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张信哲欧宝:北广精仪固体在允许电压下不导电的材料击穿强度测试仪BDJC-100KV

来源:张信哲欧宝    发布时间:2026-10-30 01:01:48

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  微机控制,人机交互,专测固体在允许电压下不导电的材料(漆、树脂、云母、塑料、陶瓷等)工频击穿电压、强度及耐压,实现自动化绝缘介电性能检测。

  电介质在电场中保持绝缘性能而不被击穿,是电气设备安全运作的前提。在允许电压下不导电的材料一旦失去绝缘能力,电流就会沿材料内部或表面贯通,随之出现短路、电弧、局部烧损,严重时引起设备损坏与安全事故。因此,材料的电气强度不能只靠配方数据和经验判断,一定要通过电压击穿试验取得可复核的数值。

  固体在允许电压下不导电的材料击穿强度测试仪BDJC-100KV正是为此类检测设计的设备。它以计算机控制、人机对话方式操作,对绝缘介质材料完成工频电压击穿试验和工频耐压试验,用于测定固体在允许电压下不导电的材料在工频电压下的击穿电压、击穿强度和耐电压。适用对象覆盖绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等,也可以按配置对绝缘油等液体介质做击穿电压测定。

  在材料研发、进货检验、出厂抽检与型式试验等环节,击穿强度都是一项要反复测、反复比的指标。它既用来判断一批材料的绝缘水平是否稳定,也用来比较不同配方、不同厚度、不同工艺条件下材料的耐受能力。

  在试验报告里经常同时出现几个名称相近的量,先把它们分清楚,读数据时就不容易混。

  击穿电压:试样在规定条件下发生击穿时所加的电压值,单位通常为 kV。它反映的是这只试样、这个厚度、这个电极条件下能扛到多少电压。

  击穿强度(也叫电气强度、介电强度):击穿电压与试样厚度的比值,单位通常为 kV/mm。把厚度因素除掉之后,不同厚度的试样才有可比性,材料之间的横向比较主要看这个量。

  耐电压:不是把试样一直升压到击穿,而是在设定电压下保持规定时间,观察试样是否被击穿或出现异常。它回答的是在规定电压下能坚持多久。

  梯度升压:按设定的步长与停留时间逐级提高电压,用于研究材料在不同电压区段的耐受表现,也用于观察击穿发生的电压台阶位置。

  因为击穿电压随厚度变化并非严格线性,薄试样与厚试样的击穿强度往往不在同一水平,所以在报告中必须同时写明试样厚度、电极形式、介质环境和升压方式,缺一项都会影响数据的可比性。

  本征击穿:在材料内部不存在很明显缺陷、散热良好的条件下,因电场强度超过材料自身可承受的限度而发生的击穿。它更多体现材料本身的结构特性。

  热击穿:材料在电场作用下产生介质损耗并发热,热量积累超过散热能力,温度上升导致电导增大、损耗进一步增加,形成正反馈而击穿。它与升压速率、试样厚度、散热条件和环境和温度关系密切。

  局部放电击穿:材料内部或电极边缘存在气隙、气泡、杂质,这些部位的场强集中,先发生局部放电,放电逐步侵蚀材料,进而发展为贯通击穿。固体试样的边缘效应与电极贴合不良是常见诱因。

  电化学击穿:在电场与水分、杂质共同作用下,材料内部发生缓慢的电化学变化,绝缘性能逐渐劣化直至击穿。它通常与试验环境的湿度、介质洁净程度有关。

  工程检测中的绝大多数击穿现象,都不是单纯的本征击穿,而是上述几种机制的共同作用,所以试验条件设置得是否统一,直接决定数据能不能拿来比较。

  设备的基础原理是:把试样置于规定的电极之间,按设定的方式施加电压,由控制管理系统按程序升压或保压,同时采集电压与电流信号,当判定发生击穿时自动记录击穿电压并放电、回零。升压、保压、判定、放电、记录这几个环节由程序串联完成,避免人为读表和判读带来的偏差。

