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北廣精儀GB/T13542直流50點電極擊穿試驗儀

北廣精儀GB/T13542直流50點電極擊穿試驗儀

產品簡介:

支持交直流切換、多點自動連續測試,適配多類絕緣材料擊穿與耐壓試驗,具備多重安全防護,參數合規,操作便捷,可滿足各類實驗室的標準化測試需求。

產品分類:

儀器儀表 分析測試儀表 測量儀器

品牌:

北廣精儀

產品介紹

一、儀器研發背景

在絕緣介質材料的工頻電壓擊穿與耐壓試驗場景中,針對固體絕緣材料的擊穿電壓、擊穿強度等參數的可靠測量需求始終存在。傳統的擊穿試驗設備在實際應用過程中,普遍存在自動化程度不足、點位測試效率偏低、數據處理人工干預環節多的問題,很難匹配批量試樣的多點位連續測試需求,不同操作人員的操作習慣差異也容易給最終測試結果帶來不必要的偏差。

隨著絕緣材料行業的持續發展,各類絕緣漆、樹脂、云母制品、塑料薄膜、復合絕緣材料的應用場景不斷拓展,相關產品對擊穿性能的測試規范性要求逐步提升,傳統試驗設備的運行邏輯已經無法適配標準化、連續化的測試要求。很多傳統擊穿試驗設備單次僅支持單點位測試,測試完成后需要人工移動試樣調整點位,才能開展下一次測試,批量測試的整體耗時很長,測試效率存在明顯的提升空間,也容易在人工移動點位的過程中引入位置偏差,影響測試結果的一致性。

結合GB/T13542相關標準的測試要求,直流50點電極擊穿試驗儀依托計算機控制系統搭建完整的自動化測試架構,經過多輪方案迭代與不同類型試樣的實測驗證,完成最終定型。設備搭載50點位連續自動測試功能,無需人工頻繁調整試樣位置,就可以自動完成預設數量點位的擊穿測試,大幅降低操作人員的工作負擔,提升批量測試的工作效率,為各類絕緣材料的擊穿性能測試提供穩定的設備支撐。

在日常的材料研發和生產質控場景中,很多絕緣材料的性能評估需要統計足夠多的點位數據,才能得到整體性能的分布規律,僅靠少量點位的測試結果,很難全面反映整塊試樣的均勻性,很容易錯過局部區域存在的性能薄弱點,導致最終的評估結論出現偏差。這款儀器的50點自動連續測試功能,可以一次性完成足夠數量點位的測試任務,測試過程中自動記錄每一個點位的所有數據,生成完整的性能統計結果,不需要人工反復重復操作,大幅提升測試工作的整體效率,測試數據的樣本量足夠充足,得到的統計結論也具備更高的參考價值。

在研發初期的需求調研階段,研發團隊走訪了數十家絕緣材料生產企業、科研院所的材料實驗室,收集大量一線測試人員反饋的實際使用痛點,包括傳統設備操作繁瑣、安全防護機制不足、測試數據手動錄入容易出錯等諸多細節問題。基于這些真實的一線使用反饋,研發團隊確定了儀器的核心設計方向,將自動化點位連續測試、全流程安全防護、數據自動處理歸檔作為核心研發目標,經過上百次的硬件調試與軟件算法優化,最終完成了這款儀器的定型,交付給各類實驗室場景投入使用。

對于需要開展大量批次測試的質檢場景來說,傳統設備的人工操作模式很難跟上日常的檢測流轉節奏,大量測試任務堆積會拖慢產品的質檢放行效率,這款儀器的全自動化測試流程,可以支持無人值守模式下的連續點位測試,操作人員設置好相關參數后就可以開展其他工作,設備自動完成后續的所有測試步驟,大幅提升實驗室的整體檢測吞吐能力,讓有限的人力可以承接更多的測試任務,適配大批量的生產質控檢測需求。

從行業測試的長期發展軌跡來看,絕緣材料的電氣強度隨測試條件的變化存在明顯的波動,不同溫度、不同濕度環境下測得的擊穿性能數值差異較大,傳統設備很難自動同步匹配不同環境下的測試參數,測試結果的橫向可比性很差。這款儀器的參數自定義功能,支持用戶靈活調整各類測試條件,適配不同標準規定的測試要求,保障不同測試條件下得到的結果都符合對應的標準規范,滿足各類材料性能評估的嚴謹性要求。

二、儀器核心設計特點

GB/T13542直流50點電極擊穿試驗儀依托計算機控制系統搭建核心運行架構,通過人機對話的交互模式,完整覆蓋絕緣介質材料的工頻電壓擊穿、工頻耐壓試驗全流程,整體設計圍繞實際測試場景的需求展開,在多個功能維度實現了針對性優化。

