不同類型的耐壓測試儀在測試過程中,與電線電纜之間的作用機制主要有以下幾種:
一、交流耐壓測試儀
1、原理
當交流耐壓測試儀工作時,它會輸出一定頻率(通常為市電頻率50Hz或60Hz)的交流高壓。這個交流高壓通過測試電路施加到電線電纜的導體和絕緣層之間。
由于交流電的大小和方向呈周期性變化,在每個周期內,電壓兩次達到最大值,兩次降到零。這種變化的電場會使電線電纜絕緣層內的分子發(fā)生極化現(xiàn)象。絕緣材料中的分子在電場作用下,正負電荷中心發(fā)生相對位移,形成偶極子。隨著交流電場的變化,偶極子的方向不斷改變,導致分子間的摩擦和碰撞,從而使絕緣材料產生熱量。
2、作用機制
對于良好的絕緣電線電纜,在規(guī)定的交流耐壓測試電壓下,絕緣層能夠承受這種因分子極化而產生的壓力,不會有過多的泄漏電流。因為絕緣層的電阻很大,根據(jù)歐姆定律(I=U/R,其中I是電流,U是電壓,R是電阻),在正常的交流電壓下,產生的泄漏電流非常小,通常在儀器規(guī)定的安全范圍內。
當電線電纜的絕緣層存在缺陷,如裂紋、氣隙、受潮等情況時,絕緣層的電阻會大幅下降。在這種情況下,交流電場的變化會使這些缺陷部位更容易發(fā)生離子遷移和電暈放電。離子在電場作用下會加速運動,與絕緣層的分子發(fā)生碰撞,使分子進一步電離,產生更多的帶電粒子。這些帶電粒子會在電場的驅動下形成較大的泄漏電流,甚至可能導致絕緣擊穿。
二、直流耐壓測試儀
1、原理
直流耐壓測試儀輸出穩(wěn)定的直流高壓。在測試時,這個直流高壓加在電線電纜的導體和絕緣層之間,形成一個恒定的電場。
在這個恒定電場中,電線電纜絕緣層內的電荷會重新分布。如果絕緣良好,電荷會均勻地分布在絕緣層的表面和內部,形成一個相對穩(wěn)定的電荷分布狀態(tài)。
2、作用機制
對于沒有缺陷的絕緣電線電纜,直流電壓主要降落在絕緣層上,產生的泄漏電流很小且穩(wěn)定。這是因為絕緣層具有較高的電阻,根據(jù)歐姆定律,在直流電壓下,泄漏電流與絕緣電阻成反比。良好的絕緣層電阻很大,所以泄漏電流很小,而且隨著時間推移,泄漏電流會逐漸減小并趨于穩(wěn)定,這就是直流耐壓測試中的吸收現(xiàn)象。
當電線電纜絕緣層存在缺陷時,如存在孔隙、雜質或者局部受潮等情況,這些缺陷部位的絕緣電阻會顯著降低。在直流高壓下,這些部位的電場強度會增強,容易發(fā)生電暈放電。電暈放電會產生大量的自由電子和離子,這些帶電粒子會在電場作用下形成較大的泄漏電流。而且,由于直流電場的方向不變,這些帶電粒子會在電場的作用下持續(xù)運動,可能導致局部發(fā)熱,進一步加劇絕緣損壞,最終可能導致絕緣擊穿。
三、脈沖耐壓測試儀
1、原理
脈沖耐壓測試儀產生脈沖高壓信號,這個脈沖信號具有上升時間短、持續(xù)時間短、重復頻率可調的特點。脈沖高壓施加到電線電纜上時,會在瞬間產生一個強大的電場。
2、作用機制
對于性能良好的電線電纜,其絕緣層在這種瞬間的脈沖高壓作用下,能夠承受電場的沖擊而不至于被擊穿。因為絕緣層的介電常數(shù)和絕緣電阻等參數(shù)使得它在短暫的脈沖時間內能夠阻止電荷的大量流動,即使有少量電荷移動形成微小的泄漏電流,也不會對絕緣層造成實質性的損壞。
當電線電纜絕緣層存在缺陷時,如存在裂紋或者局部薄弱點,脈沖高壓會使這些部位的電場強度急劇增加。在缺陷處的電場強度可能會超過絕緣層的擊穿強度,導致局部放電。這種局部放電會產生等離子體,等離子體中的帶電粒子會進一步轟擊絕緣層,造成絕緣材料的損傷。如果脈沖幅度足夠高、持續(xù)時間足夠長或者脈沖重復頻率足夠快,這種局部放電可能會迅速發(fā)展,最終導致絕緣擊穿。