對(duì)于初次接觸電壓擊穿試驗(yàn)儀的人來說,面對(duì)滿是按鈕的操作面板和復(fù)雜的軟件界面,難免會(huì)感到 “無從下手”。但實(shí)際上,只要掌握了規(guī)范的操作流程,就能讓這臺(tái)精密設(shè)備 “聽話” 地完成測(cè)試。本文以航天偉創(chuàng) LDJC 系列電壓擊穿試驗(yàn)儀為例,從試驗(yàn)準(zhǔn)備、樣品放置到數(shù)據(jù)記錄,一步步教你完成絕緣材料的擊穿測(cè)試。
高壓試驗(yàn)的核心是 “安全第一”。在啟動(dòng) LDJC 系列試驗(yàn)儀前,必須完成以下準(zhǔn)備工作,避免因操作不當(dāng)引發(fā)危險(xiǎn)或影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
接地檢查:設(shè)備的 “生命線”
LDJC 系列的接地電阻必須小于 4 歐姆,這是最關(guān)鍵的安全要求。檢查方法很簡(jiǎn)單:
為什么接地如此重要?因?yàn)樵囼?yàn)中最高電壓達(dá) 50kV,一旦發(fā)生漏電,接地能迅速將電流導(dǎo)入大地,避免操作人員觸電。每天第一次試驗(yàn)前,這一步必須重復(fù)檢查 —— 就像開車前檢查剎車一樣,不能馬虎。
環(huán)境確認(rèn):溫度、濕度與空間
溫度:常態(tài)試驗(yàn)需在 20±5℃環(huán)境中進(jìn)行(若測(cè)試熱態(tài)性能,可配合環(huán)境箱調(diào)節(jié));
濕度:相對(duì)濕度需控制在 50±5%,若超過 70%,空氣中可能發(fā)生放電,干擾試驗(yàn)(此時(shí)建議暫停試驗(yàn)或增加防飛弧圈);
空間:儀器周圍 1 米內(nèi)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(yù)留安全距離。
儀器狀態(tài)檢查:“開機(jī)前的體檢”
電源:確認(rèn)輸入電壓為 220V±10%(可用萬用表測(cè)量),避免電壓波動(dòng)影響升壓穩(wěn)定性;
油盒:若需用油浸法測(cè)試,檢查變壓器油是否超過上電極 30mm(不足需添加,油質(zhì)渾濁需更換);
電極:清潔電極表面(用綢布擦拭),檢查是否松動(dòng)(若有,用螺絲刀擰緊固定螺絲)。
樣品的狀態(tài)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。即使是同一種材料,若處理不當(dāng),測(cè)試數(shù)據(jù)可能相差 30% 以上。因此,樣品處理必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
樣品尺寸:“不能太大也不能太小”
標(biāo)準(zhǔn)樣品的尺寸需比電極大 30mm 左右。例如,使用 25mm 直徑的電極時(shí),樣品直徑應(yīng)在 55mm 以上 —— 這是為了避免電壓從樣品邊緣 “繞射”,確保擊穿發(fā)生在電極覆蓋的區(qū)域。
厚度方面,大多數(shù)材料的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 1mm 左右(誤差 ±0.1mm)。若樣品過厚(如超過 3mm),需用專用設(shè)備切割成標(biāo)準(zhǔn)厚度;若過?。ㄈ绫∧げ牧希?,可疊加多層(但需記錄總厚度并在報(bào)告中注明)。
預(yù)處理:消除 “歷史影響”
材料在儲(chǔ)存過程中可能吸收水分、發(fā)生老化,這些都會(huì)影響其絕緣性能。因此,試驗(yàn)前需按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)處理:
普通材料:在 23±2℃、相對(duì)濕度 50±5% 的環(huán)境中放置 24 小時(shí)以上,讓其狀態(tài)穩(wěn)定;
吸濕性材料(如紙張):可在 70±2℃、相對(duì)濕度<40% 的環(huán)境中放置 4 小時(shí),去除多余水分;
耐高溫材料(如陶瓷):可在 105±2℃下烘干 1 小時(shí),消除內(nèi)部潮氣。
表面清潔:“擦掉干擾因素”
用綢布蘸取無水一酒精(或?qū)悠窡o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(qū)域放置(或直接更換樣品),因?yàn)檫@些缺陷會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)集中,使擊穿電壓偏低。
完成準(zhǔn)備工作后,即可啟動(dòng) LDJC 系列試驗(yàn)儀進(jìn)行測(cè)試。整個(gè)過程可分為 “主機(jī)操作” 和 “軟件操作” 兩部分,二者協(xié)同配合。
主機(jī)開機(jī)與狀態(tài)確認(rèn)
打開總電源開關(guān)(位于后板,30A 空氣開關(guān)),此時(shí)電源指示燈亮;
插入鑰匙并旋轉(zhuǎn)(帶鑰匙鎖開關(guān)),啟動(dòng)儀器控制系統(tǒng);
觀察面板指示燈:起點(diǎn)指示(調(diào)壓器零點(diǎn))和門限指示(試驗(yàn)箱門狀態(tài))應(yīng)亮紅燈,若門限指示燈滅,說明箱門未關(guān)緊(需重新關(guān)閉兩個(gè)箱門,部分機(jī)型需雙門同時(shí)關(guān)閉)。
放置樣品:“輕拿輕放,精準(zhǔn)定位”
