50點薄膜耐電壓測試儀

一、測試標準與設備要求

?測試標準?

薄膜介電強度測試需遵循GB/T 1408.1-2016《絕緣材料電氣強度試驗方法》或ASTM D149等標準，測試電壓范圍通常為0-50kV，升壓速率可調（如500V/s、1000V/s等）?。

?關鍵設備?

?介穿強度測試儀?：需配備高精度電壓傳感器（誤差≤2%）、電流檢測模塊（漏電電流1-30mA可調）及計算機控制系統?。

?電極配置?：標準電極尺寸為Ф25mm×25mm或Ф75mm×25mm，需根據試樣厚度選擇?。

二、測試方法與步驟

?試樣準備?

薄膜厚度需均勻，建議按GB/T 6672標準測量厚度偏差，確保測試區域無缺陷?。

試樣數量通常不少于5個，環境條件需控制在溫度15-25℃、濕度30%-60%?。

?測試流程 ?

?升壓方式?：可選擇連續均勻升壓（至擊穿）或逐級升壓（耐壓測試）?。

?數據記錄?：記錄擊穿電壓值，計算介電強度（擊穿電壓/試樣厚度，單位kV/mm）?。

三、結果分析與應用

?性能指標?

典型薄膜（如BOPET）的介電強度可達1500V/mil（約59kV/mm）?。

阻燃材料（如FR60、FR700）需額外滿足UL 94V-0阻燃等級及環保標準?。

?應用場景?

高介電強度薄膜適用于電子絕緣（如PCB基材）、航空航天（如TPU中間膜）等領域?。

如需具體測試參數或設備操作細節，可進一步提供薄膜類型或應用場景以細化分析。

 

詳細探討薄膜50點耐壓測試（即擊穿電壓測試）對環境的要求。環境條件是影響電氣強度測試結果至關重要的因素，其重要性不亞于對電極的要求。如果環境控制不當，即使設備和電極符合標準，得到的數據也可能是無效或不可靠的。

 

以下是薄膜50點耐壓測試對環境的要求，主要基于（如IEC602431,ASTMD149）和通用實踐。

環境要求概述

1.溫度與濕度：必須控制在標準范圍內，防止材料受潮或物理特性改變。

2.浸漬介質：需要使用特定絕緣油來防止表面閃絡，并散熱。

3.大氣壓力：通常要求在標準大氣壓下進行，除非特別研究。

4.電磁干擾與振動：應盡量避免，防止儀器誤動作。

5.清潔度：環境需清潔，防止灰塵和雜質影響。

 

一、溫度與濕度(TemperatureandHumidity)

這是基本也是重要的環境參數。

標準條件：絕大多數標準規定，在進行測試前，樣品和測試環境應在（23±2）°C和（50±5）%相對濕度（RH）下達到平衡狀態（通常需要24小時或更長時間）。

原因：

濕度：濕度對擊穿電壓的影響極為顯著。水分會吸附在薄膜表面，甚至滲透到非致密的材料內部，降低其表面電阻和體電阻。在高電場下，這極易引發表面閃絡（沿著樣品表面的放電）而不是本征擊穿（通過樣品體內的擊穿），從而導致測試值異常偏低。50點測試中，濕度波動會導致數據分散性。

溫度：溫度會影響材料的結晶度、分子鏈段活動性以及電導率，進而影響其擊穿性能。溫度過高可能導致材料軟化，在電極壓力下變薄，從而擊穿電壓降低。

要求：測試應在恒溫恒濕實驗室或環境箱中進行。測試前，樣品必須在標準溫濕度條件下處理足夠長時間（條件處理），測試過程也應在此環境下進行。

 

二、浸漬介質(ImmersingMedium)

為了防止表面閃絡并提供均勻的散熱環境，薄膜擊穿測試幾乎總是在絕緣油中進行。

介質類型：使用變壓器油或硅油。其擊穿強度本身必須遠高于待測薄膜（通常要求>50kV/2.5mm或更高）。

作用：

1.抑制閃絡：油介質的絕緣性能比空氣好得多，能有效防止測試電壓還未達到薄膜本征擊穿強度時，就沿著薄膜表面與空氣的界面發生放電。

2.散熱冷卻：擊穿過程會產生熱量，油可以幫助散熱，避免熱量累積導致材料熱擊穿，從而更真實地反映其穿強度。

3.消除氣泡：油能填充樣品和電極之間的微小空隙，排除空氣氣泡（氣泡的介電常數低，易發生局部放電）。

要求：油槽應保持清潔，定期更換或過濾油液，防止油因多次擊穿而碳化、老化或受潮污染。電極和樣品必須浸沒在油中，且液面以上有足夠的安全距離。

 

