一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法与流程

本发明涉及电气强度检验检测术领域，尤其涉及一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法。

背景技术：

能力验证，是评价一个实验室有无开展某项检验检测活动、出具合法有效的检验检测报告的能力，能力验证的目的是保证实验室的运行满足质量管理的要求，出具的结果公平公正、合法有效。

我国认证、认可部门对能力验证工作极为重视，除了积极跟踪国际能力验证的动态之外，在iso17043：2010公布之后，由中国合格评定委员会(cnas)和中国标准化研究院等单位合作，迅速将iso17043转化为国家标准gb/t27043-2012《合格评定能力验证通用要求》。

通过电气强度试验的能力验证，可以了解国内实验室电气产品电气强度试验的测试水平，为实验室提供一个评估和证明其出具数据可靠性的客观手段，帮助实验室发现测试中存在的问题，提高实验室的检测能力，进而提高行业的整体测试水平。

电气强度试验又称耐压试验，是验证电气产品安全特性最重要的试验之一，对于各种绝缘材料、电缆、电机、变压器、电容器、电子器件、传感器和某些机电设备、仪器仪表、家用电器等,在研制和批生产过程中要求进行规定的交流、直流或脉冲高压的耐压或击穿试验,以便测出材料的耐压限,确定出材料的安全使用范围及今后的改进方向,保证材料的可靠使用和设备的正常运行。

试验一般会规定一个试验电压，然后从试验电压的一半缓慢升压，在升压的过程中，观察样品是否被击穿(电流突然增加并超过限值，一般为100ma)，在低电压时,电流随外加电压线性变化,当外加电压接近或等于击穿电压时,其变化关系不符合欧姆定律,电流突然增加,直至介质击穿，击穿电流的大小随材料、试件和击穿扩展程度的不同而差异很大。

如果采用一般的绝缘材料、电缆、电机、变压器、电容器、电子器件、传感器和某些机电设备、仪器仪表、家用电器等作为试验样品，这些样品均为破坏性样品，只能使用一次，不能重复使用，样品的均匀性、稳定性检验只能通过抽样的方式进行，成本高，难度大。

目前，行业内的电气强度样品为一个简单的电阻分压电路，只能验证试验电压是否正确，且只能提供“没有击穿”的状态，因为一旦击穿，电阻损坏，样品无法再次使用，该方法无法验证实验室对于试验中“击穿”情况的判断，只能算一个电压能力验证项目，那么研发一款能够模拟出“击穿”效果，而且能够重复使用，并且还能验证试验电压是否正确的电气强度能力验证样品就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法，该电气强度试验的能力验证及其样品制备方法包括如下步骤：

s1、电气强度试验样品设计与制备，样品上有编号1-6的六个测试端；

s2、电气强度能力验证试验，试验包括两个项目，项目一为“在测试端1与2之间施加交流电压v1”，观察并记录样品是否产生击穿现象，项目二为“在测试端3与4之间施加交流电压v2”，测量并记录测试端5与6之间的交流分压值v3；

s3、项目一的结果评价，当项目一的“是否击穿”结果与指定值一致时，则项目一结果为满意结果；

s4、项目二的结果评价，计算测试端5与6之间的交流分压值v3的z值，当|z|≤2时，则说明项目二结果为满意结果；

s5、当项目一与项目二结果均为满意时，则可以判断其电气强度试验的能力是符合标准要求的。

优选的，所述样品内部包含两个独立的电路，且分别为用于模拟击穿效果的电路和用于将试验电压进行分压的电阻电路。

优选的，所述模拟击穿效果的电路内部包含一个陶瓷气体放电管(gdt)，当试验电压未达到电路设计值时，电路为断开状态，耐压测试的测试结果为“没有击穿”，当试验电压达到电路设计值时，电路转变成短路状态，耐压测试的测试结果为“击穿”。

优选的，所述模拟击穿效果的电路包括编号1测试端、编号2测试端和陶瓷气体放电管(gdt)，且编号1测试端和编号2测试端分别通过电路串联到陶瓷气体放电管的两端。

优选的，所述将试验电压进行分压的电阻电路包括编号3测试端、编号4测试、编号5测试端、编号6测试、电阻r1和电阻r4，且编号3测试端通过电路串联有电阻r1，电阻r1通过电路串联有电阻r4，电阻r4通过电路串联有编号4测试端，电阻r1和电阻r4均通过电路并联有编号5测试端，电阻r4通过电路并联有编号6测试端。

