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从商人到科学家——电线和绝缘的“前世今生”

  2018年01月19日  

  电线,大家都熟悉。但是电线是怎么来的,你们知道么?

  不知道的话,就听我讲一讲第一根电线背后的故事吧。

  电传导与飞翔男孩实验

  话说1705年,英国F 豪克斯比制成第一台大功率静电起电机,极大地振兴了欧洲的魔术表演业,“手指放电点燃白兰地”等电学节目在当时大受欢迎。

  在伦敦一所修道院,一个名叫斯蒂芬·格雷的老人对于静电火花也非常着迷。格雷原来是一名十分成功的丝绸印染商,后来因为一场意外而家徒四壁,只能住到接纳孤儿和老人的修道院里。一般人的话,肯定就一蹶不振了,而格雷想的却是:终于有时间做实验了。

 

  一次实验中,格雷通过摩擦让一根空心玻璃管带上电,又在管子两头塞上软木塞防止灰尘进入。而实验用的羽毛一下子就被吸到软木塞上了。但问题是,他并没有摩擦软木塞,软木塞上的电难道是从玻璃管传导过来的?

  后来,格雷又进行了多次实验,其中,最著名的就是1730年左右的“飞翔男孩实验”:在修道院大厅里面支起一个大木架,上面用丝绳系着两个秋千。一名小男孩脸朝地面横趴在两个秋千上,一盆金叶子放在男孩面前。然后制造静电,用金属连接棒传导到男孩身上,人们发现男孩的头发直立了起来,金叶子和羽毛纷纷飞向男孩的指尖。

  这些实验充分证明:电能够传导。

  传导距离,导体与绝缘体

  接着,格雷与他的实验伙伴,好友格兰维尔•惠勒(也是一位家境富裕的英国皇家学会院士)不断改变实验条件,将绳子延长到765英尺时,与带电玻璃管相连的橡皮球还是能吸引羽毛,这验证了:电能够较远距离传输。

  实验过程中,他们发现不同材料对电的传导能力不同:人的身体、铁、铜等金属允许电经过,容易导电;丝绸、头发、玻璃等物质能将电能存留在其中,并阻止它自由移动,不容易导电。后来,牛顿实验室助理约翰•德札古利埃顺着格雷的实验做了很多研究,并将格雷所区分的两类物质分别命名为导体和绝缘体,延续至今。

  1731年,格雷因揭示了电的传导、区分了导体与绝缘体,获得了英国皇家学会的第一届科普利奖章。1732年他又因为电感应实验获得了第二届科普利奖章,并成为英国皇家学会的院士。

  电能长距离传输,但接触的其他导体会将电引走,所以为了保证电的正常传导,格雷把绝缘体缠绕在金属导线上,使电免受干扰,沿着导线一直传导下去了。这就成为了世界上第一根电线。

  为什么要绝缘

  在电线上,绝缘能够保证电的正常传输不流失,现在,绝缘不仅仅指电线(缆)最基本的组成部分,而且也是保证电气设备与线路可靠运行的重要安全措施。

  如何确定绝缘是可靠的呢?绝缘测试就应运而生,是检验工业设备绝缘性的技术手段。

  众所周知,通过向管道系统中的水流施加高压会更容易发现渗漏点。电气领域中的压力就是电压。同理,进行绝缘测试时,工作人员运用相对较高的直流电压促使漏电的部位更加显化。

  绝缘测试仪器可以通过“非破坏性”和可控性强的方式应用测试电压,尽管提供的电压很高,但传递的电流却是在安全范围内的有限电流。这样即使缺少绝缘,仪器也不会破坏系统,并保证人员的安全。

 

  既能进行预防性和预测性维护任务,又可执行可靠绝缘测试,还能定位绝缘耐受点,有这样的仪器吗?

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  绝缘电阻测试仪的短路电流过小,在测试中需要更长时间使阻值稳定,不仅充电速度慢,而且会引起较大测量误差,导致结果不可用。所以选用充电速度快的大容量绝缘电阻测试仪是非常必要的,Fluke1537的短路电流可达5mA,测量时绝缘阻值会更快达到稳定,让您工作可靠,且快人一筹。

  ● 内置诊断医生——介质放电率(DD)测试功能

  介质放电率就是在绝缘测试停止加压后,测量一分钟内的介质释放的电流。它的大小取决于测试回路中的电容和绝缘测试的终止电压。

  绝缘层均质的绝缘体的DD值将接近于零,而可接受的多层次绝缘体的最大DD数值不超过2。Fluke1537内置的介质放电率DD测试可以帮助您发现多层绝缘的健康问题,并查找绝缘耐受点,从而避免漏洞,让测试结果更加可靠。

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