電壓擊穿試驗儀作為評估材料絕緣性能的核心設備,其高壓生成、測量與安全防護系統通過精密協同設計,確保測試的精準性與操作安全性。
高壓生成系統采用多級變壓器耦合技術,實現0-150kV連續可調輸出。交流模式下通過工頻變壓器產生正弦波電壓,直流模式則依賴倍壓整流電路。關鍵設計包括真空浸漬工藝的高壓線圈,確保持續高壓下的穩定性;智能調壓模塊實現0.5%的電壓調節精度;精密電阻網絡分壓器配合溫度補償設計,消除環境溫漂對輸出穩定性的影響。升壓速率可在0.02kV/s至10kV/s范圍內無級調節,滿足脆性材料(如玻璃)的慢速升壓需求與金屬材料的快速升壓測試。
測量系統通過光電隔離技術同步采集電壓與電流信號,實現毫秒級響應。電壓測量采用1000:1阻容分壓網絡,配合24位Σ-Δ型ADC與BP神經網絡非線性校正算法,將誤差控制在1%以內;電流檢測依賴高精度霍爾傳感器,實時捕捉擊穿瞬間的電流突變(從1-10μA驟升至1mA以上)。動態基線校正技術可消除環境溫漂影響,預擊穿識別算法通過dV/dt變化率預測擊穿點,確保數據采集的準確性。
安全防護系統構建六重屏障:硬件層面,配置過流保護(0.1秒內切斷電源)、漏電保護(1-30mA可調)及高壓機械限位;軟件層面,通過試驗軟件設置終止電壓、電壓歸零保護及試驗箱門互鎖功能;環境層面,試驗箱采用高壓電極與箱壁安全距離設計(50kV設備≥250mm),并配備獨立接地線減少電磁干擾。直流試驗后自動觸發電磁放電裝置,配合三色報警燈提示高壓狀態,確保操作人員安全。