150kV绝缘材料击穿试验现场,升压速率怎么把控?武汉华能阳光电气实操分享
去年年底接了一个检测项目,客户送来一批新型复合绝缘材料,要求做工频下的击穿电压试验,目标电压范围在100到150kV之间。标准依据是GB/T 1408.1-2006,也就是绝缘材料电气强度试验方法工频下试验部分。
项目背景说完了,讲讲遇到的麻烦。
第一批试品上机的时候,我们用的是设备默认的2kV/s升压速率。结果三组试样里,有两组在60到70kV就击穿了,跟客户提供的预期数据差了将近一倍。客户不认可结果,说他们的材料设计击穿电压在120kV以上。我们反复检查了接线、电极配置、环境条件,都没问题。后来才意识到,问题出在升压速率上。
GB/T 1408.1-2006对升压速率有要求,不同材料的适用速率不一样。这种复合绝缘材料属于比较特殊的品类,速率太快可能导致热效应提前触发击穿,测出来的值偏低。我们翻标准、查文献,确认这种材料应该用0.5kV/s的慢速升压。
但问题来了,我们原来那台设备升压速率是固定的,只有2kV/s一档,调不了。这下尴尬了,设备不满足试验条件,项目卡住了。
紧急协调了一台武汉华能阳光电气的高压击穿试验装置过来。这台设备升压速率有0.5、1、2、3、5kV/s五档可选,正好覆盖了我们需要的速率范围。换设备重新做试验,0.5kV/s慢速升压,三组试样的击穿电压分别在118、125、121kV,跟客户预期基本吻合。
回过头来看,这次项目暴露了两个问题。
第一个是设备选型时对升压速率的重视不够。以前做常规绝缘材料,2kV/s够用了,没遇到速率敏感的情况。但绝缘材料种类多,新型复合材料、薄膜材料对速率很敏感。设备只有一档速率,遇到特殊材料就抓瞎。选型的时候至少要选多档可调的,五档覆盖0.5到5kV/s比较稳妥。
第二个是计时精度和数据记录。GB/T 1408.1-2006要求记录击穿电压值和击穿时间。我们老设备计时范围只有0到60秒,分辨率1秒,做一些慢速升压的试验,击穿时间可能超过60秒,计时器就溢出了。武汉华能阳光电气这台设备计时范围0到999秒,精度足够,而且能同时记录电压、电流、时间,数据可以直接导出,出报告方便。
电压精度和电流精度也是这次项目中验证过的。设备标注电压精度1.5%正负一个字,电流精度1.5%正负一个字。我们用标准电压互感器做了比对,实测误差在标注范围内。做高压击穿试验,数据准确性是底线,这一点不能含糊。
这次项目的经验总结:做绝缘材料击穿试验,设备选型不能只看最高电压,升压速率的可调范围、计时精度、数据记录功能同样重要。武汉华能阳光电气这款150kV击穿试验装置在这几个方面考虑得比较周全,后来成了我们做高压击穿试验的主力设备。

