電壓擊穿試驗(yàn)儀 直流擊穿電壓

C.1 設(shè)備

使用配備等直徑電極（如IEC 60243-1：2013的5.2.1.2）中的電氣設(shè)備（IEC 60243-1：2013第8節(jié)提出的升壓變壓器），并應(yīng)用直流電源。方法見(jiàn)IEC 60243-2。

玻璃和背板的直流擊穿強(qiáng)度通常很高，可能由幾層組成，不可能進(jìn)行厚度調(diào)整。因此，建議使用能夠產(chǎn)生小10 000 V的設(shè)備。

為了保護(hù)電壓源免受損壞，它應(yīng)配備一個(gè)斷開(kāi)試樣電源電源的裝置，它可能由電極的高壓電源中的電流敏感元件組成。

為了限制擊穿時(shí)的電流或電壓浪涌的損壞，可以使用具有適當(dāng)值的電阻器與電極串聯(lián)使用。電阻值取決于電極可以容忍的損壞。使用非常高的值電阻可能會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷焊哂谟玫蛪弘娮璜@得的擊穿電壓。

電極應(yīng)由兩個(gè)金屬圓筒組成，由不銹鋼制成，其邊緣圓形，以得到3mm±0.2mm的半徑。應(yīng)使用固定裝置，將上下電極對(duì)準(zhǔn)在1.0 mm以內(nèi)。兩個(gè)電極的直徑和高度都應(yīng)為25 mm±1 mm，見(jiàn)圖C.1。兩個(gè)電極的直徑應(yīng)不大于0.2 mm。金屬電極應(yīng)始終保持平滑，清潔，無(wú)缺陷。

注  已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用不對(duì)稱電極觀察到測(cè)量值的較大變化性，因此不代表替代電極配置。

圖C.1 — 電介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)的等電極（來(lái)自于IEC60243—1：2013圖1b）

C.2 環(huán)繞介質(zhì)

材料應(yīng)在選擇防止閃絡(luò)的周?chē)橘|(zhì)中進(jìn)行測(cè)試。周?chē)橘|(zhì)應(yīng)由符合IEC 60296的礦物基變壓器油組成。在世界某些地區(qū)，IEC 60296規(guī)定的礦物油可能無(wú)法使用。在這種情況下，推薦使用符合ASTM D 3487 II型油的礦物油。石油的周期性交換需要根據(jù)目視檢查進(jìn)行。當(dāng)雜質(zhì)的跡象觀察到由分解產(chǎn)生的灰分，外來(lái)雜質(zhì)，由油的氧化引起的顏色變化等。

在具有尺寸和周?chē)橘|(zhì)的油浴中進(jìn)行測(cè)試，填充到避免閃絡(luò)的水平。

C.3 過(guò)程

電極應(yīng)以不破壞（穿刺）試樣的方式施加到樣品上，但要充分施加壓力以確保電極與樣品之間良好的接觸。在兩個(gè)電極之間施加電壓，并根據(jù)以下要求增加電壓程序。

該測(cè)試可以以正或負(fù)極性執(zhí)行?？梢允褂?/span>10mA范圍內(nèi)的電流限制。

除非另有說(shuō)明，試驗(yàn)應(yīng)在23℃±2℃下進(jìn)行。樣品應(yīng)具有至少50 mm x 50 mm的小尺寸。

電壓應(yīng)以2 000 V / s的均勻速率從零升高直到發(fā)生故障。如果擊穿發(fā)生在10 s以內(nèi)，則斜坡率應(yīng)按以下順序降低1000 V / s，500 V / s ，200V / s或100V / s，直到在至少10s之后發(fā)生擊穿，即使用10秒后發(fā)生擊穿的Zui高斜坡率。對(duì)于其擊穿電壓差異很大的材料，某些樣品可能會(huì)在的測(cè)試時(shí)間以外失敗。在這種情況下，如果大多數(shù)故障10秒后發(fā)生。

注  對(duì)于完整的背板，通常適用2 000 V / s的速率。對(duì)于在較低電壓應(yīng)用中使用的背板或依靠絕緣的單個(gè)層，適用于100 V / s或500 V / s的較慢斜率。

C.4 細(xì)分的標(biāo)準(zhǔn)

電擊穿伴隨著電路中流過(guò)的電流的增加以及樣品兩端的電壓的降低。增加的電流可能使斷路器跳閘或熔斷保險(xiǎn)絲。然而，斷路器的跳閘有時(shí)可能受到閃絡(luò)，樣品充電電流，泄漏或局部放電電流，設(shè)備磁化電流或設(shè)備故障。因此，本地?cái)嗦菲髋c測(cè)試設(shè)備和被測(cè)材料的特性配合良好是重要的，否則斷路器可能在沒(méi)有儀器的情況下進(jìn)行試樣破裂，或在發(fā)生故障時(shí)不能運(yùn)行，因此不能提供正確的擊穿標(biāo)準(zhǔn)。即使在佳條件下，也可能會(huì)發(fā)生周?chē)橘|(zhì)中的過(guò)早破裂，并應(yīng)進(jìn)行觀察測(cè)試期間環(huán)境介質(zhì)（變壓器油）的雜散故障。如果發(fā)生雜散擊穿，應(yīng)該報(bào)告。

C.5 其他的表征方法

過(guò)去已經(jīng)廣泛使用其他兩種測(cè)試方法來(lái)表征在光伏組件的背景下使用的聚合物玻璃和背板的介電性質(zhì)，即：

a）  交流絕緣擊穿;

b）   局部放電。

然而，兩種方法在評(píng)估用于光伏組件中絕緣的聚合物材料的絕緣強(qiáng)度方面具有局限性，因此不被認(rèn)為是等直徑絕緣擊穿的替代方法。

絕緣擊穿電壓定義了絕緣系統(tǒng)崩潰之前可能在玻璃或底片上施加的大電壓差，不合格并導(dǎo)通。作為擊穿的結(jié)果，通常在連接電極的片材內(nèi)產(chǎn)生導(dǎo)電跟蹤路徑。

部分放電（PD）是在高壓應(yīng)力下電絕緣系統(tǒng)的一小部分的局部絕緣擊穿，其不會(huì)橋接兩個(gè)導(dǎo)體之間的空間.PD通常在固體電介質(zhì)內(nèi)的空隙，裂紋或夾雜物內(nèi)開(kāi)始。

介質(zhì)擊穿機(jī)制對(duì)于應(yīng)用直流電壓是不同的。條件和交流波形。測(cè)試時(shí)，故障主要依賴于暴露于直流電源下樣品中產(chǎn)生的熱量。當(dāng)前在測(cè)試，另一方面，故障很大程度上取決于缺陷，例如空隙，雜質(zhì)，分散不良的填料等。對(duì)于大多數(shù)材料，故障高于交流擊穿故障，但這是不可能預(yù)測(cè)的，并不總是如此。

直徑設(shè)計(jì)方法是確定背板是否滿足直徑。要求安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 61730-1：2016，5.6.4.2，即：

c）1 000 V + 2次BASIC絕緣系統(tǒng)電壓;

d）2 000 V + 4倍系統(tǒng)電壓，用于雙層或加強(qiáng)絕緣。

DC測(cè)試必須用于此目的。測(cè)試不能被視為相等的替代品。

然而，AC測(cè)試可能與其他原因相關(guān)，例如控制生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷。

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