  设备同时支持固体与液体两类试验,通过更换电极、油杯与试验介质即可切换用途。具体执行时,应以相应标准现行有效版本中规定的电极尺寸、升压速率、试样数量、判定条件为准,标准若有更新,试验参数需随之调整。

  整机由高压发生部分、控制部分、采集部分与安全保护部分所组成,通过计算机软件统一调度。

  控制核心:采用西门子PLC作为控制方式,配合西门子中央处理单元与 CPU 控制模块,完成升压、保压、判定与放电的顺序控制。

  高压发生部分:由高压变压器、升压调压器与升压装置构成。升压装置采用无触点元件实现匀速升压,取代机械调压方式,减少机械磨损与调节死区。

  信号采集部分:由电压传感器与电流传感器取得实时信号,采集方式取自变压器输出,配合软件完成电压与电流的双向判断。

  人机交互:软件运行于 WINDOWS 窗口操作平台,界面直观,便于操作;同时支持无线蓝牙操作,实现人机分离,试验人员可在安全距离外控制设备,兼顾操作便利与人员安全。

  远程与维护:配备远程蓝牙模块,支持远程维护与报警提示,便于售后处理;软件支持无线云端协议上传,试验结果可上传由第三方编辑。

  独立模块:漏电保护系统、独立控制模块与系统故障报警独立设置,出现异常时可直接切断或上报,不依赖于主控软件的正常运行。

  资料中控制方式升压速度击穿判断方式放电方式等项目在不同位置重复出现,此处按原文分别列出,未作合并。

  电极形式决定试样上的电场分布,是影响击穿结果的重要的条件之一。设备的电极配置分为固体用与液体用两大类。

  液体电极:配合油杯使用,用于绝缘油等液体介质的击穿电压测定,试验介质可为空气或绝缘油,油浴装置方便拆装。

  固体常用电极:6MM 电极、球形电极、球-板电极、线MM 电极、微型电极、管材电极等,可根据试样形状与所执行标准选择。对薄膜、片材、漆膜、层压板、管材等不同形态,电极的接触面形状与尺寸要求不同,选错电极会使场强分布偏离标准规定。

  装夹时需注意:试样应平整、无褶皱与明显缺陷;上下电极需与试样表面均匀贴合,必要时在电极与试样之间加入合适的接触介质;对薄膜类试样,应避免夹持时产生拉伸或压痕;对较厚试样,需确认电极边缘的倒角与试样厚度的匹配关系。

  软件是设备操作与记录的主要入口,功能覆盖试验设置、过程显示、数据导出与报告输出。

  曲线显示:在试验过程中动态显示试验曲线,便于观察电压、电流随时间的变化过程。

  数据管理:试验结果数据可无限储存。软件支持无线云端协议上传,可交由第三方编辑;系统满足数据采集的要求,用于该项目所涉及设备的有关数据信息采集及显示。该平台向卖方开放,软件部分如有上位机系统,配备标准通讯接口,如 OPC DC/UA、Webservice、Webapl;硬件通讯接口支持如 TCP/IP、电子协议 101、104 等规约;物理接口支持 COM、TCP、UDP、GPRS、编程口、USB 等多种链路;系统提供中间数据库标准数据对接,数据库可无限储存实验数据。

