介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀是如何判斷擊穿的
介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀(也稱為耐壓測試儀或高壓測試儀)判斷絕緣材料是否發(fā)生電擊穿,主要是通過監(jiān)測在施加高電壓過程中發(fā)生的幾個(gè)關(guān)鍵電氣參數(shù)的突變來實(shí)現(xiàn)的。以下是主要的判斷依據(jù)和方法:
1.電流監(jiān)測(***核心的方法):
原理:在擊穿發(fā)生前,流過絕緣材料的電流通常很?。ㄖ饕请娙莩潆婋娏骱托孤╇娏鳎?。***旦發(fā)生擊穿,絕緣失效,會(huì)在擊穿點(diǎn)形成***個(gè)低電阻通道,導(dǎo)致電流瞬間急劇增加(可能是幾個(gè)數(shù)量***的增長)。
判斷方式:儀器設(shè)定了***個(gè)電流跳閘閾值。當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的電流值超過這個(gè)預(yù)設(shè)的閾值時(shí),儀器就判定發(fā)生了擊穿。這個(gè)閾值通常設(shè)定在毫安***(mA),具體值根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)、樣品類型和測試電壓而定(例如1mA,5mA,10mA,100mA等)。
關(guān)鍵點(diǎn):選擇合適的電流閾值至關(guān)重要。閾值太低可能導(dǎo)致誤判(將無害的泄漏電流或瞬時(shí)干擾判斷為擊穿);閾值太高可能導(dǎo)致漏判(小規(guī)模的擊穿未被檢測到)。
2.電壓驟降監(jiān)測:
原理:發(fā)生擊穿時(shí),由于形成了低阻通道,測試電極之間的電壓會(huì)瞬間大幅下降(甚至接近零)。
判斷方式:儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測施加在樣品上的電壓。如果檢測到電壓在極短時(shí)間內(nèi)(微秒到毫秒***)急劇下降到遠(yuǎn)低于設(shè)定測試電壓的某個(gè)水平(例如低于設(shè)定值的某個(gè)百分比,或低于某個(gè)絕對值),則判定為擊穿。
注意:這種方法在電源內(nèi)阻較小或測試回路阻抗較低時(shí)可能不太明顯(因?yàn)殡娫茨芸焖傺a(bǔ)充電流維持電壓),但在串聯(lián)電阻較大或某些特定測試電路中比較有效。它常作為電流跳閘的輔助判斷。
3.電弧檢測(光學(xué)/聲學(xué)):
原理:擊穿通常伴隨著強(qiáng)烈的電弧放電,產(chǎn)生可見光和/或聲音(“啪”的放電聲)。
判斷方式:***些更高***或特定應(yīng)用的儀器可能配備光電傳感器(探測電弧閃光)或聲學(xué)傳感器(探測放電聲音)。當(dāng)檢測到這些信號(hào)時(shí),結(jié)合電氣參數(shù)變化,可以更可靠地判斷擊穿。
應(yīng)用:常用于實(shí)驗(yàn)室研究、對擊穿過程有特殊觀察需求的場合,或者在電氣參數(shù)突變不明顯時(shí)作為輔助判斷。在標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線測試中較少作為主要判斷依據(jù)。
4.斷路器跳閘/熔斷器熔斷(間接、保護(hù)性):
原理:擊穿產(chǎn)生的巨大電流會(huì)使測試回路中的保護(hù)斷路器跳閘或熔斷器熔斷,切斷高壓輸出。
判斷方式:儀器檢測到高壓輸出被意外中斷(非操作員手動(dòng)停止),且通常伴隨電流的急劇上升(被保護(hù)動(dòng)作切斷前),可推斷發(fā)生了擊穿。
注意:這通常被視為***種保護(hù)機(jī)制的結(jié)果,而不是儀器主動(dòng)檢測擊穿的主要手段。儀器本身會(huì)記錄在保護(hù)動(dòng)作前是否已檢測到電流超限或電壓驟降。
綜合判斷與安全措施:
主判據(jù):對于絕大多數(shù)商業(yè)介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀,電流超過預(yù)設(shè)閾值是判斷擊穿的核心和主要依據(jù)。
輔助判據(jù):電壓驟降監(jiān)測常作為輔助判據(jù),與電流判據(jù)結(jié)合使用,提高判斷的準(zhǔn)確性,尤其是在電流上升不夠陡峭或閾值設(shè)置接近泄漏電流水平時(shí)。
多重保障:儀器內(nèi)部通常設(shè)計(jì)有多重保護(hù)電路(過流、過壓、短路保護(hù)),***旦檢測到擊穿或危險(xiǎn)情況(如電流即將超過儀器的***大承受能力),會(huì)立即(通常在毫秒甚至微秒***內(nèi))切斷高壓輸出,以保護(hù)樣品、儀器和操作人員安全,并發(fā)出明確的擊穿報(bào)警信號(hào)(聲光報(bào)警、屏幕顯示“擊穿”或“FAIL”等)。
防止誤判:為了避免瞬態(tài)干擾(如開關(guān)噪聲)引起的誤判,儀器內(nèi)部通常有濾波電路和適當(dāng)?shù)难訒r(shí)判斷邏輯(確保電流超標(biāo)是持續(xù)且顯著的)。
總結(jié)來說:
介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀主要通過實(shí)時(shí)監(jiān)測流過樣品的測試電流,并將其與預(yù)設(shè)的電流跳閘閾值進(jìn)行比較。當(dāng)測試電流超過該閾值時(shí),儀器立即判定為擊穿,并切斷高壓輸出。電壓驟降檢測是常見的輔助判斷手段。電弧探測則用于特定需求場合。保護(hù)裝置(斷路器、熔斷器)的動(dòng)作是擊穿發(fā)生后保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)結(jié)果。儀器的核心在于快速、準(zhǔn)確地捕捉擊穿瞬間的電流突變并做出反應(yīng)。
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