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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，無缺陷。

注  已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用不對稱電極觀察到測量值的較大變化性，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)的周圍介質(zhì)中進(jìn)行測試。周圍介質(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，外來雜質(zhì)，由油的氧化引起的顏色變化等。

在具有尺寸和周圍介質(zhì)的油浴中進(jìn)行測試，填充到避免閃絡(luò)的水平。

C.3 過程

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。對于其擊穿電壓差異很大的材料，某些樣品可能會(huì)在的測試時(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  對于完整的背板，通常適用2 000 V / s的速率。對于在較低電壓應(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測試設(shè)備和被測材料的特性配合良好是重要的，否則斷路器可能在沒有儀器的情況下進(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)生周圍介質(zhì)中的過早破裂，并應(yīng)進(jìn)行觀察測試期間環(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

過去已經(jīng)廣泛使用其他兩種測試方法來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)開始。

介質(zhì)擊穿機(jī)制對于應(yīng)用直流電壓是不同的。條件和交流波形。測試時(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測試必須用于此目的。測試不能被視為相等的替代品。

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

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