缆的耐压性能。
三、高压电缆耐压试验技术的注意事项1. 安全防护措施在进行高压电缆耐压试验时，必须严格遵守相关的安全操作规程，佩戴适当的安全防护用具，确保人身安全。
2. 测试设备的选择选择合适的测试设备对于测试结果的准确性和可靠性非常重要。
应根据电缆的额定电压和规格，选择适当的测试设备。
3. 测试环境的准备测试环境应具备良好的绝缘性能，避免外部电源干扰。
同时，应保持测试环境的干燥和通风，以确保测试的准确性。
4. 观察与记录在测试过程中，要认真观察电缆的状态，记录测试数据，并及时发现异常情况。
如发现电缆有击穿或破损的情况，应及时停止测试并进行维修。
nldmos耐高压原理
nldmos耐高压原理
nldmos耐高压原理是指n沟道MOSFET器件在高压条件下的工作原理。
在nldmos器件中，n型沟道连接源极和漏极，P型区域则连接栅极和漏极。
当栅极施加正电压时，P型区域形成一个反型区域，栅极和源极之间形成一个导电通道。
通过控制栅极电压，可以调节导电通道的电阻，从而控制器件的电流。
在高压条件下，由于漏极和源极之间的电压差较大，容易发生击穿现象。
为了提高器件的耐高压能力，nldmos采用了多重沟道结构。
在多重沟道结构中，通过在漏极和源极之间添加多个沟道，将电场分散，避免了击穿现象的发生，从而提高了器件的耐高压能力。
除此之外，nldmos还采用了氧化物-半导体界面的优化设计，减小了漏电流和栅极漏电流，从而提高了器件的可靠性和稳定性。
综上所述，nldmos耐高压原理是通过多重沟道结构和氧化物-半导体界面的优化设计，提高器件的耐高压能力和稳定性，适用于各种高压应用领域。
- 1 -。
高压断路器构造与基本工作原理
低速动作断路器 ﹥0.12s 中速动作断路器 t g = 0.08～0.12s 高速动作断路器 t g ﹤0.08s
tg
合闸位置
触头运动 分闸位置
电流流过 分闸时间
少油：油量较少，仅作为灭弧介质
SF6断路器
真空断路器
一、高压断路器的型号表示和含义：
S-少油 D-多油 Z-真空 L-SF6 N-户内 W-户外
安装地点 设计序号
额定开断电流(kA) 额定电流(A)
其他标志
G-改进型 I、II、III-断流能力代号
额定电压(kV)
I型：断流容量300MVA II型：500MVA III型：750MVA
例如：S N 10 – 10 I 少油、户内、设计序号：10、额定电压10kV、I型
二、高压断路器的基本结构：
开断元件
支
持
主础 件
传
动
元
件
操
动
机
基座
构
开断元件：
主要零部件： 主灭弧室 主触头系统 主导电回路 辅助灭弧室 辅助触头系统 并联电阻
2.电流
(1)额定电流 I e (A，有效值):
断路器在闭合状态下导电系统能长期通过的电流。在额 定频率下通过这一电流时，各个金属部位和绝缘的温升不能 超过国家标准中规定的数值。额定电流在某种程度上决定了 导体及触头的尺寸。
件
操作机构： 主要零部件：
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体及 其配件 功能： 为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的 操作
三、高压断路器的技术要求及其基本参数
电弧产生原理
电弧产生原理
电弧产生原理：
电弧是在高电压下由于离子化或气体击穿而形成的一种物理现象。
当
两个电接点之间存在电压差时，当电子穿过电接点，电流就流过了。
但是，在某些情况下，电流增加了温度并在电引线之间跳过，形成电弧。
电弧的产生是由于电子和离子之间发生了汇合和复合的过程。
在高压下，气体（例如空气）会被离子化，形成自由电子和离子。
当电流在
