高電壓小電流試驗機 （耐電弧試驗儀）

GBT 1411-2002干固體絕緣材料耐高電壓、

小電流電弧放電的試驗

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一、高電壓小電流試驗機 （耐電弧試驗儀）范圍

本標準敘述的試驗方法能夠提供同類絕緣材料當其被暴露于高電壓、小電流電弧放電時，它們之間耐受發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的分解與腐蝕并終在絕緣材料上形成導電通道。試驗條件的嚴酷程度是逐漸增加的：開始幾個階段，小電流電弧放電反復中斷，而到了后來幾個階段，電弧電流逐級增大。

二、高電壓小電流試驗機 （耐電弧試驗儀）規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協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，其版本適用于本標準。

三、定義

下列定義適用于本標準。

3.1

注2：對某些材料，在電極間電弧全部熄滅前，在相當長的時間范圍內，朝失效發展的趨勢增加，僅當所有電弧已熄滅才發生失效。

3.2

耐電弧 arc resistance

從試驗開始直至試樣失效的總時間，秒。

四、設備

4.1試驗回路

試驗設備電氣回路的主要部件如圖1所示。

注：次級回路接線雜散電容應小于40pF。大的雜散電容可能會干擾電弧的形狀并影響試驗結果。

4.1.1變壓器，T_V

該變壓器的額定次級電壓（開路）為15kV，額定次級電流（短路）為60mA，線路頻率為48Hz~62Hz。

4.1.2可變比自耦變壓器，T_C

額定容量為1kVA且與線路電壓匹配。

注：推薦初級電壓電源變化保持±2%。

4.1.3電壓表，VL

AC電壓表，其準確度為±0.5%，能讀出電源電壓的%。

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：用單個線圈構成的這種電感器是不實用的，令人滿意的電感器是將導線繞在直徑約12.7mm和內長15.9mm的絕緣非金屬芯子上的8個3000匝~5000匝的線圈串聯而成。

4.1.8斷電器，B

由電機驅動或電子儀器操作的斷續器是用作按表1的預定程序進行切斷和接通初級回路，以便獲得該試驗的三個較低階段所需要的周期。斷續器的準確度為±0.008s。

4.1.9計時器，TT

秒表或電動計時器，準確至±1s。

4.1.10接觸器，C_S

當罩在電極裝置上的通風防護罩降至設定位置時，該通風防護罩觸動常開（NO）微型開關，而微型開關又使接觸器C_S動作并將變壓器T_V與回路接通，使得高壓HV施加于電極上。當通風防護罩升起時，變壓器斷開，操作者得到保護。

4.2電極和電極裝置

4.2.1電極

電極由直徑2.4mm±0.05mm無裂紋、凹痕或粗糙疵點的鎢棒制成?；顒与姌O長至少20mm。推薦將這個活動電極固定于把柄上，使得在削尖后的電極能準確定位。該電極應經研磨拋光，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實例。

注1：已發現鎢焊條是適用于這種電極的。

注2：在削尖過程中，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。該裝置應這樣構成，使得每一個試樣上部表面在每一次試驗時都處在同一高度上。應調節每一電極，使得它以0.5N±0.05N的力無約束地靜置于試樣上。不應對試樣進行抽風，只有當試驗過程中試樣釋放出煙霧或氣體時，才允許把這些燃燒產物排放掉。

從略高于試樣的平面位置，應提供觀察電弧的清晰視域。

注：對氣流的要求，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）每一次試驗后，應該用不起毛的實驗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。

4.3試驗箱

為防止通風，試驗箱應是不通風的密閉箱，其尺寸不小于300mm×150mm×100mm。

4.4校準

4.4.1開路工作電壓

開路狀況下，將電壓調節至12.5kV。根據開路的初級電壓對次級電壓的比，用電壓表V_L測量該電壓。

五、試樣

5.1對材料作正規比較時，應在每一材料的試樣上至少做5次試驗。

六、條件處理

除另有規定外，試樣應在23℃±2℃、50%±5%相對濕度（按IEC 60212中的標準大氣B）標準大氣中至少暴露24h。

七、程序

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生不規則的閃爍，則表明回路常數不正確或者材料正在以及大速率釋放出氣體產物。

八、結果

8.1本試驗的結果是以秒表示的失效時間。

注：許多材料常常是在嚴酷程度發生變化后的開頭幾秒內失去抵抗能力的。當對材料的耐電弧作比較時，兩者差異處于兩個階段交替的那幾秒要比處于單個階段內所經過的相同的那幾秒時間重要的多。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已經觀察到的四種通常失效類型

8.2.1由于許多無機電介質變成白熱狀態，致使它們變成能夠導電。然而，當冷卻時，它們又恢復到其原先絕緣狀態。

8.2.2某些有機復合物突然發生火焰，但在材料內不形成明顯的導電通道。

8.2.3另外一些材料可見到因漏電起痕而導致失效，即當電弧消失時，在電極間形成一條細金屬絲似的線。

8.2.4第四種類型是表面發生碳化直至出現足夠的碳而形成導電。