  软件界面方面,包含出厂校准界面、试验界面、历史查询界面与试验参数界面,分别对应校准、实时试验、历史数据回溯与参数设定等使用场景。

  高压试验中,人员安全是首要考虑。设备在控制方式与保护配置上做了多处安排。

  无线控制:无线蓝牙操作摆脱距离限制,实现人机分离,人员可在安全距离之外操作设备,避免长时间靠近高压区域。控制方式支持无线/有线可选。

  干扰抑制:采用双向电压电流干扰抑制技术,防止击穿时刻电流干扰导致失控,也避免通讯端口被烧坏。

  软件自检与预警:新软件带自检功能与预警提示功能,增加电流电压双向判断,并支持无线安全控制;一般设备只能依靠电压检测,双向判断能在电流异常时提前介入。

  内部防护:内设漏电防护网,电弧自动卸压;内置熔断保护器与漏电保护器,过流或过载时可有效烧断熔断器,保护仪器控制和高压部分,且更换方便。

  安全保护项目具体包括:跳闸后电压自动回零、超压保护、零电压复位保护、试验过流保护、试验漏电保护、试验短路保护、独立接地保护、安全试验门保护、试验结束放电保护、软件误操作保护、设备故障报警保护。设备另附安全保护部分线路图。

  检查高压发生器、试验主机、电极与油箱的连接是不是到位,油浴装置是否安装稳固。

  升压速度:升压越快,击穿电压往往偏高;升压越慢,材料承受电场的时间越长,击穿电压可能偏低。因此同一组对比试验一定要采用相同的升压速度。

  试样厚度:厚度增加时击穿电压上升,但击穿强度通常下降,薄试样的击穿强度一般高于厚试样,比较时一定要标注明确厚度。

  电极形状与尺寸:电极面积越大、边缘越尖锐,场强越不均匀,击穿更容易在边缘发生。同组试验应使用同一套电极。

  介质环境:空气与绝缘油中的试验结果不同。油中试验可抑制表面闪络,更适合考察体击穿;空气中试验更接近实际使用条件,但要注意湿度与气压。

  环境温湿度:温度上升会降低击穿强度,湿度增大会使表面泄漏增大,对吸水性材料影响明显。

  试样状态:气泡、杂质、机械损伤、受潮、老化都会使击穿值下降,制样与存放条件需严格控制。

  漏电流阈值设置:阈值设得过低,可能在尚未真正击穿时提前判定;设得过高,则可能错过击穿特征。参数应与标准要求和试样特性匹配。

  电极维护:每次试验后清洁电极表面,去除残留物与烧蚀痕迹;发现电极表面粗糙、有凹坑或氧化层时应研磨或更换,保持电极形状与尺寸符合规定标准要求。

  绝缘油管理:按时进行检查油的洁净度与含水量,油中出现碳粒、变色或有异味时应过滤或更换;更换后需重新测油自身的击穿电压作为基线。

  高压部分检查:按时进行检查高压变压器、升压调压器与连接线的绝缘状况,确认无爬电痕迹、无松动与过热现象。

  软件与数据:定期备份试验数据与报告,检查数据库存储情况与通讯接口连接状态。

  长期停用:设备长期停用时,应断电放置于干燥环境,必要时定期通电检查,重新使用前完成自检与校准确认。

  绝缘材料生产与研发:树脂、绝缘漆、胶黏剂、浸渍材料企业在配方开发与出厂检验中,用击穿强度评价材料绝缘水平。

  电线电缆行业:对电缆料与成品绝缘层做耐压与击穿试验,属型式试验与抽检的常规项目。

  层压制品与覆铜板:对环氧玻璃布板、覆铜板基材等,考察厚度方向的电气强度。

  薄膜与电容器材料:对电容器薄膜、电机槽绝缘膜等薄型试样,测定击穿电压与耐压表现。

  陶瓷、玻璃与云母制品:对绝缘子瓷件、玻璃件与云母制品,考核在工频电压下的耐受能力。

  绝缘油检测:按液体标准对绝缘油做击穿电压测定,用于油品验收与运行油状态判断。

  主要部件包括:高压变压器、CPU 控制模块、升压调压器、电压传感器、电流传感器、远程蓝牙模块、漏电保护系统、独立控制模块、系统故障报警等。

  选配方面,可根据试样类型增配相应电极(6MM 电极、球形电极、球-板电极、线材电极、微型电极、管材电极等)与液体试验用油杯、油浴装置;对需要在高温环境或高温油中试验的场合,可提出定做要求。