儀器采用50點位連續自動測試的架構設計,測試過程中試樣不需要人工反復移動定位,系統自動完成每一個點位的測試流程,測試完成后自動切換到下一個點位,依次完成預設的所有點位測試任務,直到所有點位測試完畢后自動停止運行。測試界面上用不同顏色的標識直觀顯示每一個點位的狀態,初始未測試的點位為綠色,測試中的點位為黃綠色閃爍,擊穿完成的點位為紅色,耐壓未擊穿的點位為黃色,所有點位的狀態一目了然,操作人員可以隨時直觀掌握全部點位的測試進度。

整機按照模塊化架構劃分不同功能單元,升壓單元、傳動執行單元、信號檢測單元、計算機處理單元各自獨立布局,不同模塊之間設置信號隔離屏障,避免不同模塊之間的信號互相干擾,既保障各模塊運行的穩定性,也給后續的維護升級留下充足的空間。升壓單元由調壓器和高壓變壓器組合而成,穩定實現電壓的連續平滑調節,保障升壓過程的平穩性,不會出現電壓跳變的情況。

動單元采用步進電機控制調壓器的調節動作,步進電機的運行精度經過嚴格調校,調節過程均勻可控,給高壓變壓器輸入的電壓變化平穩線性,保障高壓輸出的升壓速率完全符合用戶預先設定的數值,不會出現升壓速率忽快忽慢的情況。升壓速率提供多檔可選范圍,覆蓋從低速到高速的不同升壓需求,用戶可以根據不同材料對應的標準要求,選擇適配的升壓速度,保障測試過程完全符合相關規范要求。

檢測單元由高精度集成電路組成專門的測量電路,通過專用信號線將采集到的模擬信號和開關信號實時傳輸給計算機系統,采集過程的響應速度很快,擊穿發生的瞬間就可以捕捉到對應的信號,不會出現擊穿信號漏采的情況,保障擊穿點可以被精準識別,不會出現錯記、漏記擊穿點位的問題。

計算機軟件系統配套專門的智能測控邏輯,接收檢測單元傳輸來的所有測控信號,實時對設備的運行狀態進行調控,同步完成所有測試數據的運算處理,自動生成對應的測試結果,所有數據自動存儲歸檔,不需要人工手動錄入記錄,避免了人工記錄過程中出現的錄入錯誤問題。配套的試驗電極符合相關國家標準的規格要求,直徑為Ф25mm,適配大多數常規絕緣材料的擊穿試驗標準電極要求。

操作界面基于觸摸屏開發,所有操作都可以通過觸摸點擊的方式完成,不需要額外配備大量的物理按鍵,交互邏輯簡潔直觀,不同功能分區清晰排布,操作人員經過簡短的熟悉就可以掌握所有的操作步驟,上手門檻很低。試驗艙采用全封閉的安全箱體設計,所有高壓測試過程都在封閉的試驗箱內部完成,高壓頭的安全放電距離到箱壁的各處距離都小于200mm,測試過程中即便觸碰到箱壁也不會發生危險,從物理層面杜絕高壓觸電的風險。

交直流測試模式的切換設計經過專門優化,高壓硅堆內置在高壓變壓器的高壓絕緣塔內部,日常默認短接投入使用,輸出為直流電壓狀態。用戶需要開展交流試驗的時候,只需要插入對應的短路桿,高壓硅堆就會和測試電路斷開,回路的電壓自動切換為工頻交流電壓狀態,切換操作簡單便捷,不需要改動設備的內部接線,就可以靈活在交直流測試模式之間切換。配套的溫控模塊支持測試溫度的自定義設置,用戶可以根據試驗要求設定對應的試驗環境溫度,完成熱態測試的相關任務,適配不同條件下的材料性能測試需求。

三、儀器核心性能優勢

這款儀器的核心性能表現集中在多個維度,能夠適配不同場景下的測試需求,為測試工作提供可靠的支撐。

首先是全流程自動化測試能力的表現,設備啟動測試之后,不需要人工介入后續的任何操作步驟,自動依次完成所有預設點位的測試,直到全部點位測試完成后自動停止,測試過程中自動回零調壓、自動記錄擊穿數據,操作人員不需要全程值守在設備旁邊,大幅降低人工操作的時間成本,提升批量點位測試的效率。

其次是豐富的電路保護機制配置,儀器搭載過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護等多重電路保護邏輯,試驗運行過程中實時監測整個回路的運行狀態,一旦出現異常情況立刻觸發對應的保護動作,切斷高壓輸出,保障操作人員的人身安全,同時避免設備核心元器件受到損傷,大幅提升設備運行的可靠性和耐用性。

