绝缘材料耐电弧arc resistance试验定义及设备

绝缘材料耐电弧arc resistance试验定义及设备

1. 定义

下列定义适用于本标准。

1. 失效failure

当被试材料内形成导电通道时,认为材料已经失效。如果电弧引起某一材料燃烧和当电

弧被切断后材料还继续燃烧,则也认为材料已经失效。

注1:当电弧放电因深人材料内部而消失时,问路电流通常会发生变化且声音发生明显改变。

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B内.朝失效发展的趋势增加仅当电弧已熄灭才发生失效。

注3:对某些材料，在电弧已经熄灭之后,在能近电极处可能观察到持续的火花。不应该把这种火花视为属于电弧部分。

注4:如果在电弧中断期间材料继续燃烧,则材料的这种伴随电弧而发生的燃烧,只能视为失效。在其他情况下,继续试验下去直至形成导电通道。

注5:即使材料以后又恢复电弧放电,仍然以整个电弧的次熄灭为失效。

1. 耐电弧arc resistance

从试验开始直至试样失效的总时间,秒。

2   设备

2.1  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。

2.1.1  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~62 Hz。

2.1.2  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%。

2.1.3  电压表,V_L

AC电压表,其度为±0.5%,能读出电源电压的^+10-₂₀%。

2,1.4   毫安表,A

一种的有效值a.c.毫安表,能读出10mA~40mA,度为±5%。由于该毫安表仅当进行设定或改变回路时才用到它,因此,不用时可通过一个旁路开关使其短路。

注:尽管已经采取指施抑制电弧电流的射额分量,但当试验设备进行次组装时,可能还是需要检直射频分量是否存在。的做法是应用一个合适的热电偶射频(r.f.)型毫安表暂时与该毫安表串联起来。

2.1.5  电流控制电阻器,R₁₀, R_20, R₃₀及R₄₀

需要四个电阻器与变压器T_V的初级串联。这些电阻器必须在一定范围内可调,以便在校正过程允许对电流进行设定。R₁₀总是接在回路中以便提供10mA电流。

2, 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。

2.1.7   空芯电感器,X，1.2 H~1.5 H

注:用单个线图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，

2.1.8   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。断续器的度为±0.008s。

2.1.9   计时器,TT

秒表或电动计时器,至±1s。

2.1.10   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。

2.2      电极和电极装置

2.2.1     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。

2.2.2    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-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。

两个电极应该这样定位，使得当这两个电极静置于试样上时，它们是处在同一个垂直面内且它们与水平方向倾斜35°±1°(（这样，两电极轴间夹角为110°±2°），如图3所示。椭圆表面的短轴应成水平，两间隔调节到6. 35 mm±0.1 mm。

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。

2.2.3   清洗和削尖电极

2.2.3.1  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態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。

b）如果经过上述清洗后还有过量燃烧产物残留在电极上，那么，已经证明，施加一次约1 min、40mA连续电弧（在原位置上无试样）对清除残留物是有效的。

2.2.3.2  削尖电极

当在放大15倍下观察电极时，电极应保持原始椭圆面状态且无毛刺或粗糙边缘。

如果不符合上述要求，则应削尖电极。

2.3   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300mmX150mmX100mm，

2.4   校准

2.4.1  开路工作电压

开路状况下，将电压调节至12.5 kV。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。

2.4.2  次级电流的调节

将两个电极按间隔距离置于陶瓷块上，在关闭通风防护翠情况下，给设备施加电压并用可变电阻器R₁₀，R₂₀， R₃₀及R₄₀调节电流。