對于初次接觸電壓擊穿試驗儀的人來說,面對滿是按鈕的操作面板和復雜的軟件界面,難免會感到 “無從下手”。但實際上,只要掌握了規范的操作流程,就能讓這臺精密設備 “聽話” 地完成測試。本文以航天偉創 LDJC 系列電壓擊穿試驗儀為例,從試驗準備、樣品放置到數據記錄,一步步教你完成絕緣材料的擊穿測試。
高壓試驗的核心是 “安全第一”。在啟動 LDJC 系列試驗儀前,必須完成以下準備工作,避免因操作不當引發危險或影響數據準確性。
接地檢查:設備的 “生命線”
LDJC 系列的接地電阻必須小于 4 歐姆,這是最關鍵的安全要求。檢查方法很簡單:
為什么接地如此重要?因為試驗中最高電壓達 50kV,一旦發生漏電,接地能迅速將電流導入大地,避免操作人員觸電。每天第一次試驗前,這一步必須重復檢查 —— 就像開車前檢查剎車一樣,不能馬虎。
環境確認:溫度、濕度與空間
溫度:常態試驗需在 20±5℃環境中進行(若測試熱態性能,可配合環境箱調節);
濕度:相對濕度需控制在 50±5%,若超過 70%,空氣中可能發生放電,干擾試驗(此時建議暫停試驗或增加防飛弧圈);
空間:儀器周圍 1 米內不得放置雜物,操作人員與儀器的距離需保持 1.5 米以上,為可能的火花放電預留安全距離。
儀器狀態檢查:“開機前的體檢”
電源:確認輸入電壓為 220V±10%(可用萬用表測量),避免電壓波動影響升壓穩定性;
油盒:若需用油浸法測試,檢查變壓器油是否超過上電極 30mm(不足需添加,油質渾濁需更換);
電極:清潔電極表面(用綢布擦拭),檢查是否松動(若有,用螺絲刀擰緊固定螺絲)。
樣品的狀態直接影響試驗結果。即使是同一種材料,若處理不當,測試數據可能相差 30% 以上。因此,樣品處理必須嚴格按標準執行。
樣品尺寸:“不能太大也不能太小”
標準樣品的尺寸需比電極大 30mm 左右。例如,使用 25mm 直徑的電極時,樣品直徑應在 55mm 以上 —— 這是為了避免電壓從樣品邊緣 “繞射”,確保擊穿發生在電極覆蓋的區域。
厚度方面,大多數材料的標準厚度為 1mm 左右(誤差 ±0.1mm)。若樣品過厚(如超過 3mm),需用專用設備切割成標準厚度;若過薄(如薄膜材料),可疊加多層(但需記錄總厚度并在報告中注明)。
預處理:消除 “歷史影響”
材料在儲存過程中可能吸收水分、發生老化,這些都會影響其絕緣性能。因此,試驗前需按標準進行預處理:
普通材料:在 23±2℃、相對濕度 50±5% 的環境中放置 24 小時以上,讓其狀態穩定;
吸濕性材料(如紙張):可在 70±2℃、相對濕度<40% 的環境中放置 4 小時,去除多余水分;
耐高溫材料(如陶瓷):可在 105±2℃下烘干 1 小時,消除內部潮氣。
表面清潔:“擦掉干擾因素”
用綢布蘸取無水一酒精(或對樣品無腐蝕的溶劑),輕輕擦拭樣品表面,去除油污、灰塵。若樣品表面有劃痕或氣泡,需避開這些區域放置(或直接更換樣品),因為這些缺陷會導致電場集中,使擊穿電壓偏低。
完成準備工作后,即可啟動 LDJC 系列試驗儀進行測試。整個過程可分為 “主機操作” 和 “軟件操作” 兩部分,二者協同配合。
主機開機與狀態確認
打開總電源開關(位于后板,30A 空氣開關),此時電源指示燈亮;
插入鑰匙并旋轉(帶鑰匙鎖開關),啟動儀器控制系統;