多檔升壓速率可選的配置,可以適配不同材料對應的不同測試標準要求,不同類型的絕緣材料對應的標準規范中規定的升壓速率各有差異,儀器提供的多檔速率覆蓋了絕大多數常規測試的要求,用戶可以自由選擇適配的升壓速度,保障測試流程完全符合對應標準的規定,得到的測試結果具備足夠的合規性。

全流程數據自動采集處理的特性,計算機系統快速、準確地采集所有試驗過程中的各類數據,自動完成擊穿強度的運算,只需要用戶提前輸入試樣的厚度數值,系統就可以自動將測得的擊穿電壓值除以電極間的試樣平均厚度,直接輸出對應的擊穿強度數值,不需要用戶手動代入公式計算,省去了繁瑣的人工計算步驟,也避免了人工計算過程中可能出現的計算錯誤。

交直流雙模式兼容的特性,單臺設備就可以同時支持直流擊穿試驗和交流擊穿試驗的兩類測試任務,不需要用戶額外采購交流專用的擊穿試驗設備,僅通過簡單的切換操作就可以完成模式轉換,大幅提升設備的適用范圍,降低用戶的設備采購成本,節省實驗室的設備存放空間。

參數自定義的開放設計,用戶可以根據實際測試需求自行調整極限電壓、耐壓電壓、耐壓時間、判停電流、峰降判停電壓等各類參數,靈活適配不同測試場景的特殊要求,不會出現參數固定無法適配特殊試驗需求的情況,各類定制化的試驗流程要求都可以通過調整參數來實現。

全封閉試驗艙的安全設計,所有高壓測試環節都在封閉的箱體內部完成,艙門關閉后設備才能啟動高壓輸出,艙門一旦打開立刻切斷高壓回路,從物理層面完全杜絕操作人員誤觸高壓帶電部位的風險,充分保障高壓操作過程的安全性。

自動點位計數統計的功能,用戶可以自由設定需要完成的測試點位總數,默認是50個點,當僅需要完成30個點的測試任務時,只需要在設置界面將對應參數改為30,設備完成30個點位的測試后就會自動結束試驗,不需要人工中途干預停止,適配不同樣本量的測試需求,靈活度很高。

耐壓試驗與擊穿試驗雙模式支持,設備既可以開展破壞性的連續升壓擊穿試驗,也可以開展指定電壓下的保壓耐壓試驗,兩類試驗模式都可以自動完成多點位連續測試,單臺設備就可以覆蓋絕緣材料擊穿性能測試和耐壓性能測試的兩類核心試驗需求,一機多用,設備的利用率得到充分提升。

自動數據存儲與導出功能,所有試驗完成后生成的全量測試數據自動歸檔存儲,用戶可以一鍵導出對應的試驗數據,不需要手動整理記錄,直接就可以將數據導入后續的報告生成流程,省去大量數據整理的工作,大幅提升試驗后的報告生成效率。

四、儀器適配的應用場景

這款GB/T13542直流50點電極擊穿試驗儀可適配多個領域的測試場景,覆蓋絕緣材料研發行業、質檢實驗室、工業生產質控等多類使用場景,能夠為不同對象的相關測試工作提供支撐。

在固體絕緣材料的研發測試場景中,各類絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等不同類型的固體絕緣介質,都可以使用這款儀器完成工頻電壓擊穿測試,得到對應的擊穿電壓、擊穿強度參數,幫助研發人員對比不同配方下材料的擊穿性能差異,加快新型絕緣材料的研發迭代速度,大量點位的連續測試結果可以充分反映材料內部的性能均勻性,幫助研發人員發現局部性能薄弱的問題點,優化配方和生產工藝。

在絕緣薄膜的批量生產質控場景中,不同幅寬的電工用絕緣薄膜、鋰電池隔膜等產品,都可以通過這款儀器完成50點位的連續擊穿測試,統計整批薄膜不同區域的擊穿性能分布情況,評估產品的整體性能一致性,及時發現生產過程中出現的工藝波動問題,篩選出擊穿性能不達標的產品批次,保障下游使用場景的絕緣安全性,避免存在隱患的產品流入下游工序引發絕緣失效故障。

在高校和科研院所的實驗室教學實驗場景中,相關材料類、電氣類的基礎教學實驗,涉及絕緣材料的電氣強度測試內容,都可以使用這款儀器開展教學演示和學生實操練習,設備操作邏輯簡單,安全防護機制完善,不會給初學者帶來額外的操作安全風險,直觀的測試結果顯示也可以幫助學生更好地理解絕緣擊穿的相關理論知識點。

在第三方材料檢測機構的委托測試場景中,大量委托測試的絕緣材料樣品,都可以使用這款儀器完成高效的多點位擊穿測試,自動生成完整的測試數據和結果記錄,保障所有測試流程符合GB/T13542等相關標準的要求,快速完成委托測試任務,輸出符合規范要求的檢測報告,提升檢測機構的交付效率。

