陶瓷材料电气强度检测仪

陶瓷材料电气强度检测仪产品品牌：北京北广精仪

控制方式：计算机控制

符合标准：GB/T1408、ASTM D149、IEC60243-1等

适用材料：橡胶、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃、漆膜、树脂、电线电缆、绝缘油等绝缘材料

测试项目：击穿电压测试、介电强度测试、电气强度测试、耐电压击穿强度测试等

试验电压：10KV、20KV、50KV、100KV、150KV等

电压精度：≤1%

适用材料：绝缘材料

升压速率：10V/S-5KV/S

试验方式：交流/直流、耐压、击穿、梯度升压

陶瓷材料电气强度检测仪工作原理核心原理‌电压梯度施加‌通过高压发生器输出可调的交流（AC）、直流（DC）或脉冲电压，以恒定速率（如0.1-5 kV/s）逐步提升至被测材料表面，直至其绝缘性能失效。电压施加过程中，仪器实时监测电场强度变化，捕捉材料极化、电导及局部放电等物理现象，直至发生不可逆击穿。击穿判定与数据采集。‌当材料达到介电强度极限时，电流骤增且电压突变，控制系统通过高精度传感器捕获电流异常信号，并记录此时的峰值电压作为击穿电压值（单位：kV/mm）。数据经处理后自动生成击穿强度、耐压时间等关键参数，支持图表化展示及导出。关键组件协同机制‌高压发生器‌支持0-100 kV连续输出，部分定制型号可达更高范围；通过AC/DC/脉冲模式切换满足不同测试标准需求（如IEC 60243、ASTM D149）。