电接点之间流动时，电流携带电子和离子，导致空气中的离子化水平
达到足够高的水平，可以通过击穿电流产生电弧。
电弧通常是在短路电路中发生的。
例如，当一根线断裂并与另一根线
接触时，会产生电弧。
同样，当电子器件损坏并且电源电压足够高时，也会产生电弧。
电弧的产生可以导致许多问题。
首先，它可以在设备内部造成物理损坏，例如烧毁电缆和元件。
其次，电弧可以导致火灾和电击的风险。
总之，了解电弧的产生原理可以帮助我们更好地理解和处理电器设备的问题。
维护设备以防止电弧的产生是至关重要的。
直流断路器原理
直流断路器原理一、概述直流断路器是一种用于保护直流电路的开关装置，它可以在电路发生过载、短路或地故障时快速切断电源，以保护电气设备和人身安全。
本文将详细介绍直流断路器的原理。
二、直流断路器的分类根据其工作原理和结构特点，直流断路器可以分为以下几类：1. 空气断路器：利用空气介质在高压下击穿并形成电弧，通过加速冷却和拉伸电弧来切断电源。
2. 油浸式断路器：利用油介质在高压下击穿并形成电弧，通过油的冷却和吸收能量来切断电源。
3. SF6气体断路器：利用SF6气体介质在高压下击穿并形成电弧，通过加速冷却和拉伸电弧来切断电源。
4. 磁吹式断路器：利用磁场力将电弧吹灭，通过磁场力和机械力来切断电源。
5. 光纤式断路器：利用光纤传感技术检测故障信号，并通过控制装置来切断电源。
三、直流断路器的工作原理直流断路器的工作原理主要包括两个方面：电弧切断和过载保护。
1. 电弧切断当直流电路发生短路或过载时，电流会急剧增大，导致断路器内部的触头受到很大的压力。
此时，触头之间会形成一个电弧，由于电弧具有较高的温度和能量，如果不及时切断，则会引起火灾和爆炸等严重后果。
为了切断这个电弧，直流断路器需要采取一些特殊措施。
一般来说，切断电弧的方法有以下几种：（1）强制冷却法：通过向电弧通入冷却气体（如空气、SF6气体等），使其快速冷却并消失。
（2）磁场吹灭法：利用磁场力将电弧吹灭，并通过机械力将触头分离，以达到切断电源的目的。
（3）油浸冷却法：利用油介质吸收能量并加速冷却电弧，在油浸状态下达到切断电源的目的。
2. 过载保护直流断路器不仅可以切断电弧，还可以对电路中的过载进行保护。
过载保护是指当电路中的电流超过额定值时，断路器会自动切断电源，以避免设备损坏和人身伤害。
在直流断路器中，过载保护通常采用热释放原理。
当电流超过额定值时，触头内部的热量会迅速升高，并使得熔丝融化。
一旦熔丝融化，触头就会自动分离，从而切断电源。
四、直流断路器的结构直流断路器的结构主要包括：触头、弹簧、操作机构、控制系统等部分。
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气体介质的绝缘特性
空气间隙的击穿
巴申定律：当气体种类和电极材料一定时，均匀电场中气隙的放电电压Uf是气体压力P和间隙极间距离S乘积的函数；)
(pS
U
f
F
电场是否均匀对空气间隙击穿电压的影响
•气体间隙的直流击穿电压和极性效应
冲击电压下空气间隙的击穿电压
影响气体间隙击穿电压的各种因素
•气体状态:密度大，击穿电压会升高；密度小，击穿电压会降低，密度太小，也降低；气压与温度通过对密度的影响，影响击穿电压;气压越大，击穿电
压越高；温度增大，击穿电压增大
•电压作用时间:均匀电场，击穿电压与电压波形、电压作用时间无关；极不均匀电场，雷电冲击击穿电压比工频冲击电压高得多；极不均匀电场，操
作冲击电压，如果波前时间T1与间隙S比，处于临界波前时间T0附近，
则可能低于工频冲击击穿电压；
•电压的极性:均匀电场，击穿电压与电压极性无关；极不均匀电场，当棒为正极时，直流击穿电压与工频冲击电压接近相等；极不均匀电场，当棒为负