在高壓電氣設備的絕緣部件性能抽檢場景中,各類絕緣墊片、絕緣套管、絕緣支撐件的原材料擊穿性能測試,都可以使用這款儀器完成,評估絕緣原材料的性能是否符合設計要求,保障高壓電氣設備的整體絕緣性能達標,避免因為原材料絕緣性能不足引發設備運行故障。

在熱態環境下的擊穿測試場景中,搭配溫控模塊的設備可以將試驗艙內的溫度加熱到指定的熱態溫度,完成不同溫度下的絕緣材料擊穿性能測試,得到材料的擊穿強度隨溫度變化的特性曲線,評估材料在高溫工況下的絕緣性能穩定性,適配很多需要在高溫環境下運行的絕緣部件的測試需求。

在材料受潮后的性能驗證場景中,經過不同濕度環境預處理后的試樣,放入設備中開展擊穿測試,可以得到材料受潮后的擊穿性能變化規律,評估材料在高濕度環境下的性能表現,為潮濕環境下使用的絕緣產品的選型提供可靠的測試數據支撐。

五、儀器符合的相關標準要求

這款直流50點電極擊穿試驗儀在研發定型的測試驗證環節,嚴格參照多項相關測試標準的要求完成性能校驗,最終設備的運行指標能夠符合GB/T13542等相關測試標準的規范要求。

相關標準中明確規定了電氣用塑料薄膜類絕緣材料在工頻電壓下的擊穿電壓、擊穿強度的測試方法、試樣預處理要求、測試環境條件、升壓速率要求、結果誤差允許范圍等相關內容,這款儀器的測試邏輯、參數精度完全匹配該標準中的相關指標要求,儀器標配的Ф25mm規格試驗電極完全對應標準中規定的電極規格,操作者參照標準規定的測試流程搭配這款設備開展實驗,就可以得到符合標準規范的測試結果,不需要額外進行復雜的校正工作。

在設備的出廠校驗環節,每一臺儀器都需要按照對應標準中的測試方法完成多組不同類型試樣的實測驗證,記錄不同升壓速率下的測試數據,確認所有指標都符合相關標準的要求之后,才可以交付給用戶使用,保障每一臺流出的設備都能滿足標準對應的測試需求。

針對GB/T1408.1-2006相關的絕緣材料擊穿試驗標準的要求,這款儀器的配套電極規格也完全符合該標準的相關規定,測試過程中的升壓平穩性、擊穿識別響應速度都滿足該標準的相關指標,用戶參照該標準的測試流程開展試驗,也可以得到符合標準要求的測試結果。

不同的材料行業對應的細分測試標準中對擊穿試驗的參數要求各有不同,這款儀器的開放參數自定義功能,支持用戶自行調整各類測試參數,適配絕大多數細分行業標準的特殊要求,保障不同類型材料的測試流程都可以符合對應行業的標準規范,輸出的測試結果具備足夠的合規性,滿足各類質檢場景的報告要求。

對于各類教學實驗相關的擊穿試驗教學大綱要求,這款儀器的操作流程完全符合教學實驗中的規范步驟,測試過程直觀清晰,數據結果準確可靠,完全適配教學場景下的試驗要求,幫助學生直觀掌握絕緣擊穿試驗的全流程規范,鞏固相關理論知識點。

六、核心性能參數明細

這款儀器支持擊穿電壓、擊穿強度等多類測試參數自動運算輸出,無需人工換算,具體參數明細如下:

