絕緣材料耐電弧arc resistance試驗定義及設備

1. 定義

下列定義適用于本標準。

1. 失效failure

當被試材料內形成導電通道時,認為材料已經(jīng)失效。如果電弧引起某一材料燃燒和當電

弧被切斷后材料還繼續(xù)燃燒,則也認為材料已經(jīng)失效。

注1:當電弧放電因深人材料內部而消失時,問路電流通常會發(fā)生變化且聲音發(fā)生明顯改變。

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B內.朝失效發(fā)展的趨勢增加僅當電弧已熄滅才發(fā)生失效。

注3:對某些材料，在電弧已經(jīng)熄滅之后,在能近電極處可能觀察到持續(xù)的火花。不應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)試驗下去直至形成導電通道。

注5:即使材料以后又恢復電弧放電,仍然以整個電弧的次熄滅為失效。

1. 耐電弧arc resistance

從試驗開始直至試樣失效的總時間,秒。

2   設備

2.1  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。

2.1.1  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~62 Hz。

2.1.2  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%。

2.1.3  電壓表,V_L

AC電壓表,其度為±0.5%,能讀出電源電壓的^+10-₂₀%。

2,1.4   毫安表,A

一種的有效值a.c.毫安表,能讀出10mA~40mA,度為±5%。由于該毫安表僅當進行設定或改變回路時才用到它,因此,不用時可通過一個旁路開關使其短路。

注:盡管已經(jīng)采取指施抑制電弧電流的射額分量,但當試驗設備進行次組裝時,可能還是需要檢直射頻分量是否存在。的做法是應用一個合適的熱電偶射頻(r.f.)型毫安表暫時與該毫安表串聯(lián)起來。

2.1.5  電流控制電阻器,R₁₀, R_20, R₃₀及R₄₀

需要四個電阻器與變壓器T_V的初級串聯(lián)。這些電阻器必須在一定范圍內可調,以便在校正過程允許對電流進行設定。R₁₀總是接在回路中以便提供10mA電流。

2, 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。

2.1.7   空芯電感器,X，1.2 H~1.5 H

注:用單個線圖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(lián)而成，

2.1.8   斷電器,B

由電機驅動或電子儀器操作的斷續(xù)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(xù)器的度為±0.008s。

2.1.9   計時器,TT

秒表或電動計時器,至±1s。

2.1.10   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。

2.2      電極和電極裝置

2.2.1     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。活動電極長至少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定位。該電極應經(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實例。

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。

2.2.2    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-次試驗時都處在同一高度上。應調節(jié)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。

兩個電極應該這樣定位，使得當這兩個電極靜置于試樣上時，它們是處在同一個垂直面內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。橢圓表面的短軸應成水平，兩間隔調節(jié)到6. 35 mm±0.1 mm。

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。

2.2.3   清洗和削尖電極

2.2.3.1  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態(tài)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)過上述清洗后還有過量燃燒產物殘留在電極上，那么，已經(jīng)證明，施加一次約1 min、40mA連續(xù)電?。ㄔ谠恢蒙蠠o試樣）對清除殘留物是有效的。

2.2.3.2  削尖電極

當在放大15倍下觀察電極時，電極應保持原始橢圓面狀態(tài)且無毛刺或粗糙邊緣。

如果不符合上述要求，則應削尖電極。

2.3   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300mmX150mmX100mm，

2.4   校準

2.4.1  開路工作電壓

開路狀況下，將電壓調節(jié)至12.5 kV。根據(jù)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。

2.4.2  次級電流的調節(jié)

將兩個電極按間隔距離置于陶瓷塊上，在關閉通風防護翠情況下，給設備施加電壓并用可變電阻器R₁₀，R₂₀， R₃₀及R₄₀調節(jié)電流。