优选的，所述步骤s4中的指定值、能力评定标准差获取方法包括如下步骤：

p1、由17家及以上实验室分别进行步骤s2的试验，相应得到17个及以上的测试端5与6之间的交流分压值v3；

p2、通过稳健统计算法得到的稳健平均值作为指定值，稳健统计标准差作为能力评定标准差。

本发明提供的一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法用到陶瓷放电管，陶瓷放电管用陶瓷密闭封装，内部由两个或多个带间隙的金属电极，充以惰性气体氩气，氖气构成，当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管开始放电，由高阻抗变成低阻抗，当电压消失后，陶瓷放电管熄灭恢复到高阻抗状态，等待下一次动作，能够多次利用，有效提高使用寿命，降低成本，并且保证试验效率，同时通过分压的电阻电路进行多次电压检测，能够保证样本数量，且还能验证试验电压是否正确，提高检验精度。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法，该电气强度试验的能力验证及其样品制备方法包括如下步骤：

s1、电气强度试验样品设计与制备，样品上有编号1-6的六个测试端；

s2、电气强度能力验证试验，试验包括两个项目，项目一为“在测试端1与2之间施加交流电压v1”，观察并记录样品是否产生击穿现象，项目二为“在测试端3与4之间施加交流电压v2”，测量并记录测试端5与6之间的交流分压值v3；

s3、项目一的结果评价，当项目一的“是否击穿”结果与指定值一致时，则项目一结果为满意结果；

s4、项目二的结果评价，计算测试端5与6之间的交流分压值v3的z值，当|z|≤2时，则说明项目二结果为满意结果；

s5、当项目一与项目二结果均为满意时，则可以判断其电气强度试验的能力是符合标准要求的。

优选的，所述样品内部包含两个独立的电路，且分别为用于模拟击穿效果的电路和用于将试验电压进行分压的电阻电路。

优选的，所述模拟击穿效果的电路内部包含一个陶瓷气体放电管(gdt)，当试验电压未达到电路设计值时，电路为断开状态，耐压测试的测试结果为“没有击穿”，当试验电压达到电路设计值时，电路转变成短路状态，耐压测试的测试结果为“击穿”，当试验电压达到电路设计值时，电路会转变成短路状态，耐压测试的测试结果为“击穿”，当选用2500v(±10％)的陶瓷气体放电管时，如果将试验电压规定为2500v(±10％)以下，比如2000v，那么样品的试验结果就是“没有击穿”，当将试验电压规定为2500v(±10％)以上时，比如3000v那么样品的试验结果就是“击穿”，可以根据需要选择不同型号规格的陶瓷气体放电管来设计这个模拟击穿电路。

优选的，所述模拟击穿效果的电路包括编号1测试端、编号2测试端和陶瓷气体放电管(gdt)，且编号1测试端和编号2测试端分别通过电路串联到陶瓷气体放电管的两端。

优选的，所述将试验电压进行分压的电阻电路包括编号3测试端、编号4测试、编号5测试端、编号6测试、电阻r1和电阻r4，且编号3测试端通过电路串联有电阻r1，电阻r1通过电路串联有电阻r4，电阻r4通过电路串联有编号4测试端，电阻r1和电阻r4均通过电路并联有编号5测试端，电阻r4通过电路并联有编号6测试端，用于将试验电压进行分压的电阻电路，可以通过测得的分压电阻上的电压，以及电路设计的分压比k，可以反算出试验的总电压是否正确，而同时需要注意的是，实验室的电压测试设备，有电压表、示波器等，其中一些设备的内阻比较小，只有10mω左右，故样品的总电阻不应过大，推荐为1mω左右，当试验电压为1000v—3000v时，电路中的电流为1—3ma，远远小于耐压测试仪自身的跳闸电流100ma,不会产生误跳闸。分压电阻可选40—60k。

优选的，所述步骤s4中的指定值、能力评定标准差获取方法包括如下步骤：

p1、由17家及以上实验室分别进行步骤s2的试验，相应得到17个及以上的测试端5与6之间的交流分压值v3；

p2、通过稳健统计算法得到的稳健平均值作为指定值，稳健统计标准差作为能力评定标准差，稳健统计算法参考gb/t28043-2011《利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》中附录c的方法a，属于现有技术方法。

本发明提供的一种电气强度试验的能力验证及其样品制备方法用到陶瓷放电管，陶瓷放电管用陶瓷密闭封装，内部由两个或多个带间隙的金属电极，充以惰性气体氩气，氖气构成，当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管开始放电，由高阻抗变成低阻抗，当电压消失后，陶瓷放电管熄灭恢复到高阻抗状态，等待下一次动作，能够多次利用，有效提高使用寿命，降低成本，并且保证试验效率，同时通过分压的电阻电路进行多次电压检测，能够保证样本数量，且还能验证试验电压是否正确，提高检验精度。