  1. 輸入電壓:AC 220V

  2. 功率: 50kv以下3KVA

  3. 輸出電壓:AC 0~50kv

  4. 升壓速率: 速度為0.1kV/s 0.2kV/s 0.5kV/s 1.0kV/s 2.0kV/s 3.0kv/s 5.0KV/s

七、關鍵參數細節說明

針對上一章節列出的各項核心參數,結合實際使用場景可以做更細致的解讀,幫助使用者更好地理解參數的實際意義,在選購和使用設備時能夠匹配自身的測試需求。
輸入電壓為常規的AC 220V單相市電,不需要額外鋪設專用的高壓供電線路,普通實驗室的常規供電點位就可以給設備供電,設備就位接通電源之后就可以投入使用,大幅降低設備安裝的配套基建成本,部署起來十分便捷,不需要額外改造實驗室的供電線路就可以完成設備的安裝調試。
設備的總功率為3KVA,適配50kV以下輸出電壓的運行需求,運行過程中的能耗處于合理區間,長時間連續運行也不會產生過高的用電成本,不會給實驗室的供電回路帶來過大的負載壓力,常規的實驗室供電線路完全可以承載設備的運行功率,不需要額外增容供電線路。
輸出電壓的范圍覆蓋AC 0到50kV,這個電壓區間覆蓋了絕大多數常規固體絕緣材料的擊穿電壓范圍,從低擊穿強度的輕薄絕緣材料,到高擊穿強度的厚層陶瓷、玻璃類絕緣材料,都可以在單臺設備上完成擊穿測試,不需要額外采購更高電壓等級的測試設備,就可以滿足絕大多數常規絕緣材料的測試需求。
升壓速率提供從0.1kV/s到5.0kV/s共7檔可選,不同檔位之間的倍率設置合理,完全覆蓋不同材料標準中規定的所有常規升壓速率要求,比如對于厚度很薄的絕緣薄膜材料,選用較低的升壓速率,可以讓擊穿過程更加平緩,測得的擊穿電壓數值更加穩定;對于厚度較大的厚塊絕緣材料,選用較高的升壓速率,可以縮短單次測試的時長,提升整體測試效率,不同檔位的升壓速率適配不同類型材料的測試需求,用戶可以靈活選擇適配的檔位。
擊穿電壓的定義采用連續均勻升壓的方式對試樣施加工頻電壓,直到試樣發生擊穿時記錄對應的電壓值,單位以kV表示,這個測試邏輯完全符合相關標準規定的擊穿電壓測試流程,測得的數值具備充分的標準符合性。擊穿強度的定義是試樣的擊穿電壓值與兩個電極間試樣的平均厚度之商,單位以kV/mm表示,系統會自動代入用戶輸入的試樣厚度完成運算,直接輸出擊穿強度的結果,不需要人工手動計算。

八、交直流模式切換操作說明

這款儀器的交直流測試模式切換操作設計便捷,用戶不需要改動復雜的內部接線,就可以快速完成兩種測試模式的切換,滿足不同類型試驗的需求。
儀器的高壓輸出默認為直流電壓狀態,直流電壓的獲取方式是在原回路中串入內置在高壓變壓器高壓絕緣塔中的高壓硅堆,使測試回路輸出脈動的直流電壓,日常使用狀態下高壓硅堆短接投入運行,直接輸出直流電壓。用戶需要開展交流試驗的時候,插入對應的短路桿,高壓硅堆就會和測試回路斷開,此時回路的電壓切換為工頻的交流電壓狀態,即可開展交流擊穿相關的試驗任務,短路桿的取出和插入可以參考設備機身左側的示意圖完成操作。
設備前面板上的直流交流選擇按鈕,其狀態不會直接改變設備輸出的電壓性質,按下該按鈕后,設備僅會將直流報警電路接入,提示用戶在打開試驗箱門的時候,需要對高壓均壓球進行放電操作,操作人員轉動放電桿,讓放電桿的端部銅球接觸高壓均壓球,建議每次放電的銅球接觸高壓均壓球的時間大于五秒,充分釋放回路中殘存的電荷,避免殘余電壓帶來的安全隱患。
在直流試驗模式下,計算機軟件端也要同步選擇直流狀態,否則測得的結果會出現偏差,交流電壓與直流電壓之間存在對應系數關系,軟件端選擇對應模式后,會自動調用對應的校準系數完成結果運算,保障輸出的測試結果準確可靠。用戶切換完短路桿的狀態后,一定要在軟件端同步選擇對應的交直流選項,避免模式不匹配導致的測試數據錯誤。
交直流兩種模式的運行邏輯都經過嚴格調校,切換完成后不需要重新復雜校準,僅需要做一次空載電壓核驗,確認輸出電壓正常后就可以開展正式測試,切換流程幾分鐘就可以完成,操作門檻很低,普通操作人員就可以獨立完成切換操作,不需要專業的技術人員上門調試。
切換完成后,軟件端對應的交流校準系數、直流校準系數選項,對應不同模式下的電壓校準參數,一般情況下不需要用戶自行改動,如果后續設備長時間使用出現電壓測量偏差,可以通過對應的校準系數完成電壓校準,恢復電壓測量的精度。

