高电压小电流试验机 （耐电弧试验仪）

GBT 1411-2002干固体绝缘材料耐高电压、

小电流电弧放电的试验

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一、高电压小电流试验机 （耐电弧试验仪）范围

本标准叙述的试验方法能够提供同类绝缘材料当其被暴露于高电压、小电流电弧放电时，它们之间耐受发生在紧靠表面损坏情况的初步差异。

电弧放电引起局部热的和化学的分解与腐蚀并终在绝缘材料上形成导电通道。试验条件的严酷程度是逐渐增加的：开始几个阶段，小电流电弧放电反复中断，而到了后来几个阶段，电弧电流逐级增大。

二、高电压小电流试验机 （耐电弧试验仪）规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。

三、定义

下列定义适用于本标准。

3.1

注2：对某些材料，在电极间电弧全部熄灭前，在相当长的时间范围内，朝失效发展的趋势增加，仅当所有电弧已熄灭才发生失效。

3.2

耐电弧 arc resistance

从试验开始直至试样失效的总时间，秒。

四、设备

4.1试验回路

试验设备电气回路的主要部件如图1所示。

注：次级回路接线杂散电容应小于40pF。大的杂散电容可能会干扰电弧的形状并影响试验结果。

4.1.1变压器，T_V

该变压器的额定次级电压（开路）为15kV，额定次级电流（短路）为60mA，线路频率为48Hz~62Hz。

4.1.2可变比自耦变压器，T_C

额定容量为1kVA且与线路电压匹配。

注：推荐初级电压电源变化保持±2%。

4.1.3电压表，VL

AC电压表，其准确度为±0.5%，能读出电源电压的%。

4.1.6抑制电阻器，R₃

额定电阻为15kΩ±1.5kΩ并至少24W。该电阻器与电感（见4.1.7）一起用作抑制电弧电路中的寄生高频。

4.1.7空芯电感器，X₃，1.2H～1.5H

注：用单个线圈构成的这种电感器是不实用的，令人满意的电感器是将导线绕在直径约12.7mm和内长15.9mm的绝缘非金属芯子上的8个3000匝~5000匝的线圈串联而成。

4.1.8断电器，B

由电机驱动或电子仪器操作的断续器是用作按表1的预定程序进行切断和接通初级回路，以便获得该试验的三个较低阶段所需要的周期。断续器的准确度为±0.008s。

4.1.9计时器，TT

秒表或电动计时器，准确至±1s。

4.1.10接触器，C_S

当罩在电极装置上的通风防护罩降至设定位置时，该通风防护罩触动常开（NO）微型开关，而微型开关又使接触器C_S动作并将变压器T_V与回路接通，使得高压HV施加于电极上。当通风防护罩升起时，变压器断开，操作者得到保护。

4.2电极和电极装置

4.2.1电极

电极由直径2.4mm±0.05mm无裂纹、凹痕或粗糙疵点的钨棒制成。活动电极长至少20mm。推荐将这个活动电极固定于把柄上，使得在削尖后的电极能准确定位。该电极应经研磨抛光，以形成与轴线夹角为30°±1°的平椭圆面。图2展示出固定于合适把柄上的电极的一个实例。

注1：已发现钨焊条是适用于这种电极的。

注2：在削尖过程中，采用钢制夹紧装置夹持电极，有助于保证将尖头电极加工成所要求的几何形状。

4.2.2电极装置

该装置提供了一种夹持电极和试样的方法，使得电弧按正确的角度施加于试样的上部表面。该装置应这样构成，使得每一个试样上部表面在每一次试验时都处在同一高度上。应调节每一电极，使得它以0.5N±0.05N的力无约束地静置于试样上。不应对试样进行抽风，只有当试验过程中试样释放出烟雾或气体时，才允许把这些燃烧产物排放掉。

从略高于试样的平面位置，应提供观察电弧的清晰视域。

注：对气流的要求，正在考虑之中。

4.2.3清洗和削尖电极

4.2.3.1清洗电极

a）每一次试验后，应该用不起毛的实验室用的纸巾蘸以丙酮或乙醇之类溶剂清洗电极，再用去离子水擦洗电极，然后用干净的、干的不起毛的纸巾将其擦干。

4.3试验箱

为防止通风，试验箱应是不通风的密闭箱，其尺寸不小于300mm×150mm×100mm。

4.4校准

4.4.1开路工作电压

开路状况下，将电压调节至12.5kV。根据开路的初级电压对次级电压的比，用电压表V_L测量该电压。

五、试样

5.1对材料作正规比较时，应在每一材料的试样上至少做5次试验。

六、条件处理

除另有规定外，试样应在23℃±2℃、50%±5%相对湿度（按IEC 60212中的标准大气B）标准大气中至少暴露24h。

七、程序

观察起始电弧以便确定它是否仍然保持平的且紧靠试样表面。如果电弧顶部处于试样表面上方约2mm或者电弧爬向电极上方而不再保持在电极处或者发生不规则的闪烁，则表明回路常数不正确或者材料正在以及大速率释放出气体产物。

八、结果

8.1本试验的结果是以秒表示的失效时间。

注：许多材料常常是在严酷程度发生变化后的开头几秒内失去抵抗能力的。当对材料的耐电弧作比较时，两者差异处于两个阶段交替的那几秒要比处于单个阶段内所经过的相同的那几秒时间重要的多。因此，耐电弧在178s与182s之间和耐电弧在174s与178s之间两者存在着很大的差异。

8.2已经观察到的四种通常失效类型

8.2.1由于许多无机电介质变成白热状态，致使它们变成能够导电。然而，当冷却时，它们又恢复到其原先绝缘状态。

8.2.2某些有机复合物突然发生火焰，但在材料内不形成明显的导电通道。

8.2.3另外一些材料可见到因漏电起痕而导致失效，即当电弧消失时，在电极间形成一条细金属丝似的线。

8.2.4第四种类型是表面发生碳化直至出现足够的碳而形成导电。