电晕电平测试.pdf

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1、第6期2012年12月机电元件ELECnN)M匮CHANICALCOM吧0NENISVoL32No．6Dec．2012电晕电平测试高翊。马列(中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠233010)摘要：本文阐述了射频连接器电晕电平测试的试验原理，并在自行搭建的符合国军标GJB681A要求的一套电晕电平测试系统上进行了大量的试验。通过对试验数据的比较与分析，得出：在高海拔低气压条件下，连接器更易发生起晕现象；机械应力和形变对连接器的电晕电平影响不大；潮湿会使连接器的电晕电平有一定程度的下降。关键词：连接器；电晕电平；局部放电；击穿电压Doi：10．3969／j．issn．1000—61

2、33．2012．06．011中圈分类号：TG172文献标识码：A文章编号：1000—6133(2012)06—0048一041引言电晕电平测试实际上就是用一种有效的方法将被试品在电场中发生的放电量在5pC以下的电晕放电现象检测出来。国军标GJB681A中对电晕电平这一测试项目规定如下：”把试验样品插合成对，安装在一个适当的试验电路上。在规定的低气压值下，将50Hz的试验电压增加至相关详细规范的规定值，试验电路元件电晕放电应在5pC或能被测出的更小值放电范围内。所使用的电缆型号和电缆长度应按相关详细规范的规定。在试验的产品上或产品内，不应使用润滑油或类似的化合物。将试验样品风净以后，把5

3、0Hz的试验电压慢慢增加，直至灵敏度5pC的检测器指示出持续电晕放电时为止。然后，把电压降低，直至电晕是在5pC或更小时为止。这个最后的电压值就是被测连接器的电晕电平。”电晕放电是局部放电的三种形式之一，其中发生在绝缘体内部的放电称为内部局部放电，发生在绝缘体表面的放电称为表面局部放电，发生在被气体包围的导体附近的放电称之为电晕。在电晕电平收藕日期：2012—10—26的测试过程中，被试样品同时发生了三种形式的放电现象。我们现行的试验方法无法对这三种放电分别进行考核。所以对于电晕电平测试，我们检测到的是被试样品发生放电量为5pC的局部放电现象。2产生电晕的机理绝缘体中只有局部区域发生放

4、电，而没有贯穿施加电压的导体之间，这种现象称为局部放电。图1所示为射频同轴连接器及其电缆组件(以下简称连接器)的结构示意图。在连接器的绝缘系统中，由于不同绝缘材料的电场强度不同，击穿场强也不相同。这就可能导致连接器将在某个部位发生局部放电。对于连接器而言，其绝缘子与中心接触件之间、电缆与外导体接点处等均不可避免地会出现气隙。在电场作用下，气隙常承受比固体介质高的场强，而空气的击穿强度又低于固体介质。因此，当外加电压升高到一定值时就造成了空气的击穿，产生了局部放电。另外，在绝缘子的制造和使用过程中，会因绝缘子的老化而产生气泡、裂纹或其他杂质。这些部位的场强超过了该处绝缘子的电离场强，该第

5、6期高翊等：电晕电平测试49处物质就将产生电离放电，即局部放电。除了介质不均匀或有缺陷造成的电场集中之外，连接器外导体表面的毛刺、导体尖端、在外导体附近的电场集中或者是有连接点接触不好，也会造成局部放电。3测试原理图1连接器结构示意图电晕电平测试的最终目的是将连接器的放电量在5pC范围内的局部放电检测出来。假设连接器的绝缘子中含有气泡，绝缘介质中发生局部放电时的等效电路如图2所示。C。代表气泡电容，C。代表与C。串联部分介质的电容，C。代表其余部分介质的电容。气泡很小，C。>>Cb，C。>>C。，电极间的总电容为：C。=C。+C。Ch／(C。+Cb)。在气泡放电后，C。即被完全短接而无

6、残压。此时，电极间的总电容为C。=(c。+Cb)>C。。由于气泡中的局部放电几乎是在瞬时(约10矗S级)完成的，电源回路中的电感使极板上的电荷量来不及得到补充。于是，极板问的电压将产生一个变化量△U，令Aq=C。·AU，则△q称为视在电荷量或视在放电量，用单孔司]图2局部放电时的等效电路位pC表示。它是衡量局部放电强度的一个重要参数。GJB681A电晕电平测试中提到的电晕放电量即指此值。在实际工作中，我们需要搭建一套电晕电平测试系统，该系统的试验原理如图3所示。连接器C。发生局部放电时，电极间的电压突然产生一变化量(即电压脉冲)AU，极板上的电荷突然也产生一变化量(即视在放电电荷量)△

7、q，从而在回路中产生一脉冲电流作用到检测用阻抗z。上，在z。上产生一个脉冲电压U。。通过放大器A，u。信号被放大送到终端指示仪M中去，根据U。可推算出局部放电的视在电荷量。我们自行搭建的电晕电平测试系统的终端指示仪M为一台示波器，测量阻抗zm、耦合电容C。以及信号放大器A组成了一自制放大器。自制放大器的灵敏度调整为当被试品的视在放电量为5pC时，示波器的电压波形出现高频衰减振荡，如图4所示。这表明连接器已出现了持续的电晕放电现象。2_j]cI忍