一、產(chǎn)品概述

塑料耐電弧試驗(yàn)機(jī)BDH-20KV是一款用于評定固體絕緣材料耐電弧性能的試驗(yàn)設(shè)備，采用觸摸屏操作。設(shè)備依據(jù)GB/T 1411-2002《固體電工絕緣材料 高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)方法》以及IPC-TM-650、IEC 61621、ASTM D495等標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的方法設(shè)計(jì)，并可適用于JEC 149、UL 746A等試驗(yàn)方法的要求。設(shè)備在電機(jī)、電器、家用電器等行業(yè)中，用于電工用塑料、樹脂膠、絕緣漆等絕緣材料的耐電弧性能評定。

耐電弧試驗(yàn)關(guān)注的是絕緣材料表面在高壓小電流電弧作用下的耐受能力。當(dāng)電極與試樣表面之間產(chǎn)生間歇或連續(xù)的電弧放電時(shí)，材料表面會(huì)因放電與熱作用而發(fā)生碳化，逐步形成導(dǎo)電通路。材料抵抗這一過程的能力，通常以其耐受電弧作用的時(shí)間來表示。設(shè)備通過控制電弧電流、通斷時(shí)間與持續(xù)時(shí)間，把上述過程在受控條件下復(fù)現(xiàn)，從而獲得可以比較、可以重復(fù)的試驗(yàn)結(jié)果。

塑料耐電弧試驗(yàn)機(jī)BDH-20KV設(shè)備主要由試驗(yàn)主機(jī)、高壓發(fā)生器、電極系統(tǒng)、觸摸屏控制界面與安全防護(hù)裝置構(gòu)成。輸出電壓為交流0～20kV，電器容量2kVA，試驗(yàn)電流可在10mA、20mA、30mA、40mA之間選擇，試驗(yàn)方式包括間歇電弧與連續(xù)電弧兩種。整機(jī)把電壓調(diào)節(jié)、電弧通斷控制、時(shí)間控制與安全保護(hù)集成于一體，操作人員經(jīng)過基本培訓(xùn)即可按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開展試驗(yàn)。

從使用角度看，設(shè)備所獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于比較不同配方、不同工藝或不同批次絕緣材料的耐電弧能力，也可作為材料選型、來料檢驗(yàn)與產(chǎn)品質(zhì)量控制的參考依據(jù)。對于科研院所與檢測機(jī)構(gòu)而言，耐電弧試驗(yàn)是材料電氣性能評價(jià)的常規(guī)項(xiàng)目之一，其結(jié)果可以與介電性能、力學(xué)性能與熱性能等數(shù)據(jù)結(jié)合，對材料作出較為全面的評價(jià)。

耐電弧試驗(yàn)屬于絕緣材料性能評價(jià)的組成部分。與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、擊穿強(qiáng)度等參數(shù)相比，耐電弧性能反映的是材料表面在電弧作用下的耐受能力，評價(jià)對象與使用場景有所區(qū)別。把這幾類試驗(yàn)結(jié)合起來，可以從不同側(cè)面把握絕緣材料的電氣性能。

該設(shè)備在實(shí)際使用中需要與本地的電源、接地條件以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣、電極配合。使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說明書，按規(guī)程接地并做好防護(hù)，試驗(yàn)過程中不得隨意打開安全門或接觸帶電部件。

本文圍繞BDH-20KV的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、操作方法、維護(hù)保養(yǎng)與常見問題展開說明，供設(shè)備使用人員、檢驗(yàn)人員以及相關(guān)技術(shù)人員參考。文中同時(shí)介紹了耐電弧試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識，便于初次接觸該類試驗(yàn)的人員建立整體認(rèn)識。

需要說明的是，開展耐電弧試驗(yàn)時(shí)，電弧電流、通斷時(shí)間、持續(xù)時(shí)間與電極狀態(tài)等條件會(huì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。使用者應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)文本、材料技術(shù)資料以及本單位編制的操作規(guī)程為依據(jù)確定試驗(yàn)條件，而不宜脫離上述條件單獨(dú)比較不同來源的試驗(yàn)數(shù)值。

二、耐電弧試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識

2.1 耐電弧性能的含義

耐電弧性能是指絕緣材料表面在電弧作用下抵抗碳化并保持絕緣的能力。試驗(yàn)時(shí)，在兩電極之間施加高壓，使電極與試樣表面之間產(chǎn)生間歇或連續(xù)的電弧放電。電弧放電產(chǎn)生的熱量集中在電極附近的試樣表面，使材料發(fā)生分解與碳化。材料表面逐步形成碳化痕跡，當(dāng)碳化痕跡把兩電極連通時(shí)，試樣表面即失去絕緣能力，試驗(yàn)隨之終止。材料從開始到失效所經(jīng)歷的時(shí)間，可以反映其耐電弧性能。

