不同类型的耐压测试仪在测试过程中,与电线电缆之间的作用机制主要有以下几种:
一、交流耐压测试仪
1、原理
当交流耐压测试仪工作时,它会输出一定频率(通常为市电频率50Hz或60Hz)的交流高压。这个交流高压通过测试电路施加到电线电缆的导体和绝缘层之间。
由于交流电的大小和方向呈周期性变化,在每个周期内,电压两次达到最大值,两次降到零。这种变化的电场会使电线电缆绝缘层内的分子发生极化现象。绝缘材料中的分子在电场作用下,正负电荷中心发生相对位移,形成偶极子。随着交流电场的变化,偶极子的方向不断改变,导致分子间的摩擦和碰撞,从而使绝缘材料产生热量。
2、作用机制
对于良好的绝缘电线电缆,在规定的交流耐压测试电压下,绝缘层能够承受这种因分子极化而产生的压力,不会有过多的泄漏电流。因为绝缘层的电阻很大,根据欧姆定律(I=U/R,其中I是电流,U是电压,R是电阻),在正常的交流电压下,产生的泄漏电流非常小,通常在仪器规定的安全范围内。
当电线电缆的绝缘层存在缺陷,如裂纹、气隙、受潮等情况时,绝缘层的电阻会大幅下降。在这种情况下,交流电场的变化会使这些缺陷部位更容易发生离子迁移和电晕放电。离子在电场作用下会加速运动,与绝缘层的分子发生碰撞,使分子进一步电离,产生更多的带电粒子。这些带电粒子会在电场的驱动下形成较大的泄漏电流,甚至可能导致绝缘击穿。
二、直流耐压测试仪
1、原理
直流耐压测试仪输出稳定的直流高压。在测试时,这个直流高压加在电线电缆的导体和绝缘层之间,形成一个恒定的电场。
在这个恒定电场中,电线电缆绝缘层内的电荷会重新分布。如果绝缘良好,电荷会均匀地分布在绝缘层的表面和内部,形成一个相对稳定的电荷分布状态。
2、作用机制
对于没有缺陷的绝缘电线电缆,直流电压主要降落在绝缘层上,产生的泄漏电流很小且稳定。这是因为绝缘层具有较高的电阻,根据欧姆定律,在直流电压下,泄漏电流与绝缘电阻成反比。良好的绝缘层电阻很大,所以泄漏电流很小,而且随着时间推移,泄漏电流会逐渐减小并趋于稳定,这就是直流耐压测试中的吸收现象。
当电线电缆绝缘层存在缺陷时,如存在孔隙、杂质或者局部受潮等情况,这些缺陷部位的绝缘电阻会显著降低。在直流高压下,这些部位的电场强度会增强,容易发生电晕放电。电晕放电会产生大量的自由电子和离子,这些带电粒子会在电场作用下形成较大的泄漏电流。而且,由于直流电场的方向不变,这些带电粒子会在电场的作用下持续运动,可能导致局部发热,进一步加剧绝缘损坏,最终可能导致绝缘击穿。
三、脉冲耐压测试仪
1、原理
脉冲耐压测试仪产生脉冲高压信号,这个脉冲信号具有上升时间短、持续时间短、重复频率可调的特点。脉冲高压施加到电线电缆上时,会在瞬间产生一个强大的电场。
2、作用机制
对于性能良好的电线电缆,其绝缘层在这种瞬间的脉冲高压作用下,能够承受电场的冲击而不至于被击穿。因为绝缘层的介电常数和绝缘电阻等参数使得它在短暂的脉冲时间内能够阻止电荷的大量流动,即使有少量电荷移动形成微小的泄漏电流,也不会对绝缘层造成实质性的损坏。
当电线电缆绝缘层存在缺陷时,如存在裂纹或者局部薄弱点,脉冲高压会使这些部位的电场强度急剧增加。在缺陷处的电场强度可能会超过绝缘层的击穿强度,导致局部放电。这种局部放电会产生等离子体,等离子体中的带电粒子会进一步轰击绝缘层,造成绝缘材料的损伤。如果脉冲幅度足够高、持续时间足够长或者脉冲重复频率足够快,这种局部放电可能会迅速发展,最终导致绝缘击穿。