电压击穿试验仪技术解析

一、核心功能与用途

‌绝缘材料性能评估‌

测试固体绝缘材料（塑料、薄膜、陶瓷、树脂等）在工频或直流电压下的击穿强度（kV/mm）及耐压时间，为电力设备、新能源等领域提供关键数据支持。

检测材料微观缺陷（如气泡、裂纹），预防因绝缘失效导致的设备故障。

‌多领域应用‌

电力行业：评估高压电缆、变压器绝缘子的耐压性能。

新能源：测试电池隔膜、电机绝缘材料的介电特性。

科研：研究新型绝缘材料的失效机理及优化工艺。

二、关键技术参数

‌电压范围‌

输出范围：AC/DC 0-50kV连续可调，BDJC-100KV可达100kV。

升压速率：100-3000V/s无极调速，满足不同材料的梯度测试需求。

‌精度与安全‌

电压测量误差≤2%，配备三级联锁防护（机械/电子/物理隔离）。

过流保护、漏电保护及直流试验自动放电功能，确保操作安全。

‌智能控制‌

动态绘制试验曲线，支持数据自动存储及EXCEL/WORD导出。

闭环控制系统实时监测升压曲线，避免阶梯式波动。

三、标准体系与测试方法

‌中国标准‌

GB/T 1408.1-2006、GB/T 1695-2005等，明确试样预处理、电极规格及油温控制范围（如25±2℃）。

‌国际标准对比‌

ASTM D149与IEC 60243在升压方式、测试次数等存在差异（如ASTM允许步进升压，IEC仅认可连续升压）。

‌测试模式‌

连续升压：直接测量击穿电压临界值。

耐压测试：保持规定电压时长验证材料稳定性。

四、操作规范与注意事项

‌环境与样品要求‌

环境湿度≤80%，试样需洁净干燥并严格防尘避光。

液体介质（如变压器油）需控制温度波动±2℃。

‌安全操作‌

至少两人协作，禁止直接接触电极及油杯内部。

设备需独立接地，防止电磁干扰导致数据异常。

‌仪器校准‌

采用四级校准体系（包括温度补偿设计），确保高压线圈稳定输出。

五、选型与发展趋势

‌设备选型要点‌

先支持多标准（GB、IEC、ASTM）的智能化型号BDJC系列。

关注升压速率调节精度及数据采集抗干扰能力。

‌技术升级方向‌

集成AI算法优化测试效率，开发高温/低温环境适配模块。

增强远程监控功能，满足工业4.0自动化测试需求。

绝缘强度与击穿电压之间有什么关系？

一、定义与基本关系

‌击穿电压‌

‌定义‌：在强电场作用下，绝缘材料失去绝缘性能而变成导体时的临界电压值‌。

‌单位‌：千伏（kV）或伏特（V）‌。

‌绝缘强度（击穿场强）‌

‌定义‌：单位厚度的绝缘材料能承受的电场强度，反映材料本身的耐电能力‌。

‌单位‌：千伏/毫米（kV/mm）或兆伏/米（MV/m）‌。

二、区别与联系

‌物理意义差异‌

‌击穿电压‌：表征材料在特定厚度下的耐压极限，与材料厚度直接相关‌。

‌绝缘强度‌：反映材料单位厚度的耐电场能力，是材料本身的固有属性‌。

‌应用场景差异‌

‌绝缘强度‌：用于横向对比不同材料的绝缘性能（如塑料、陶瓷等）‌。

‌击穿电压‌：指导电气设备设计时确定绝缘层厚度或安全电压阈值‌。

‌影响因素‌

‌绝缘强度‌：主要由材料组成、微观结构及温度决定（如高温下易发生热击穿）‌。

‌击穿电压‌：除材料本身外，还受厚度、环境温湿度及电压类型（交流/直流）影响‌。

三、典型应用

‌材料筛选‌：高绝缘强度材料（如E=30kV/mm的陶瓷）适用于高压变压器绝缘层‌。

‌设备设计‌：通过击穿电压公式反推绝缘层小厚度（如电缆绝缘层设计）‌。

‌安全评估‌：结合两者关系验证电力设备长期运行的可靠性（如光伏组件封装材料测试）

总结

绝缘强度是材料抵抗电场破坏的固有属性，而击穿电压是其厚度相关的耐压表现。两者通过数学公式关联，共同为绝缘材料性能评估和电气设备设计提供核心依据‌

绝缘强度测试的意义简要回顾了击穿的三种假定机制，分别是：（1）放电或电晕机制，（2）热机制，以及（3）固有机制，讨论了在原理上对实际电介质产生影响的因素，并对数据的解释提供帮助。击穿机制常常与其他机制相结合，而非单独发挥效用。随后的讨论仅针对固体和半固体材料。介电击穿的假定机制由放电造成的击穿——在对工业材料进行的许多测试中，都是由于放电造成了击穿，这通常造成较高的局部场。对于固体材料来说，放电常常发生在环境介质中，因此增加测试的区域将在电极边缘上或外侧产生击穿。放电也会发生在内部出现或生成的一些泡沫或气泡里。这会造成局部的侵蚀或化学分解。这些过程将一直持续到在电极间形成完全的失效通路为止。热击穿——在置于高强度电场时，在许多材料内的局部路径上会积聚大量的热，这将造成电介质和离子导电性能的损失，进而迅速产生热量，所产生的热量将大于所能耗散掉的热量。由于材料的热不稳定性，导致了击穿的发生。

固有击穿——如果放电或热稳定性都不能造成击穿，那么在电场强度大到足以加速电子穿过材料时，仍将发生击穿。标准电场强度被称为固有绝缘强度。虽然机制本身也许已经涉及，但本测试法仍不能测试固有绝缘强度。绝缘材料的性质固态工业绝缘材料通常是非均匀的，且含有许多不同的电介质缺陷。试样上常常发生击穿的区域，并不是那些电场强度大的区域，有时甚至是那些远离电极的区域。在应力下卷中的薄弱环节有时将决定测试的结果。 测试和测试样状况的影响因素——通常，随着电极区域的增加，击穿电压会降低，这种影响对于薄试样来说更为明显。电极的几何形状也会影响测试的结果。制作电极的材料也会对测试结果产生影响，这是因为电极材料的热导性和功函会对热机制和发电机制产生影响。通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。试样厚度——固体工业绝缘材料的绝缘强度主要取决于试样的厚度。经验显示，对于固体和半固体材料来说，绝缘强度与以试样厚度为分母的分数成反比，更多的证据显示，对于相对均匀的固体来说，绝缘强度与厚度的平方根互为倒数。如果固体试样能熔化后倒入到固定电极之间并凝固下来，那么电极间距的影响将很难得到明确的定义。因为在这种情况下，可以随意固定电极间距，所以习惯在液体或可溶固体中进行绝缘强度测试，此时电极间具有标准的固定空间。因为绝缘强度取决于厚度，所以如果在报告绝缘强度数据时缺乏测试所用试样的起始厚度，那么这样的数据将毫无意义。

温度——试样和环境介质的温度将影响绝缘强度，虽然对于大多数材料来说，微小的环境温度变化对材料造成影响可以忽略不计。通常，绝缘强度随温度的升高而降低，但其强度的极限取决于被测材料。众所周知，由于材料需要室温以外的条件下发挥作用，所以有必要在比期望操作温度更大的范围里，对绝缘强度与温度的关系进行确定。时间——电压应用的速率也会影响测试结果。通常，击穿电压随电压应用速率的增加而提高。这是预料之中的，因为热击穿机制有赖于时间，而放电机制也有赖于时间，虽然在一些情况下，后一种机制通过产生局部电场高临界强度造成快速失效波形——通常，应用电压的波形也会影响绝缘强度。在本测试方法的限制说明中，波形的影响是不显著的。频率——对于本测试法，在工业用电频率范围内，频率的变化对绝缘强度的影响将不是那么显著。但是，不能从本测试法所得结果中推断出其他非工业用电频率（50到60HHz）对绝缘强度的影响。

D149测试法所涉及介绍本附录所提供的文件目录将涉及到大量的ASTM标准，这些标准都与在电源频率下电介质强度的测定有关，或与测试设备元件或用于测定该性质的元件有关。虽然我们竭尽全力，力图将所有涉及D149测试法的标准都包含进来，但是该清单仍是不完全的，在本附录出版之后编写或修改的标准都未能包含进来。在一些标准中，要用D149测试法测定介质强度或击穿电压，但是其参考本测试法的方式不一定符合5.5的要求。除非该文件与5.5相一致，否则不用使用其他文件，包括本目录所列的文件，来作为本测试法的参考。ASTM D149-2009介电击穿电压试验方试验方法D149引用的ASTM标准

 报告

除非另有规定，报告应包括如下内容

a) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）被试材料的全称，试样及其制备方法的说明；

b) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）电气强度的中值<以kV/mm表示>或击穿电压的中值（以kV表示）；

c) 介电击穿测试仪（介电击穿试验）每个试样的厚度<见5.4)；

d) 试验时所用的周围媒质及其性能；

e) 电极系统；

f) 施加电压的方式及频率；

g) 电气强度的各个值（以kV/mm表示>或击穿电压的各个值<以kV表示）；

h) 在空气中或在其他气体中试验时的温度、压力和湿度，若在液体中试验时周围媒质的温度；

i) 试验前条件处理；

j）击穿类型和位置的说明。

如果只需要简单的结果报告，则应该报告前6项内容及低值和醉高值。

ASTM D149电压击穿/介电强度/耐压试验仪

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