中航谈球吧·时代仪器：击穿电压测试仪在石墨烯材料行业的应用

　　北京石墨烯研究院有限公司（简称“公司”）是BGI“一体两翼”产学研协同创新机制的成果转化平台。公司先后推出一系列全球领先的石墨烯材料、规模化制备装备与工艺包，完成了石墨烯薄膜、单晶石墨烯晶圆、蒙烯玻璃纤维等多种材料从实验室到规模化批量生产，以及制备装备自主研发设计和生产。2022年，蒙烯玻纤材料实现了在国防装备上的重大应用突破，成为石墨烯新材料家族的第一个“杀手锏级”应用。公司先后与京东方、中蓝晨光、华能集团等龙头企业合作，全力推动石墨烯新材料在国防、航天航空、电子信息、节能环保、复合材料等领域的应用。

　　——工频高电压试验工频高电压试验不仅仅为了检验绝缘在工频交流工作电压下的性能，在许多场合也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力，以免除进行操作冲击和雷电冲击高压试验所遇到的设备仪器和试验技术上的繁复和困难。——工频高电压的产生高压试验室中的工频高电压通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。但对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。工频高电压不仅可用于绝缘的工频耐压试验，而且也广泛应用于气隙工频击穿特性玻璃纤维环保、电晕放电及其派生效应、静电感应、绝缘子的干闪、湿闪及污闪特性、带电作业等试验研究中。工频高压装置不但是高压试验室中最基本的设备，而且也是产生其他类型高电压的设备的基础部件。(一)高压试验变压器试验变压器大多为油浸式，在工作原理上与电力变压器没有什么不同，但在工作条件和结构方面则具有一系列特点：(1)由于需要产生的工频电压很高，因而试验变压器本身应有很好的绝缘。但因它们都在高压试验室内工作，不像电力变压器那样会受到雷电和操作过电压的作用，所以试验变压器的绝缘裕度不需要取得太大，例如500~750kV试验变压器的绝缘五分钟试验电压仅比其额定电压高10%~15%。这样小的绝缘裕度必然要求在试验过程中严格防止和限制过电压的出现。(3)由于试验变压器的额定电压很高而容量不大，因而它的油箱本体不大，而其高压套管又长又大，这是它外观上的一个特点。按照高压套管的数量，可将试验变压器分为两种类型，一种是单套管式，其高压绕组的一端接地，另一端输出额定全电压U，如图5-1(a)所示，这时它的高压绕组和套管对铁心和油箱的绝缘均应按耐受全电压U的要求来设计；另一种是双套管式，其高压绕组的中点与铁心、油箱相连，两端各经一只套管引出，也是一端接地，另一端输出全电压U，但应该注意的是，这时由于铁心和油箱均带上U/2的电压，所以油箱不能放在地上，而必须按一半全电压对地绝缘起来，如图5-1(b)所示。后一种做法的好处是用两只额定电压只有U/2的套管来代替一只额定电压为U的套管，用油箱外部的绝缘支柱来减轻变压器内绝缘的设计要求(绝缘水平亦降至U/2)。当电压U很高时，这样做可以大大降低试验变压器和套管的制造难度和价格。单套管试验变压器的额定电压一般不超过250~300kV，而双套管试验变压器的最高额定电压已达750kV(4)试验变压器连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要有复杂的冷却系统。但由于试验变压器的绝缘裕度很小、散热条件又较差，所以一般在额定电压或额定功率下只能作短时运行。例如500kV试验变压器在额定电压U下只能连续工作30min，只有在号2/3U的电压下才能长期运行。(5)与电力变压器相比，试验变压器的漏抗较大，短路电流较小，因而可降低绕组机械强度方面的要求，以节省制造费用。(6)试验变压器所输出的电压应尽可能是正、负半波对称的正弦波形，实际上要做到这一点是相当困难的。一般采取的措施是：①采用优质铁心材料；②采用较小的设计磁通密度；③选用适宜的调压供电装置；④在试验变压器的低压侧跨接若干滤波器(例如三次、五次谐波滤波器)。

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