在电力系统和电气设备中,绝缘材料的安全性至关重要。当设备内部出现局部放电或电弧时,绝缘材料能否“撑住”,直接关系到设备是否会起火、爆炸,甚至危及人身安全。要评估绝缘材料的这种能力,就需要用到一种专门的测试设备——耐电弧试验仪。
什么是耐电弧?
耐电弧(ArcResistance)是指固体绝缘材料在高压、小电流电弧作用下,抵抗表面被烧蚀、碳化,直到发生失效(如形成导电通道)的能力。它反映的是材料在电弧环境下的表面耐受能力,与材料的体积电阻率、介电强度等是不同但相关的性能指标。
工作原理与测试流程
耐电弧试验仪的工作原理可以概括为:在试样表面施加高压,产生一系列间歇或连续的电弧,观察并记录试样表面被电弧烧蚀直至失效的时间。具体流程如下:
试样准备:将绝缘材料制成标准尺寸的试样(通常为片状,厚度3mm左右),并清洁处理。
电极安装:在试样表面放置一对钨电极,电极间距根据标准设定(如6.0mm或6.35mm)。
施加电压:通过高压变压器和调压器,在电极间施加高压(通常为10-20kV),产生小电流(10-40mA)的电弧。
电弧作用:按照预设的程序(如先间歇后连续),控制电弧的通断时间和次数,使试样表面反复受到电弧烧蚀。
失效判定:当试样表面因碳化形成明显的导电通道,导致电流突然增大或电压骤降时,判定为失效,记录从试验开始到失效的总时间(秒),即为该试样的耐电弧时间。
主要应用场景
耐电弧试验仪主要用于评估以下材料的耐电弧性能:
电工塑料:如开关、插座、断路器等电器外壳和内部绝缘件所用的塑料。
绝缘漆与树脂:电机、变压器等绕组绝缘系统中的浸渍漆、覆盖漆等。
层压板与覆铜箔板:印制电路板(PCB)的基材等。
其他绝缘材料:如云母、陶瓷、玻璃、绝缘油、纸板等。
标准与安全
耐电弧试验仪的设计和测试通常遵循一系列国际和国内标准,如:
国际标准:IEC61621,ASTMD495,UL746A等。
国内标准:GB/T1411-2002《干固体绝缘材料耐高电压、小电流电弧放电的试验》等。
由于试验涉及高压,设备通常配备完善的安全保护措施,如高压联锁、过流保护、急停按钮等,确保操作人员的安全。
