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击穿电压仪的不同分类和适用范围

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一、击穿电压仪的分类

击穿电压仪可依据测试电压类型、结构形式、自动化程度及测试环境进行分类,其中测试电压类型为最核心的分类依据。

(一)按测试电压类型分类

  1. 直流击穿电压仪:输出直流高压,主要用于测试电容器介质、电缆等在直流电场下的绝缘性能,也可用于研究空间电荷效应,设备结构相对简单,无容性电流干扰。
  2. 交流击穿电压仪:输出工频(50/60Hz)交流高压,是应用最广泛的类型,适配大多数工作在交流环境下的电气设备测试需求,通常由高压试验变压器、调压器和控制单元组成。
  3. 脉冲(冲击)击穿电压仪:输出标准雷电波(如 1.2/50µs)或操作波,可模拟雷击或开关过电压的工况,以此评估材料在瞬态高压下的绝缘强度,常用于避雷器、高压绕组等产品的测试。

(二)按结构形式分类

  1. 台式 / 一体机:将高压发生器、电极系统和控制单元集成于单个机箱内,具备体积小、操作简便的特点,适用于实验室常规测试及小型样品的检测工作。
  2. 分体式 / 落地式:将高压变压器、控制台、电极油箱(或测试腔)进行分离式设计,电压等级更高(可达几百 kV)、容量更大且使用灵活性更强,适用于大型样品检测或研究机构的试验需求。

(三)按自动化程度分类

  1. 手动 / 传统型:需人工调节调压器实现升压操作,击穿点数据也由人工手动记录,设备价格较低,但测试过程中人为误差较大,且操作安全性较差。
  2. 全自动型(主流):采用微机控制技术,可实现自动匀速升压、实时采集测试数据,能自动判别并记录击穿电压 / 电流,同时支持自动回零、生成测试报告等功能,操作安全性高、测试结果重复性好,符合现代实验室的测试要求。

(四)按测试环境分类

  1. 空气中测试:为最基础的测试形式,测试过程易受外界环境因素(湿度、灰尘)影响,样品易发生表面闪络现象,而非本征击穿,会影响测试结果准确性。
  2. 绝缘油槽中测试(最常用):将测试样品和电极一同浸入高绝缘强度的变压器油中,可有效防止样品表面闪络和空气放电情况发生,确保击穿现象发生在材料内部,能获取更准确的材料本征电气强度数据。
  3. 气候箱内测试:将测试电极置于可精准控制温度、湿度的环境箱中开展测试,主要用于研究不同环境条件对材料绝缘性能的影响。

二、击穿电压仪的适用范围

击穿电压仪广泛应用于各类固体、液体和复合绝缘材料的研发、质量检测及验收环节,核心用于评估材料的绝缘性能,具体适用场景按材料类型、行业应用划分如下:

(一)按材料类型划分

  1. 固体绝缘材料:塑料薄膜(如 PET、PI)、板材、层压制品、绝缘漆、涂料、橡胶、陶瓷、云母等。
  2. 液体绝缘材料:变压器油、电缆油、电容器油、合成酯类液体等。
  3. 复合绝缘材料:浸渍纤维制品、云母制品等。

(二)按行业与应用划分

  1. 电力行业:电缆料、绝缘子、高压开关用材料、变压器绝缘部件的绝缘性能测试。
  2. 电子电器行业:电容器介质膜、印刷电路板(PCB)、电机和变压器的绝缘系统、家用电器绝缘部件的绝缘性能测试。
  3. 航空航天与军工领域:高性能耐高温、耐辐射绝缘材料的绝缘性能测试。
  4. 新能源行业:光伏背板膜、风电电机绝缘、电动汽车驱动电机绝缘、电池隔膜的绝缘性能测试。
  5. 科研与教育领域:新材料(如纳米复合电介质)的绝缘性能研究与试验。

三、主要测试项目

  1. 电气强度(介电强度):指材料单位厚度下的击穿电压(kV/mm),是评估材料绝缘性能的核心指标。
  2. 击穿电压:指测试样品发生击穿现象时的电压值(kV)。
  3. 耐电压试验:在指定电压条件下,让样品保持受电状态一段时间,观察样品是否发生击穿,以此考核材料的绝缘可靠性。