觀察面板指示燈:起點指示(調壓器零點)和門限指示(試驗箱門狀態)應亮紅燈,若門限指示燈滅,說明箱門未關緊(需重新關閉兩個箱門,部分機型需雙門同時關閉)。
放置樣品:“輕拿輕放,精準定位”
打開試驗箱門(此時門限指示燈滅),用坩堝鉗或大鑷子提起上電極;
將樣品平放在下電極中心位置,確保樣品完一全覆蓋電極(邊緣無懸空);
緩慢放下上電極,使其均勻壓在樣品上(避免樣品偏移);
關緊箱門,此時門限指示燈亮,說明樣品已準備就緒。
軟件參數設置:“告訴儀器要做什么”
執行標準(如 GB1408.1-2006);
升壓方式(連續升壓、逐級升壓等,根據標準選擇);
升壓速率(如 1000V/s,需與標準匹配);
終止電壓(如 50kV,避免無限升壓);
電流保護(如 300mA,防止大電流損壞儀器)。
啟動試驗:“讓電壓開始攀升”
在軟件界面點擊 “準備試驗”,儀器會自動檢測接地、門限、電源等狀態,若一切正常,提示 “準備試驗檢測任務已完成”;
點擊 “開始試驗”,此時主機面板的 “高壓啟動” 燈亮,調壓器開始旋轉,電壓逐漸升高;
觀察軟件界面的 “電壓 - 時間” 曲線:曲線會隨時間穩步上升,直到樣品擊穿(曲線突然下降);
擊穿瞬間,儀器會發出 “啪” 的聲響(火花放電),并自動切斷電源,電機帶動調壓器返回零點。
試驗結束:“記錄數據,清理現場”
待電機完一全返回零點(起點指示燈亮)后,打開箱門,用鑷子取出樣品,觀察擊穿痕跡(如小孔、燒焦點);
在軟件中記錄擊穿電壓、擊穿電流等數據,若需多次測試(如一組 5 個樣品),重復 “放置樣品 - 啟動試驗” 步驟;
所有樣品測試完成后,點擊 “保存試驗數據”,軟件會將數據自動保存到 E 盤 “試驗數據” 文件夾(也可手動導出為 Excel 或 Word)。
試驗結束后,軟件會生成一系列數據,如何從這些數字中判斷材料的性能?關鍵看兩個指標:
擊穿電壓(kV):樣品被擊穿時的瞬間電壓。例如,5 個樣品的擊穿電壓分別為 30kV、32kV、29kV、31kV、33kV,說明材料的耐壓能力在 29-33kV 之間,平均值為 31kV。
擊穿強度(kV/mm):擊穿電壓除以樣品厚度,是衡量材料絕緣性能的核心指標。例如,上述樣品的平均厚度為 1mm,則平均擊穿強度為 31kV/mm—— 這個值越高,說明材料的絕緣性能越好。
此外,還需關注數據的離散性(如最大值與最小值的差)。若離散性過大(超過 10%),可能是樣品不均勻或操作有誤,需重新測試。
即使操作規范,試驗中也可能出現意外,掌握應對方法能避免數據錯誤或設備損壞。
樣品未擊穿但電壓已達終止電壓:軟件會自動停止試驗,此時需記錄 “未擊穿”,并在報告中注明 “耐受電壓≥終止電壓”。
試驗中發生空氣放電:表現為電壓未到預期值卻突然下降,且樣品無擊穿痕跡。這通常是濕度太高或樣品邊緣未覆蓋電極導致的,需擦干樣品、調整濕度后重試。
軟件提示 “電機未返回零點”:可能是傳動皮帶打滑,需關閉電源,打開側門檢查皮帶,重新張緊后再啟動。
操作 LDJC 系列電壓擊穿試驗儀,就像進行一場 “精密實驗的修行”—— 從安全檢查到樣品處理,從參數設置到數據解讀,每一步都需要耐心和細致。但正是這種規范的操作,才能讓試驗數據真實反映材料的性能,為絕緣材料的質量把關提供可靠依據。記住:好的試驗結果,永遠來自于嚴謹的操作流程。