  操作安全化:由有线控制向无线控制发展,通过人机分离降低人员暴露风险;安全试验门、独立接地、故障报警等保护的方法逐步成为基本配置。

  判断方式双向化:由只依靠电压判断,转向电压与电流双向判断,配合干扰抑制技术,减少击穿瞬间干扰引发的误动作与设备损伤。

  数据管理规范化:试验数据的存储、导出、上报形成完整链条,报告可自定义、数据可追溯,并支持标准通讯接口与数据库对接,便于接入实验室信息管理系统。

  操作软件化:升压方式、耐压时间、判定条件、试样参数与标准模板均在软件中设定,多标准、多方法在同一平台内切换,减少人工换算与记录环节。

  用途复合化:同一台设备既能做固体试验,也能做液体试验,通过更换电极与介质切换用途,提高设备利用效率。

  设备在固体试验之外,还可按液体标准对绝缘油做击穿电压测定。两者在操作上有若干差别,需要注意。

  油杯与电极:液体试验需使用专用油杯与相应电极,油杯内电极间距按标准规定设定,装油后需静置一段时间,待气泡逸出后再升压,否则气泡会显著拉低击穿值。

  油样处理:取样容器应清洁干燥,取样时避免带入水分与纤维;油样在转移过程中应减少与空气的剧烈搅动,防止产生气泡。

  升压方式:液体试验同样按标准规定的升压速率进行,通常为匀速升压,连续多次测取,取多次结果的平均值作为该油样的击穿电压。

  数据判读:油样击穿值受水分、颗粒、碳粒影响明显,同一油样多次测值若分散度较大,往往提示油品状态不稳定或取样、静置环节存在问题,需要复查操作过程。

  切换用途:由固体试验切换到液体试验时,应更换电极与介质容器,并确认相关参数、判定条件已按液体标准重新设置,避免沿用固体参数造成误判。

  高温油与高温环境:对需要在高温环境或高温油中试验的场合,可按需求定做相应配置,试验时需同时关注温度控制的稳定性,因为温度波动会直接影响击穿值。

  同批试样数据分散大:先查试样本身是不是真的存在厚度不均、气泡、杂质与损伤,再查电极是否磨损、贴合是否均匀,然后核对各组试验的升压速度与介质环境是否一致。

  试样在边缘而非中部击穿:多与电极边缘场强集中有关,应检查电极尺寸是不是与标准一致、边缘是否有倒角、试样是否居中,必要时改用油中试验抑制表面闪络。

  电流异常提前报警:检查漏电流阈值设置是否偏低,试样表面是否受潮或有导电污染,电极与连接线是不是真的存在漏电。

  耐压试验中途跳闸:确认是否为试样击穿,或为过流、过载、漏电保护动作;查看故障报警记录,按提示排查对应回路。

  数据导出或报告打印异常:检查通讯接口连接、数据库存储状态与打印机连接,必要时重新连接或重启软件。

  长期使用后击穿值整体偏低:检查绝缘油是否老化、电极是否氧化、设备内部是否受潮,逐项排除后再判断材料本身是否发生变化。

  固体在允许电压下不导电的材料的电气强度,是材料能否用于特定电气结构的硬性依据。固体在允许电压下不导电的材料击穿强度测试仪BDJC-100KV以计算机控制、人机对话方式完成工频电压击穿与工频耐压试验,配合西门子 PLC 控制、双向电压电流干扰抑制、无线控制与多重安全保护,在绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等材料上,取得击穿电压、击穿强度与耐电压等数据;通过更换电极与介质,也可按液体标准对绝缘油做击穿电压测定。

  需要说明的是,击穿试验的数据可比性依赖于条件的一致性。试样厚度、电极形式、升压速度、耐压时间、介质环境、温湿度等因素中任何一项发生明显的变化,都会影响结果。使用时按标准规定设置条件、按流程记录过程、按周期维护设备,所得到的数据才有横向比较与长期追溯的价值。