打開試驗(yàn)箱門(此時(shí)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(guān)緊箱門,此時(shí)門限指示燈亮,說明樣品已準(zhǔn)備就緒。
軟件參數(shù)設(shè)置:“告訴儀器要做什么”
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(如 GB1408.1-2006);
升壓方式(連續(xù)升壓、逐級(jí)升壓等,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇);
升壓速率(如 1000V/s,需與標(biāo)準(zhǔn)匹配);
終止電壓(如 50kV,避免無限升壓);
電流保護(hù)(如 300mA,防止大電流損壞儀器)。
打開計(jì)算機(jī),雙擊桌面 “電壓擊穿.exe” 圖標(biāo),進(jìn)入軟件界面;
點(diǎn)擊 “參數(shù)設(shè)置”,按試驗(yàn)要求填寫信息:
點(diǎn)擊 “保存【參數(shù)設(shè)置】數(shù)據(jù)”,軟件提示 “參數(shù)保存成功” 后,進(jìn)入下一步。
啟動(dòng)試驗(yàn):“讓電壓開始攀升”
在軟件界面點(diǎn)擊 “準(zhǔn)備試驗(yàn)”,儀器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)接地、門限、電源等狀態(tài),若一切正常,提示 “準(zhǔn)備試驗(yàn)檢測(cè)任務(wù)已完成”;
點(diǎn)擊 “開始試驗(yàn)”,此時(shí)主機(jī)面板的 “高壓?jiǎn)?dòng)” 燈亮,調(diào)壓器開始旋轉(zhuǎn),電壓逐漸升高;
觀察軟件界面的 “電壓 - 時(shí)間” 曲線:曲線會(huì)隨時(shí)間穩(wěn)步上升,直到樣品擊穿(曲線突然下降);
擊穿瞬間,儀器會(huì)發(fā)出 “啪” 的聲響(火花放電),并自動(dòng)切斷電源,電機(jī)帶動(dòng)調(diào)壓器返回零點(diǎn)。
試驗(yàn)結(jié)束:“記錄數(shù)據(jù),清理現(xiàn)場(chǎng)”
待電機(jī)完一全返回零點(diǎn)(起點(diǎn)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(diǎn));
在軟件中記錄擊穿電壓、擊穿電流等數(shù)據(jù),若需多次測(cè)試(如一組 5 個(gè)樣品),重復(fù) “放置樣品 - 啟動(dòng)試驗(yàn)” 步驟;
所有樣品測(cè)試完成后,點(diǎn)擊 “保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)”,軟件會(huì)將數(shù)據(jù)自動(dòng)保存到 E 盤 “試驗(yàn)數(shù)據(jù)” 文件夾(也可手動(dòng)導(dǎo)出為 Excel 或 Word)。
試驗(yàn)結(jié)束后,軟件會(huì)生成一系列數(shù)據(jù),如何從這些數(shù)字中判斷材料的性能?關(guān)鍵看兩個(gè)指標(biāo):
擊穿電壓(kV):樣品被擊穿時(shí)的瞬間電壓。例如,5 個(gè)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(qiáng)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(biāo)。例如,上述樣品的平均厚度為 1mm,則平均擊穿強(qiáng)度為 31kV/mm—— 這個(gè)值越高,說明材料的絕緣性能越好。
此外,還需關(guān)注數(shù)據(jù)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(cè)試。
即使操作規(guī)范,試驗(yàn)中也可能出現(xiàn)意外,掌握應(yīng)對(duì)方法能避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或設(shè)備損壞。
樣品未擊穿但電壓已達(dá)終止電壓:軟件會(huì)自動(dòng)停止試驗(yàn),此時(shí)需記錄 “未擊穿”,并在報(bào)告中注明 “耐受電壓≥終止電壓”。
試驗(yàn)中發(fā)生空氣放電:表現(xiàn)為電壓未到預(yù)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(dǎo)致的,需擦干樣品、調(diào)整濕度后重試。
軟件提示 “電機(jī)未返回零點(diǎn)”:可能是傳動(dòng)皮帶打滑,需關(guān)閉電源,打開側(cè)門檢查皮帶,重新張緊后再啟動(dòng)。
操作 LDJC 系列電壓擊穿試驗(yàn)儀,就像進(jìn)行一場(chǎng) “精密實(shí)驗(yàn)的修行”—— 從安全檢查到樣品處理,從參數(shù)設(shè)置到數(shù)據(jù)解讀,每一步都需要耐心和細(xì)致。但正是這種規(guī)范的操作,才能讓試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)反映材料的性能,為絕緣材料的質(zhì)量把關(guān)提供可靠依據(jù)。記住:好的試驗(yàn)結(jié)果,永遠(yuǎn)來自于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒獭?/div>