九、擊穿試驗專項操作指引

擊穿試驗屬于破壞性的連續升壓試驗類型,測試過程中電壓持續上升加載在材料表面,直到材料發生擊穿后自動停止,整個試驗的操作流程按照規范步驟執行,就可以順利得到準確的測試結果。
第一步是放置材料,點擊觸摸屏上的運行操作按鍵進入運行界面,點擊上升按鈕,所有電極開始上升,到達指定位置后自動停止。取出材料托板,在托板上鋪上導電錫紙,把測試材料放到錫紙的上方,將托板放回試驗艙,關閉艙門,點擊運行界面的下降按鍵,測試電極緩慢下降壓實材料,確認材料放置平整,沒有出現褶皺移位的情況。
第二步是設置相關測試參數,在參數設置界面完成對應內容的填寫,其中最重要的兩項是終止電壓和峰降電壓。極限電壓也就是終止電壓,是本次試驗中儀器不能超越的最高電壓,屬于保護電壓,以50kv擊穿電壓為例,如果設置終止電壓為20kv,不管材料是否擊穿,本次升壓到達20kv的時候都會自動停止,下位機調壓器自動回零,避免電壓不受控上升超出材料的耐受范圍,損壞試樣和設備。判停峰降電壓也稱為儀器的靈敏度,一般設置為0.1,該數值是指儀器在持續升壓過程中電壓突然下降0.1kv時,儀器就會判斷材料已經擊穿,同時調壓器自動回零,不同的材料對應的峰降電壓適配值不一樣,如果設置為0.1時無法正常觸發擊穿識別,可以適當調整峰降電壓的數值。
第三步是填寫式樣參數,其中最重要的內容就是式樣的厚度,此處必須填寫準確的式樣厚度,后續系統計算介電強度的時候會直接代入這個數值,厚度數值填寫錯誤會直接導致最終輸出的擊穿強度結果出現偏差,需要格外注意數值的準確性。
所有參數全部設定完成后,點擊開始試驗按鈕,設備開始按照設定的速率升壓,擊穿發生后系統自動記錄當前點位的擊穿電壓,自動移動到下一個點位,直到所有設定的點位全部測試完成,設備自動停止運行。試驗完成后點擊數據導出按鈕,就可以將全部的試驗數據導出存檔,完成整個擊穿試驗流程。
測試過程中運行界面的點位示意區50個點初始狀態顯示為綠色,測試中為黃綠色閃爍,擊穿點位為紅色,耐壓未擊穿點位為黃色,操作人員不需要靠近試驗艙就可以直觀掌握所有點位的測試狀態,隨時了解當前試驗的進度。

十、耐壓試驗專項操作指引

耐壓試驗是指在一個指定的電壓下保持一段設定的時間,在保壓時間段內如果材料沒有被擊穿,保壓時間到達設定的時間之后試驗也會自動停止回零,如果試驗過程中無論是升壓階段還是保壓階段材料發生擊穿,都會立刻停止試驗,記錄當前的擊穿電壓數值。
開展耐壓試驗時,相關的參數設置中會用到初始電壓、終止電壓、峰降電壓和耐壓時間。終止電壓和峰降電壓的定義和擊穿試驗中的對應參數保持一致,不需要重復調整設置。初始電壓是指本次試驗要到達的保壓電壓,例如初始電壓設置為20kv,設備升壓到20kv的時候就會停止升壓,保持這個電壓的數值一段時間,保持的時長就是軟件里設置的耐壓時間,時間的單位為秒,系統會精準計時完成保壓流程。
放置材料的操作流程和擊穿試驗保持一致,將待測的耐壓試樣放置在鋪有導電錫紙的托板上,放回試驗艙后關閉艙門,電極緩慢下降壓實試樣。設置完成所有耐壓相關的參數,確認耐壓時間、保壓電壓數值全部填寫正確,輸入準確的試樣厚度參數后,就可以點擊開始試驗按鈕,啟動耐壓測試流程。
設備先按照設定的升壓速率升壓到預先指定的保壓電壓,之后啟動保壓計時,計時過程中系統持續監測試樣的狀態,如果沒有發生擊穿,計時到達設定的耐壓時間后,設備自動將調壓器回零,完成當前點位的測試,自動切換到下一個點位繼續測試,直到所有預設的點位全部完成耐壓試驗,設備自動停止。試驗完成后同樣可以直接導出所有的試驗數據,統計得到所有點位的耐壓測試結果。
耐壓試驗可以用于評估材料在指定電壓下長時間耐受的能力,非常適配絕緣材料的產品例行耐壓抽檢場景,驗證產品在規定的工作電壓下長期運行是否會發生擊穿,保障產品的運行安全性。