极时，直流击穿电压远高于工频冲击电压；
•电场均匀程度：电场越均匀，击穿电压高
•电极材料与光洁：表面不易发射电子，击穿电压高；表面光洁，击穿电压高；
•不同气体类型：卤素元素气体，击穿电压比空气高几倍；
SF6气体的绝缘特性
•SF6在普通状态下，无色、无嗅、无毒、不燃的惰性气体;相对密度是空气的5倍;电气绝缘强度是空气的2.3-3倍;灭弧性能是空气的100倍•气体的压力：气压越大，击穿电压越高
•电场均匀程度：均匀电场中，提高气压，能显著提高击穿电压
•气液状态：防止出现液态；压力越高，液化温度越高；如：20℃表压为
0.1MP的SF6气体，-63 ℃液化； 20℃表压为0.45MP的SF6气体，-40 ℃
液化
气体放电的不同形式：与气体压力、电极形状、电场强度有关
•辉光放电：压力小，真空中；放电电流密度小，放电区域占放电管电极间整个空间
•电弧放电：压力增大--1个大气压以上；放电电流密度大，温度高，亮而细长放电弧道，弧道电阻小，似短路
•火花放电：放电回路阻抗大，放电时断时续；外电路阻抗大，压降大，间隙多次被击穿
•电晕放电：极不均匀电场环境中；空气间隙电场极不均匀，在电极附近强电场处出现的局部空气游离发光现象，电流小，整个空气间隙并未击穿，仍能
耐受电压作用
•刷状放电：电晕放电后压力增大，产生刷状放电；从电晕电极间产生许多明亮的细小放电通道；压力再大，整个间隙击穿，形成电弧放电或火花放电•气体中固体介质沿表面放电：与绝缘物表面状况、污染程度、电场分布等有关
•固体绝缘表面光洁度:表面的损伤或毛刺，引起沿面电阻分布不均匀，使电场分布不均匀，电场强的地方首先放电，整体沿面放电电压降低•大气湿度和绝缘物吸潮:空气潮湿，绝缘物表面吸收潮气形成水膜;水中离子，在电场作用下，向电极积聚，使电极电场加强并放电
•导体与绝缘物结合程度: 结合不好，形成气隙;气隙中电场分布比固体强，首先发生电晕放电
•电场分布的影响: 在电场分布最强的地方，空气首先发生游离，产生电晕，使沿面放电电压降低
二、固体介质的绝缘特性
固体电介质的种类及其特性
•天然材料：木材、云母、石棉、橡胶
•人造材料：电瓷、玻璃、电木、塑料
•有机物：木材、橡胶
•无机物：电瓷、玻璃
固体绝缘击穿的三种形式
电压高于临界值后，电流剧增，电介质不耐压，失去绝缘；固体介质在击穿过程中，熔化或烧焦，形成机械损伤。
•电击穿: 介质中存在的少量自由电子，在强电场作用下碰撞，导致击穿电击穿速度快，环境温度影响不大.
•热击穿: 介质损耗使绝缘内部发热，散不出去，温度过高而使绝缘击穿;与环境温度、电压作用时间、电压频率有关;固体受潮，介质损耗增大，泄漏电
流增大，易被击穿;
•电化学击穿: 由于电极边缘、电极和绝缘接触处的气隙或绝缘内部存在气泡等发生电晕或局部放电引起游离、发热、和化学反应等因素综合作用而引发 影响固体击穿的因素
•温度的影响: 温度超过一定数值后，击穿电压随温度升高而下降(这也是TR 试验的原因？？？)
•电压作用：时间短--电击穿；时间较长--热击穿；时间特别长--电化学击穿
•电场均匀程度：电场越不均匀，击穿电压越低。
•潮湿的影响：不易吸潮的固体，受潮后击穿电压大大降低；易吸潮的物体（纸、棉），吸潮后绝缘完全丧失。
•电压种类影响：直流击穿电压，比交流高得多；冲击击穿电压，比交流击穿电压高得多；高频击穿电压，比交流击穿电压低。
•机械力的影响：未破坏前影响不大；出现裂缝时，击穿电压明显下降。
•局部放电影响：局部放电，未形成贯穿性的击穿通道，影响不大；多次受高电压作用，积累成贯穿问题，使击穿电压下降。
液体介质的绝缘特性以及组合绝缘的特性，比如变压器油和绝缘纸的组合。
雷击冲击耐受电压一般是短时工频耐受电压的2.1-2.3倍。