從等徑到不等徑：電壓擊穿試驗儀電極系統(tǒng)的科學(xué)選型與應(yīng)用

來源：北京航天偉創(chuàng)設(shè)備科技有限公司 2025年06月22日 16:09

電極系統(tǒng)是電壓擊穿試驗儀的核心執(zhí)行部件，其設(shè)計直接影響電場分布與測試結(jié)果。LDJC 系列提供多種電極配置，適配不同材料與標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)選型需從電極類型、尺寸、表面處理等維度綜合考量。

等徑電極的均勻電場應(yīng)用
標(biāo)配的 Φ25mm 等徑電極適用于均勻電場測試，符合 GB/T 1408.1-2016 對電極的要求。在測試 1mm 厚的聚乙烯薄膜時，等徑電極產(chǎn)生的電場均勻度偏差≤3%，測得擊穿場強(qiáng) 52kV/mm，數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差≤2%。該電極適用于材料本征擊穿強(qiáng)度的測定，如絕緣薄膜、陶瓷等致密性材料。使用時需注意電極表面粗糙度，LDJC 的電極經(jīng)鏡面拋光處理（粗糙度≤0.8μm），避免因表面毛刺導(dǎo)致的局部電場畸變。某實驗室因電極長期使用產(chǎn)生劃痕，導(dǎo)致相同試樣的擊穿電壓波動達(dá) 5kV，更換新電極后恢復(fù)正常。

不等徑電極的不均勻電場模擬
由 Φ25mm 和 Φ75mm 電極組成的不等徑系統(tǒng)，用于模擬實際絕緣結(jié)構(gòu)中的不均勻電場，如電纜絕緣層與屏蔽層間的電場分布。在測試 3mm 厚的環(huán)氧樹脂板時，不等徑電極測得擊穿電壓 45kV，比等徑電極（60kV）低 25%，這體現(xiàn)了電場不均勻度對擊穿強(qiáng)度的影響。該電極組合適用于高壓電器絕緣結(jié)構(gòu)的耐受性評估，如變壓器套管的絕緣設(shè)計。使用時需精確控制電極間距，LDJC 的電動升降機(jī)構(gòu)可實現(xiàn) 0.01mm 的定位精度，確保測試重復(fù)性。

特殊電極的定制應(yīng)用
針對特殊材料或標(biāo)準(zhǔn)，LDJC 支持電極定制。如 ASTM D149 中要求的邊緣圓角 2mm 的電極，或 GB/T 1695-2005 對橡膠測試的平滑電極。某軍工單位定制的針 - 板電極（針尖曲率半徑 0.1mm），用于模擬絕緣子表面的電暈放電，測試結(jié)果為擊穿電壓 18kV，與實際運(yùn)行故障數(shù)據(jù)吻合。定制電極需提供詳細(xì)圖紙或標(biāo)準(zhǔn)編號，如 IEC 60243-1 對電極的具體要求，確保符合相關(guān)規(guī)范。

電極材料與表面處理
LDJC 電極采用 304 不銹鋼或黃銅材質(zhì)，表面經(jīng)電化學(xué)拋光或鍍金處理。不銹鋼電極適用于常規(guī)測試，而鍍金電極可降低接觸電阻，適用于低損耗材料（如電容器紙）的測試。某實驗室對比測試顯示：鍍金電極比不銹鋼電極的接觸電阻降低 80%，在測試 100pF 以下的薄膜電容時，漏電流測量誤差從 5% 降至 1%。電極使用后需用無水乙醇清潔，避免油污或金屬碎屑影響電場分布，長期存放時應(yīng)涂抹防銹油。

浸油試驗的電極配置
為避免空氣擊穿導(dǎo)致的誤判，LDJC 支持浸油試驗，電極需配合油杯使用。常用硅油（粘度 50cSt）作為介質(zhì)，其擊穿電壓≥25kV/mm，不會先于試樣擊穿。浸油時電極間距需嚴(yán)格校準(zhǔn)，某聚酰亞胺薄膜在空氣中擊穿電壓 28kV，浸油后升至 32kV，這是因為油介質(zhì)消除了電極邊緣的空氣電離。

合理選擇電極系統(tǒng)，結(jié)合 LDJC 的電極自動對中功能（對中精度≤0.05mm），能有效控制電場分布，為絕緣材料的擊穿強(qiáng)度測試提供可靠的物理基礎(chǔ)。

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