三、大氣壓力(AtmosphericPressure)

標準條件：通常在(86~106)kPa的標準大氣壓下進行。

原因：空氣壓力會影響氣體的絕緣強度（如帕申定律）。低氣壓（如高原地區）下，空氣更容易被電離，會增加發生表面閃絡或空氣擊穿的風險，即使樣品在油中，其上方或周圍也可能存在風險。對于常規測試，實驗室一般都能滿足此條件。若在非標準氣壓下測試，需在報告中注明。

 

四、電磁干擾與振動(EMIandVibration)

電磁干擾：擊穿測試儀本身產生高電壓，但也可能受外部大功率設備干擾，導致控制電路誤判或記錄錯誤。儀器應有良好的屏蔽和接地。

振動：實驗臺應穩固，避免外界振動傳遞到電極系統。微小的振動可能導致電極與樣品間的接觸點發生變化，引入測試誤差。

 

五、安全環境(SafetyEnvironment)

高壓測試存在風險，測試區域應有明顯的警示標志、安全互鎖裝置（如油槽蓋開關聯動斷電）和接地棒。

操作人員需經過培訓，嚴格遵守安全規程。一、溫度與濕度(TemperatureandHumidity)

這是基本也是重要的環境參數。

標準條件：絕大多數標準規定，在進行測試前，樣品和測試環境應在（23±2）°C和（50±5）%相對濕度（RH）下達到平衡狀態（通常需要24小時或更長時間）。

原因：

濕度：濕度對擊穿電壓的影響極為顯著。水分會吸附在薄膜表面，甚至滲透到非致密的材料內部，降低其表面電阻和體電阻。在高電場下，這極易引發表面閃絡（沿著樣品表面的放電）而不是本征擊穿（通過樣品體內的擊穿），從而導致測試值異常偏低。

50點薄膜耐電壓測試儀

一、概述

BDJC系列電壓擊穿試驗儀（又叫耐電壓測試儀）采用計算機控制，通過人機對話方式，完成對絕緣介質材料的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。適用于對固體絕緣材料(如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等)在工頻電壓下擊穿電壓，擊穿強度和耐電壓的測試。儀器對實驗過程中的各種數據快速、準確地進行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術指標：

輸入電壓：AC 220V

功    率： 50kv以下3KVA   

輸出電壓：AC 0～50kv

升壓速率： 速度為0.1kV/s  0.2kV/s  0.5kV/s  1.0kV/s  2.0kV/s  3.0kv/s 5.0KV/s

⒈擊穿電壓(V)：用連續均勻升壓的辦法對試樣施加工頻電壓并保持試樣發生擊穿時的電壓值，以kV表示。

⒉擊穿強度(E)：試樣的擊穿電壓值與兩個電極間試樣的平均厚度之商，以kV/mm。

 

三、安全說明：

試驗在較高電壓下進行，所以我們在設計時加以必要的保護措施以防止發生意外。

1．試驗在試驗箱中進行，試樣可放在空氣中或變壓器油中。電壓頭安全放電距離對四周均小于200mm，試驗時即使觸到箱壁也不會發生危險。

2．升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼是連接在一起的，即儀器外殼與該地點的地是等電位。

3．電路保護：儀器設有過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護電路等。

四、整機組成：

1、升壓部件：由調壓器和高壓變壓器組成的升壓部分。

2、動部件：由步進電機均勻調節調壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號線把檢測的模擬信號和開關信號傳給計算機。

4、計算機軟件：通過智能電路把由檢測設備采集的測控信號傳給計算機。計算機根據采集的信息控制設備運行并處理試驗結果。

5、試驗電極：根據國家標準(1408.1-2006)隨設備提供電極，具體規格為：Ф25mm

五、操作步驟：

1、試驗前的準備：

1）打開試驗機右側的總電源開關,預熱15分鐘。

2）進入觸摸屏的運行操作界面

 

 

 

2、交直流試驗的切換

1）本儀器高壓輸出為默認為直流電壓。直流的獲得方式為在原回路中串入高壓硅堆，使測試回路為脈動的直流電壓。實現的過程為，硅堆已經在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時高壓硅堆短接投入使用。需要交流試驗時，插入短路桿，使高壓硅堆與測試電路斷開，這時回路的電壓為工頻的交流電壓。

