闡述耐電弧試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)及工作原理

更新時(shí)間：2020-07-28

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耐電弧試驗(yàn)儀采用光耦隔離方式，能同時(shí)配置TVS瞬間抑制防護(hù)技術(shù)，起到對(duì)控制系統(tǒng)的防護(hù)；自主開發(fā)的多級(jí)循環(huán)電壓采集方式也能大大提高目前電弧試驗(yàn)普遍采用手動(dòng)及干擾狀態(tài)下電壓及電流采集的方式；低通濾波監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用使得該儀器的試驗(yàn)精度不再受電磁干擾；電容性屏幕的設(shè)計(jì)，使得儀器實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和分析，操作更為人性化。現(xiàn)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(cè)試開發(fā)的高精尖設(shè)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(píng)定，也可應(yīng)用于產(chǎn)品檢測(cè)以及新材料電學(xué)性能研究等。
耐電弧試驗(yàn)儀分左右結(jié)構(gòu)，左側(cè)上部為小試驗(yàn)箱，內(nèi)置試驗(yàn)電極系統(tǒng)、高壓輸出插孔、試驗(yàn)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(hù)電阻等，左側(cè)下部為高壓試驗(yàn)變壓器和調(diào)壓器。右側(cè)為電氣箱，內(nèi)部有控制系統(tǒng)的PLC和觸摸屏以及各種控制電路。
本測(cè)試儀是在相距或(6.35±0.1)mm的兩電極上，按試驗(yàn)方法規(guī)定的規(guī)律（見試驗(yàn)程序表），由間歇到連續(xù)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(yàn)開始到試樣失效的總時(shí)間（s），即為該試樣的耐電弧。試驗(yàn)電壓的產(chǎn)生是由220V交流電壓經(jīng)調(diào)壓器T5，再由高壓試驗(yàn)變壓器T4而產(chǎn)生。試驗(yàn)電壓由調(diào)壓器T5調(diào)節(jié)獲得。試驗(yàn)電流的大小和通斷時(shí)間，PLC控制接在調(diào)壓器T5和高壓試驗(yàn)變壓器T4之間的四路固態(tài)繼電器及中間繼電器開關(guān)和串聯(lián)電阻而獲得。　　　　
耐電弧試驗(yàn)儀采用計(jì)算機(jī)控制，試驗(yàn)過程中可在線觀察試驗(yàn)曲線；自動(dòng)存儲(chǔ)試驗(yàn)條件及試驗(yàn)結(jié)果等數(shù)據(jù)，并可存取、顯示、打印材料的耐電弧性，系指當(dāng)在靠近固體絕緣材料表面產(chǎn)生電弧放電時(shí)，由于產(chǎn)生熱、化學(xué)分解，或被侵蝕等，在試樣表面形成碳化導(dǎo)電通路，使之喪失絕緣性能的現(xiàn)象。　　　　
電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)（例如空氣）所產(chǎn)生的瞬間火花。電弧是一種自持氣體導(dǎo)電（電離氣體中的電傳導(dǎo)），其大多數(shù)載流子為一次電子發(fā)射所產(chǎn)生的電子。觸頭金屬表面因一次電子發(fā)射（熱離子發(fā)射、場致發(fā)射或光電發(fā)射）導(dǎo)致電子逸出，間隙中氣體原子或分子會(huì)因電離（碰撞電離、光電離和熱電離）而產(chǎn)生電子和離子。另外，電子或離子轟擊發(fā)射表面又會(huì)引起二次電子發(fā)射。開關(guān)電弧是等離子體的一種形式，屬低溫等離子體。開關(guān)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(shí)現(xiàn)，對(duì)于高電壓大電流電路來說、只有產(chǎn)生電弧、才能實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧等離子體的溫度控制。
對(duì)于開關(guān)電器而言，希望它反有如下特件：
（1）電導(dǎo)率的變化范圍盡可能大，即要在導(dǎo)體與*絕緣體之間變化；
（2）電導(dǎo)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(zhì)后，電流才被開斷。發(fā)生在開關(guān)設(shè)備中的電弧簡稱為開關(guān)電弧。這種開關(guān)電弧現(xiàn)象，也即電弧燃燒和熄滅過程是開關(guān)電器zui重要的內(nèi)容。電弧是一種自持放電現(xiàn)象不用很高的電壓就能維持相當(dāng)長的電弧穩(wěn)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(shí)，電弧長度可達(dá)7m。電流更大時(shí)，可達(dá)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(gè)電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子，如電子或離子，維持導(dǎo)電的現(xiàn)象。激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜。電弧放電主要發(fā)射原子譜線，是發(fā)射光譜分析常用的激發(fā)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(diǎn)是電流增大時(shí)，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(shí)在1伏以下。電弧放電：在電源能持續(xù)提供大電流的條件下，因熱電離在間隙中形成明亮、高電導(dǎo)、高溫通道的一種強(qiáng)烈自持放電。

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