絕緣材料耐電弧arc resistance試驗(yàn)定義及設(shè)備

1. 定義

下列定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

1. 失效failure

當(dāng)被試材料內(nèi)形成導(dǎo)電通道時(shí),認(rèn)為材料已經(jīng)失效。如果電弧引起某一材料燃燒和當(dāng)電

弧被切斷后材料還繼續(xù)燃燒,則也認(rèn)為材料已經(jīng)失效。

注1:當(dāng)電弧放電因深人材料內(nèi)部而消失時(shí),問(wèn)路電流通常會(huì)發(fā)生變化且聲音發(fā)生明顯改變。

注2:對(duì)某些材料,在電極間電弧全部熄滅前,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間范B內(nèi).朝失效發(fā)展的趨勢(shì)增加僅當(dāng)電弧已熄滅才發(fā)生失效。

注3:對(duì)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(yīng)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(yàn)下去直至形成導(dǎo)電通道。

注5:即使材料以后又恢復(fù)電弧放電,仍然以整個(gè)電弧的次熄滅為失效。

1. 耐電弧arc resistance

從試驗(yàn)開(kāi)始直至試樣失效的總時(shí)間,秒。

2   設(shè)備

2.1  試驗(yàn)回路

試驗(yàn)設(shè)備電氣回路的主要部件如圖1所示。

注：次級(jí)回路接線(xiàn)雜散電容應(yīng)小于40pF.大的雜散電容可能會(huì)干擾電弧的形狀并影響試驗(yàn)結(jié)果。

2.1.1  變壓器 ,T_V

該變壓器的額定次級(jí)電壓(開(kāi)路)為15kV,額定次級(jí)電流(短路)為60mA,線(xiàn)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(xiàn)路電壓匹配。

注:推薦初級(jí)電壓電源變化保持±2%。

2.1.3  電壓表,V_L

AC電壓表,其準(zhǔn)確度為±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,準(zhǔn)確度為±5%。由于該毫安表僅當(dāng)進(jìn)行設(shè)定或改變回路時(shí)才用到它,因此,不用時(shí)可通過(guò)一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)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(dāng)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行次組裝時(shí),可能還是需要檢直射頻分量是否存在。的做法是應(yīng)用一個(gè)合適的熱電偶射頻(r.f.)型毫安表暫時(shí)與該毫安表串聯(lián)起來(lái)。

2.1.5  電流控制電阻器,R₁₀, R_20, R₃₀及R₄₀

需要四個(gè)電阻器與變壓器T_V的初級(jí)串聯(lián)。這些電阻器必須在一定范圍內(nèi)可調(diào),以便在校正過(guò)程允許對(duì)電流進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)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(jiàn)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(gè)線(xiàn)圖構(gòu)成的這種電感器是不實(shí)用的,令人滿(mǎn)意的電感器是將導(dǎo)線(xiàn)繞在直徑約12.7mm和內(nèi)長(zhǎng)15.9mm的絕緣非金屬芯子上的8個(gè)3000匝~5000匝的線(xiàn)圈串聯(lián)而成，

2.1.8   斷電器,B

由電機(jī)驅(qū)動(dòng)或電子儀器操作的斷續(xù)器是用作按表1的預(yù)定程序進(jìn)行切斷和接通初級(jí)回路,以便獲得該試驗(yàn)的三個(gè)較低階段所需要的周期。斷續(xù)器的準(zhǔn)確度為±0.008s。

2.1.9   計(jì)時(shí)器,TT

秒表或電動(dòng)計(jì)時(shí)器,準(zhǔn)確至±1s。

2.1.10   接觸器,C_s,

當(dāng)罩在電極裝置上的通風(fēng)防護(hù)罩降至設(shè)定位置時(shí),該通風(fēng)防護(hù)罩觸動(dòng)常開(kāi)(NO)微型開(kāi)關(guān),而微型開(kāi)關(guān)又使接觸器C_s，動(dòng)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(dāng)通風(fēng)防護(hù)罩升起時(shí)，變壓器斷開(kāi)，操作者得到保護(hù)。

2.2      電極和電極裝置

2.2.1     電極

電極由直徑2.4mm±0.05mm無(wú)裂紋、凹痕或粗糙疵點(diǎn)的鎢棒制成。活動(dòng)電極長(zhǎng)至少20mm。推薦將這個(gè)活動(dòng)電極固定于把柄上，使得在削尖后的電極能準(zhǔn)確定位。該電極應(yīng)經(jīng)研磨拋光，以形成與軸線(xiàn)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(gè)實(shí)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(guò)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(yīng)這樣構(gòu)成，使得每一個(gè)試樣上部表面在每-次試驗(yàn)時(shí)都處在同一高度上。應(yīng)調(diào)節(jié)每一電極，使得它以0.5N±0.05N的力無(wú)約束地靜置于試樣上。不應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行抽風(fēng)，只有當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中試樣釋放出煙霧或氣體時(shí)，才允許把這些燃燒產(chǎn)物排放掉。

兩個(gè)電極應(yīng)該這樣定位，使得當(dāng)這兩個(gè)電極靜置于試樣上時(shí)，它們是處在同一個(gè)垂直面內(nèi)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(yīng)成水平，兩間隔調(diào)節(jié)到6. 35 mm±0.1 mm。

從略高于試樣的平面位置，應(yīng)提供觀察電弧的清晰視域。

注：對(duì)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(yàn)后，應(yīng)該用不起毛的實(shí)驗(yàn)室用的紙巾態(tài)以丙酮或乙醇之類(lèi)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(guò)上述清洗后還有過(guò)量燃燒產(chǎn)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(wú)試樣）對(duì)清除殘留物是有效的。

2.2.3.2  削尖電極

當(dāng)在放大15倍下觀察電極時(shí)，電極應(yīng)保持原始橢圓面狀態(tài)且無(wú)毛刺或粗糙邊緣。

如果不符合上述要求，則應(yīng)削尖電極。

2.3   試驗(yàn)箱

為防止通風(fēng)，試驗(yàn)箱應(yīng)是不通風(fēng)的密閉箱，其尺寸不小于300mmX150mmX100mm，

2.4  

2.4.1  開(kāi)路工作電壓

開(kāi)路狀況下，將電壓調(diào)節(jié)至12.5 kV。根據(jù)開(kāi)路的初級(jí)電壓對(duì)次級(jí)電壓的比，用電壓表V_L。測(cè)量該電壓。

2.4.2  次級(jí)電流的調(diào)節(jié)

將兩個(gè)電極按準(zhǔn)確間隔距離置于陶瓷塊上，在關(guān)閉通風(fēng)防護(hù)翠情況下，給設(shè)備施加電壓并用可變電阻器R₁₀，R₂₀， R₃₀及R₄₀調(diào)節(jié)電流。