十一、試樣預處理與試驗環境要求

試驗開展前的試樣處理和環境條件控制,直接影響最終測試結果的重復性和可比性,按照規范要求完成預處理操作,可以保障多次試驗的結果具備足夠的橫向參考價值,避免因為試樣狀態差異帶來的測試數據波動。
試樣的處理環節首先要使用綢布蘸取對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣表面的污漬和雜質,保障試樣表面清潔干燥。然后根據產品的性能要求選擇對應的預處理和條件處理方法,除被試材料已有特殊規定外,試樣應在23±2℃,相對濕度50±5%的條件下處理不少于24h,減少試樣以往放置條件的不同產生的影響,提升試驗結果的重復性和可比性。經過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去表面的液滴,從試樣取出到試驗完畢的時長不應超過5分鐘,避免試樣的狀態發生變化影響測試結果。
試驗媒質分為氣體媒質和液體媒質兩類,氣體媒質一般采用空氣,如果試驗過程中出現閃絡現象,可以在電極周圍加上柔軟的硅橡膠防飛弧圈,防飛弧圈與電極之間保留一毫米左右的環狀間隙,環寬設置為30mm,就可以有效避免飛弧現象的發生。常態試驗及90℃以下的熱態試驗采用清潔的變壓器油作為液體媒質,90℃至300℃以內的熱態試驗采用清潔的過熱氣缸油,保障不同溫度下液體媒質的絕緣性能符合要求。
常規的常態試驗環境要求溫度為20±5℃,相對濕度為65±5%,熱態試驗或潮濕環境試驗條件可以由產品標準參照對應的條件處理表來選擇對應的參數要求。擊穿的判斷可以參考試樣沿施加電壓方向及位置是否出現貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡,如果痕跡不清可以用重復施加試驗電壓的方式進一步確認,準確判定試樣是否發生擊穿。
不同的預處理條件可以根據實際測試需求從對應標準的預處理條件表中選取,比如20±5℃、相對濕度65±5%環境下處理不少于24h,70±2℃、相對濕度小于40%環境下處理4h,105±2℃、相對濕度小于40%環境下處理1h等不同選項。條件處理的類別包括高溫處理與熱態試驗環境、浸蒸餾水或沸水或其他液體處理、受潮處理與潮濕環境等不同類型,不同的處理類型都對應明確的溫度、時長、相對濕度要求,操作人員根據測試需求選擇對應的條件即可,保障試樣處理環節符合規范要求。

十二、整機安全防護體系說明

這款儀器從電路設計到箱體結構,布置了全鏈路的多重安全保護機制,全方位保障高壓試驗過程中的人員和設備安全,杜絕各類安全隱患。
試驗全程在封閉的試驗箱中進行,試樣既可以放在空氣中開展試驗,也可以放在變壓器油中開展試驗,高壓頭的安全放電距離對四周箱壁的距離均小于200mm,試驗時操作人員即使觸碰到箱壁也不會發生危險。升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼是連接在一起的,儀器外殼與連接的大地保持等電位,外殼不會出現帶電的情況,保障接觸設備外殼的安全性。
電路層面設置過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護等多重電路保護機制,任何一種異常工況觸發后,系統立刻響應切斷高壓輸出,避免異常狀況擴大。試驗箱門打開時,電源無法加到高壓變壓器的輸入端,高壓側沒有電壓輸出,艙門關閉到位后才能啟動高壓輸出,從物理聯鎖層面避免開門狀態下誤輸出高壓的風險。
設備需要安裝單獨的保護地線,接保護地線不僅可以減少試樣擊穿時對周圍產生的較強電磁干擾,也可以避免控制計算機出現失控的情況,同時保障設備外殼始終處于地電位,不會出現感應高壓的問題。試驗過程中如果空氣相對濕度大于70%,兩電極間空氣放電的距離會增加,試驗過程中操作人員要和儀器保持1.2米的安全距離,進一步保障操作安全。
設備的專用控制計算機專為電壓擊穿試驗機設計,不要隨意添加和刪除無關程序,也不要將計算機移作其他用途,避免安裝的無關程序干擾試驗軟件的正常運行,保障試驗控制邏輯的穩定運行。所有保護機制相互冗余校驗,不會出現單一保護失效就引發安全事故的情況,充分覆蓋所有可能出現的安全風險點,讓操作人員可以放心開展試驗。