 

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態不能改變設備輸出的電壓性質。按下該按鈕，設備僅僅是把直流報警電路接入。指示用戶，當打開箱門時，您需要對高壓均壓球放電。轉動放電桿，使放電桿的端部銅球接觸高壓均壓球。建議用戶每次放電銅球接觸高壓均壓球時間大于五秒。

 

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。當取出短路桿時，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。短路桿的取出、插入參看左側的示意圖。

 

4）在直流試驗時，計算機也要選擇直流狀態，否則測的結果是不正確的。簡單的說，交流電壓與直流電壓有倍的關系。

 

 

 

 

 

 

 

 

3、電壓擊穿試驗步驟

 

第一步：放置材料

  1:  點擊觸摸屏運行操作按鍵進入運行界面，點擊上升按鈕  所有電極開始上升 到位后停止

 

 

2： 取出材料托板  ，在托板上鋪上導電錫紙，把測試材料放到錫紙方。

 

  3： 把托板放回試驗艙，關閉艙門，點擊運行界面的下降按鍵 測試電極緩慢下降壓實材料。

 

 

 

第二步：溫度設定

  上撥溫控儀表電源開關，溫控系統上電，按溫控表Set按鍵 在按上下箭頭按鍵 調整設定溫度

 

第三步：耐壓參數設定

使用說明

極限電壓設定：升壓到電壓后停止升壓。

耐壓電壓設定：設置耐壓時的電壓

耐壓時間設定：設置耐壓的時間單位 秒

升壓速度設定：設置系統的升壓速率 控制在試驗過程中升壓的快慢

判停電流設定：漏電流超過設定值視為擊穿 一般在3ma左右  可以適當在調大

判停電壓設定：峰降電壓設定

 

交流校準系數設定：交流電壓校準

直流校準系數設定：直流電壓校準 

判停方式：材料擊穿的檢測方式選擇。

交直流電壓選擇：當前使用使用的電壓等級   

擊穿通道設定：默認是50個點  當式樣需做30個點時 改為30 系統做完設定的單位后結束試驗。

 

第四步：開始試驗

設置完“耐壓參數設置”后，點擊“開始試驗”按鈕，開始試驗。

運行界面點位示意區50個點初始狀態是綠色，測試中黃綠色閃爍 ，擊穿點位為紅色，耐壓未擊穿點位為黃色。測試點擊穿 或耐壓時間到 自動開始下一個點測試 同時沒記錄測試數據。

第五步：操作流程

檢查線路

電源是否連接好 地線為必須連接的一項不可忽略數連接線是否插上 檢查連接好以后進行下一步

打開電源

設置參數

選擇試驗方式

3.1、擊穿試驗 擊穿屬于破壞性試驗 是指電壓持續上升加壓在材料表面直到擊穿為止 在做擊穿試驗的時候我們要填寫最重要的兩項 終止電壓與峰降電壓。

極限電壓是指本儀器在本次試驗中不能超越的電壓 也可以說終止電壓是保護電壓 以50kv擊穿電壓為例 我們設置終止電壓為20kv 不管我們的材料是否擊穿本次升壓到達20kv的時候都會自動停止 下位機調壓器回零。

判停峰降電壓：峰降電壓也可以說是儀器的靈敏度 一般為0. 1峰降電壓是指儀器在持續升壓過程中突然下降0.1kv 這時儀器會判斷材料已經擊穿 同時調壓器回零。

不同的材料峰降電壓不一樣如果0.1不能發生擊穿可以適當調整

 

3.2、耐壓試驗 ： 耐壓試驗是指在一個的電壓保持一段時間（可設定）如果材料不被擊穿 保壓時間到達設定的時間以后也會停止試驗回零 如果在試驗過程中無論是升壓過程還是保壓過程中材料被擊穿都會停止試驗記錄當前值。

在做耐壓試驗的時候 我們會用到初始電壓、 終止電壓、 峰降電壓和耐壓時間。

終止電壓和峰降電壓我們已經在擊穿試驗里面講過不做重復解釋

初始電壓是指我們本次試驗要到達的電壓 例如初始電壓為20kv那本儀器升到20kv的時候就會停止 然后保持這個電壓一段時間 而這個保持的時間就是耐壓時間我們軟件里面設定多少就會保持多少 時間以S為單位。

