電壓擊穿試驗儀是評估絕緣材料電介質強度極限的核心設備,其工作原理基于電場強度與介質耐壓能力的動態平衡關系。當電場強度超過材料的臨界值時,介質內部會發生電擊穿、熱擊穿或電化學擊穿,導致絕緣失效。試驗儀通過模擬這一過程,精確測定材料在工頻或直流電壓下的擊穿電壓及耐壓時間,為材料研發與質量控制提供關鍵數據。
技術架構解析:
高壓發生系統:采用工頻變壓器或直流倍壓整流電路,輸出0-50kV連續可調高壓,電壓穩定性≤±1%,紋波系數<3%。例如,LDJC系列通過調壓器與升壓變壓器協同工作,實現電壓的線性升高,滿足GB1408.1-2006對“連續均勻升壓”的要求。
電極與樣品夾具:電極系統采用不銹鋼或黃銅材質,表面粗糙度Ra≤0.8μm,確保電場均勻分布。樣品夾具支持垂直/水平安裝,配備防閃絡屏蔽環,可消除邊緣效應。對于易表面閃絡的材料,可浸沒在變壓器油中測試,如電纜紙的耐壓試驗。
檢測與控制系統:集成精密高壓分壓器(分壓比誤差≤±0.5%)與微安級電流傳感器,實時采集擊穿電壓及漏電流數據。控制系統基于PLC或嵌入式處理器,支持0.1-5kV/s升壓速率調節,并在擊穿瞬間(電壓驟降>10%或電流突增>5mA)于0.1秒內切斷電源,確保安全。
安全防護設計:采用六級斷電控制,包括試驗箱門互鎖、高壓變壓器輸入側限流空開、漏電保護(響應時間<10ms)等。直流試驗后,設備會自動報警,直至使用放電裝置放電,避免人身傷害。
應用場景:該設備廣泛應用于電力電纜、電子元器件、航空航天等領域。例如,在新能源電池研發中,通過模擬高壓環境測試外殼材料的耐電壓時間,為電池安全設計提供數據支撐。