十三、常規操作流程全流程指引

規范的全流程操作,可以保障試驗過程安全順暢地完成,得到準確可靠的測試結果,操作人員按照步驟依次執行即可。
第一步是檢查線路,確認電源連接完好,地線可靠連接,不可忽略接地步驟,所有信號線和控制線都插接到對應接口,連接完成確認沒有松動虛接的情況。第二步是打開試驗機右側的總電源開關,讓設備預熱15分鐘,待內部的各模塊進入穩定的工作狀態。第三步是進入觸摸屏的運行操作界面,選擇對應的試驗模式,設置好耐壓參數相關的各類數值,確認試驗方式是擊穿試驗還是耐壓試驗,選擇對應的參數配置。第四步是設置試樣參數,準確填寫試樣的厚度數值,確認厚度單位符合要求。第五步是放置好試樣,關閉試驗艙門,確認鎖閉到位。第六步是核對所有參數無誤后,點擊開始試驗按鈕,啟動測試流程,設備自動完成后續所有點位的測試工作。第七步是所有點位測試完成后,系統自動回零,操作人員確認高壓完全釋放后,打開試驗艙門取出試樣,導出對應的試驗數據存檔,關閉設備的總電源,完成全部操作流程。
如果需要開展熱態試驗,在上撥溫控儀表電源開關后,按溫控表的Set按鍵,按上下箭頭按鍵調整設定溫度,待試驗艙內部溫度升到設定溫度并穩定足夠時間后,再放入試樣開展試驗,保障試樣的溫度均勻達到設定的熱態試驗溫度。
試驗過程中不要讓無關人員靠近設備,未經過培訓的人員不能使用該設備,試驗過程中安排監護人員在場,不要單人獨立操作試驗,以防萬一發生意外情況可以及時處置。試驗中如果發生意外情況要第一時間切斷總電源,問題完全處理后才能繼續后續的試驗。
設備安放在堅固的地面上,優先選擇水泥地面,避免運行過程中產生共振影響測試穩定性。使用完設備后,關掉系統各部分的電源,不要帶電插拔電源線,確保接入設備的電源電壓符合設備要求,接線正確,避免損壞設備。儀器安置在室內,實驗室保持整潔、干燥、無腐蝕性介質,非相關人員不要隨意操作。不要讓設備電纜碰到尖邊,避免劃破電纜絕緣,不要讓電纜壓在重物之下,避免壓斷電纜引發火災,不要用電纜拉物體或捆綁物體,避免拉斷電纜導致設備無法運轉。不要讓設備碰到水濺、腐蝕性氣體、可燃氣體和可燃物,避免引發火災。搬動設備時,要切斷設備電源,將插頭從插座中拔下,禁止搬動設備時放倒設備或者傾斜角度超過45度。不要在設備運行的時候插拔電源插頭,保障設備搬運和操作的安全性。

十四、日常維護與保養方法

做好儀器的日常維護保養工作,可以長期保持設備的運行穩定性,延長設備的使用壽命,保障測試精度長期符合要求。
每次試驗完成后,及時清潔試驗艙內部的殘留碎屑,清理電極表面的擊穿殘留物,保持電極表面平整清潔,避免異物殘留在電極表面影響后續的測試效果。定期檢查高壓連接線的絕緣外皮是否完好,有沒有出現破損老化的情況,一旦發現外皮出現裂紋破損,及時更換對應線纜,避免絕緣性能下降引發安全隱患。
如果長時間不使用設備,再次啟用時,先讓儀器空載加壓一次,把高壓電極的接線從均壓球上取下,查看計算機試驗界面顯示的高壓電壓數值是否正常,確認設備運行狀態沒有異常后,再接入試樣開展正式測試。
定期檢查保護地線的連接是否牢固,避免長期使用后接地連接松動,導致接地電阻變大,失去保護作用,保障接地回路始終處于可靠導通狀態。定期給調壓器的運動部件添加少量潤滑脂,保障步進電機帶動調壓器運行的過程順滑,不會出現卡頓的情況,維持升壓速率的穩定。
長期存放設備時,放置在干燥通風的環境中,蓋上防塵罩,避免灰塵大量進入設備內部堆積。間隔1到2個月通電開機運行2小時左右,驅散設備內部積累的潮氣,避免內部的電子元件受潮銹蝕,保障硬件狀態長期穩定。
定期使用標準電壓校驗裝置,對設備的輸出高壓精度進行一次校驗,確認電壓測量誤差處于允許的范圍內,如果出現誤差超標的情況,通過軟件內的校準系數完成校準,恢復電壓測量的精度,保障后續測試結果的準確性。做好每次維護的相關記錄,方便后續追溯設備的運行狀態,提前排查潛在的故障隱患。

十五、常見異常問題排查

日常使用過程中遇到的小異常情況,通過簡單的排查步驟就可以快速解決,不耽誤日常的測試工作進度。
如果開機后設備無法啟動升壓,首先檢查試驗艙門是否完全關閉,確認接地連接可靠,所有參數設置沒有出現終止電壓設置為0的錯誤情況,排查完成后再次嘗試啟動升壓,一般就可以恢復正常運行。
如果擊穿識別的靈敏度太低,材料已經擊穿但設備沒有識別到,首先檢查峰降電壓的數值設置得偏大,適當調小峰降電壓的設置數值,提升擊穿識別的靈敏度,就可以解決該問題。
如果測得的擊穿強度數值明顯偏差,首先檢查試樣的厚度數值是否填寫正確,厚度單位是否選對,確認輸入的厚度數值和實際試樣厚度一致,就可以得到準確的擊穿強度結果。
如果交直流切換后測得的電壓結果不準,首先檢查軟件端的交直流選擇項是否和實際的短路桿插入狀態一致,同步調整軟件的模式選擇到對應狀態,就可以恢復結果的準確性。
遇到自己無法排查解決的異常情況,不要私自拆開高壓部位的絕緣外殼,聯系對應的技術支持人員,在專業人員的指導下完成問題處理,避免意外觸碰到高壓帶電區域,保障操作安全。




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