 

 

設置式樣參數 ：

式樣參數其他無需多講最紅要的就是式樣的厚度 此處必須填寫填寫正確的式樣厚度才能得出最終的介電強度

 

開始試驗：

以上全部設定好以后就可以點擊開始試驗了  擊穿以后會自動移動到下一個點位，直到設定的點位擊穿設備停止。

 

數據導出：

試驗完成后點擊數據導出按鈕右邊的試驗數據可以導出

 

 

設備平面圖：

 

設備高壓部份圖：

六、試驗準備和環境

1．試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據產品的性能要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產品標準另行規定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規定外者，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過5分鐘。

⒉ 媒質：

⑴氣體媒質：采用空氣，如有閃絡可在電極周圍加柔軟硅橡膠防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環狀間隙，環寬30mm。

⑵液體媒質：常態試驗及90℃以下的熱態試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內的熱態試驗采用清潔的過熱氣缸油。

⒊試驗環境：

⑴常態試驗環境：

溫度為20±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態試驗或潮濕環境試驗條件由產品標準參照錄中表2予以規定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復施加試驗電壓來判斷。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

 

表1    預處理條件

溫度（℃）	相對濕度（%）	時間（h）
20±5	65±5	≥24
70±2	＜40	4
105±2	＜40	1

 

條件處理：試驗前，試樣在規定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或完全浸于水（或其他液體）中，放置規定的時間后進行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產品標準規定。

 

表2    條件處理與試驗環境

項目	溫度（℃）	時間（h）	相對濕度( % )	注意事項
高溫處理與熱態試驗環境	90±2 105±2 120±2 130 ± 2 155±2 180±2 200±2 220±2 250±2 275±5 320±5	＜40h 可由試樣的溫度，時間與性能的關系曲線來確定		在規定的處理條件下放入試樣并開始計時。 熱態試樣須在試樣溫度達到規定的
浸蒸餾水、沸水或其他液體處理	20±5 100±5		0.5、1、2、4、6、8、16、24、48、96	在規定的處理條件下放入試樣并開始計時。 試樣經浸沸水或其他高溫液體處理后取出隨即放入同類常溫液體中冷卻到溫度數20±5℃
受潮處理與潮濕環境	20±5	95±3	0.5、1、2、3、4、8、16、24、48、96、7天或7天的整數倍	1.在規定的處理條件下放入試樣并開始計時。

 

七、使用時的注意事項

1、試驗過程中不能讓無關人員靠近，因本試驗儀器可產生較高的電壓，未經過培訓的人員不能使用該設備。試驗時要有監護人員，不要單人使用。以防萬一發生意外情況。

2、長時間不使用設備，在再使用時，先讓儀器空載加壓一次，即把高壓電極的接線從均壓球上取下。查看計算機試驗界面，看看高壓電壓是否正常。

3、試驗中發生意外情況要及時切斷電源，問題處理后才能繼續試驗。

4、設備安放要平穩，安放的地面要堅固。是水泥地面以免產生共振。

5、該設備在使用中外殼要接保護地線，既設備外殼接大地,以保護操作人員和設備運行的安全。

6、使用完設備后，要關掉系統各部分電源，不準帶電插拔電源線。

7、要按規定的電源電壓接入設備。確保電路接線正確。否則會損壞設備。

8、該儀器需安置在室內，實驗室應整潔、干燥、無腐蝕性介質，非相關人員不要隨意操作。

9、不要讓設備電纜碰到尖邊，以免劃破電纜絕緣；不要讓電纜壓在重物之下，以免壓斷電纜引起火災；不要用電纜拉物體或用電纜捆綁物體，以免拉斷電纜使設備不能正常運轉。

 

10、不要讓設備碰到水濺，腐蝕性氣體，可燃氣體和可燃物。如果不避免，可能火災。

 

11、搬動設備時,要切斷設備電源,既要把插頭從插座中拔下。禁止搬動設備時放倒設備或傾斜45°角以上。

 

12、不要在設備運行時插拔設備的電源插頭。

電擊穿安全說明：

1、試驗在試驗箱中進行，試驗箱門打開時電源加不到高壓變壓器輸入端，即高壓側無電壓。測試設備高壓電極距離試驗箱壁的最近距離時安全距離，試驗時即使人接觸箱壁也不會有危險。

2、設備要安裝單獨的保護地線。接保護地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

3、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護等。