闡述耐電弧試驗儀的結構及工作原理

更新時間：2020-07-28

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耐電弧試驗儀采用光耦隔離方式，能同時配置TVS瞬間抑制防護技術，起到對控制系統的防護；自主開發的多級循環電壓采集方式也能大大提高目前電弧試驗普遍采用手動及干擾狀態下電壓及電流采集的方式；低通濾波監測技術的運用使得該儀器的試驗精度不再受電磁干擾；電容性屏幕的設計，使得儀器實現同時對數據進行保存和分析，操作更為人性化。現場的工作人員還告訴我們這款儀器是專門為電氣絕緣材料測試開發的高精尖設備，適用于電氣絕緣材料、塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣漆等絕緣材料的耐電弧性能評定，也可應用于產品檢測以及新材料電學性能研究等。
耐電弧試驗儀分左右結構，左側上部為小試驗箱，內置試驗電極系統、高壓輸出插孔、試驗電流表等；用鋼化玻璃門封閉，便于觀察并確保安全。低壓接線柱裝有高壓回路的保護電阻等，左側下部為高壓試驗變壓器和調壓器。右側為電氣箱，內部有控制系統的PLC和觸摸屏以及各種控制電路。
本測試儀是在相距或(6.35±0.1)mm的兩電極上，按試驗方法規定的規律（見試驗程序表），由間歇到連續地施加工作電壓和(10～40)mA的電弧電流，直至試樣失效。記下從試驗開始到試樣失效的總時間（s），即為該試樣的耐電弧。試驗電壓的產生是由220V交流電壓經調壓器T5，再由高壓試驗變壓器T4而產生。試驗電壓由調壓器T5調節獲得。試驗電流的大小和通斷時間，PLC控制接在調壓器T5和高壓試驗變壓器T4之間的四路固態繼電器及中間繼電器開關和串聯電阻而獲得。　　　　
耐電弧試驗儀采用計算機控制，試驗過程中可在線觀察試驗曲線；自動存儲試驗條件及試驗結果等數據，并可存取、顯示、打印材料的耐電弧性，系指當在靠近固體絕緣材料表面產生電弧放電時，由于產生熱、化學分解，或被侵蝕等，在試樣表面形成碳化導電通路，使之喪失絕緣性能的現象。　　　　
電弧是一種氣體放電現象，電流通過某些絕緣介質（例如空氣）所產生的瞬間火花。電弧是一種自持氣體導電（電離氣體中的電傳導），其大多數載流子為一次電子發射所產生的電子。觸頭金屬表面因一次電子發射（熱離子發射、場致發射或光電發射）導致電子逸出，間隙中氣體原子或分子會因電離（碰撞電離、光電離和熱電離）而產生電子和離子。另外，電子或離子轟擊發射表面又會引起二次電子發射。開關電弧是等離子體的一種形式，屬低溫等離子體。開關電器中電弧的熄滅就是要積極地利用電弧等離子體的溫度控制來實現，對于高電壓大電流電路來說、只有產生電弧、才能實現對電弧等離子體的溫度控制。
對于開關電器而言，希望它反有如下特件：
（1）電導率的變化范圍盡可能大，即要在導體與*絕緣體之間變化；
（2）電導率的變化速度盡可能快。
一直到電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質后，電流才被開斷。發生在開關設備中的電弧簡稱為開關電弧。這種開關電弧現象，也即電弧燃燒和熄滅過程是開關電器zui重要的內容。電弧是一種自持放電現象不用很高的電壓就能維持相當長的電弧穩定燃燒而不熄滅。如在大氣中，每厘米長電弧的維持電壓只有15V左右。在大氣中，在100kV電壓下開斷僅5A的電流時，電弧長度可達7m。電流更大時，可達30m。因此，單純采用拉長電弧來熄滅電弧的方法是不可取的。兩個電極在一定電壓下由氣態帶電粒子，如電子或離子，維持導電的現象。激發試樣產生光譜。電弧放電主要發射原子譜線，是發射光譜分析常用的激發光源。通常分為直流電弧放電和交流電弧放電兩種。高壓電也可以電弧放電。電弧的重要特點是電流增大時，極間電壓下降，弧柱電位梯度也低，每厘米長電弧電壓降通常不過幾百伏，有時在1伏以下。電弧放電：在電源能持續提供大電流的條件下，因熱電離在間隙中形成明亮、高電導、高溫通道的一種強烈自持放電。

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