耐電弧性能與材料的組成、填料種類、表面狀態(tài)以及熱穩(wěn)定性等因素有關(guān)。一般而言，材料的熱分解溫度較高、分解產(chǎn)物不易導(dǎo)電時(shí)，其耐受電弧作用的時(shí)間相對較長；材料表面若含有易于碳化的組分，則可能在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)導(dǎo)電通路。

2.2 試驗(yàn)的意義

絕緣材料的耐電弧性能關(guān)系到設(shè)備在運(yùn)行中的安全。若材料的耐電弧性能不足，在電弧作用較強(qiáng)的部位可能因表面碳化而出現(xiàn)絕緣下降，進(jìn)而引發(fā)漏電、短路乃至起火。通過耐電弧試驗(yàn)，可以在材料選用、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)提前發(fā)現(xiàn)問題。

對于電機(jī)、電器與家用電器而言，開關(guān)、接線端子、支撐件等部位常使用塑料、樹脂膠或?qū)訅翰牧?。這些材料的耐電弧性能需要經(jīng)過評定，才能確認(rèn)其適用于預(yù)期的使用場合。對于絕緣材料生產(chǎn)企業(yè)而言，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作為配方調(diào)整與工藝改進(jìn)的依據(jù)，用于比較不同配方在耐電弧能力上的差異。

2.3 試驗(yàn)的分類

按電弧的通斷方式劃分，耐電弧試驗(yàn)可分為間歇電弧試驗(yàn)與連續(xù)電弧試驗(yàn)。間歇電弧試驗(yàn)使電弧按設(shè)定節(jié)奏通斷，在試驗(yàn)前期（1/8-10、1/4-10、1/2-10）采用1/4s通、7/4s斷的通斷方式，隨后轉(zhuǎn)入持續(xù)導(dǎo)通階段；連續(xù)電弧試驗(yàn)則使電弧持續(xù)導(dǎo)通，用于評價(jià)材料在持續(xù)電弧作用下的表現(xiàn)。設(shè)備同時(shí)支持兩種方式，可在觸摸屏上選擇相應(yīng)模式開展試驗(yàn)。

按電極布置劃分，常見的有板狀電極與鎢鋼電極等方式，電極配置角度為110度。不同電極布置對應(yīng)不同的電場分布與電弧作用位置，使用者需要根據(jù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的電極組合。

按試樣狀態(tài)劃分，試樣可為平板狀或片狀。試樣表面應(yīng)平整、潔凈，避免因表面缺陷或污染而影響試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。

三、相關(guān)術(shù)語說明

耐電?。航^緣材料表面在電弧作用下抵抗碳化并保持絕緣的能力。

電弧電流：試驗(yàn)過程中流過電弧回路的電流，單位為毫安。

間歇電?。弘娀“丛O(shè)定節(jié)奏通斷的試驗(yàn)方式。

連續(xù)電?。弘娀〕掷m(xù)導(dǎo)通的試驗(yàn)方式。

通斷時(shí)間：間歇電弧試驗(yàn)中電弧導(dǎo)通與斷開的時(shí)間比例。

持續(xù)時(shí)間：單一試驗(yàn)過程中電弧作用的總時(shí)間。

試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間：從試驗(yàn)開始到當(dāng)前階段結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間。

電極距離：兩個(gè)電極之間的間距，單位為毫米。

電極配置角：兩電極之間的夾角。

電極壓力：電極對試樣表面的作用力，單位為牛頓。

安全門：試驗(yàn)箱體的防護(hù)門，打開時(shí)設(shè)備自動(dòng)切斷高壓。

高壓發(fā)生器：把低壓電源變換為試驗(yàn)所需高壓的裝置。

放電棒：用于在試驗(yàn)后對帶電部位進(jìn)行放電的器具。

四、試驗(yàn)原理

4.1 電弧的產(chǎn)生

耐電弧試驗(yàn)以試樣表面為對象，在試樣表面放置電極并施加交流高壓（0～20kV）。當(dāng)電極與試樣表面之間的電場強(qiáng)度達(dá)到一定水平時(shí)，電極附近的空氣被擊穿，形成電弧放電。設(shè)備通過控制電弧的通斷與持續(xù)時(shí)間，把放電過程維持在設(shè)定的節(jié)奏上。

試驗(yàn)前期，放電以間歇方式進(jìn)行，電弧時(shí)通時(shí)斷，使試樣表面局部受熱并逐步發(fā)生變化。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，放電方式轉(zhuǎn)為持續(xù)導(dǎo)通，試樣表面持續(xù)受到電弧與熱的作用。設(shè)備通過時(shí)間控制，把上述過程分為若干階段，逐段累加試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間，從而對材料的耐受能力作出評價(jià)。

4.2 表面碳化與失效判定

電弧與熱作用使試樣表面材料發(fā)生分解，分解產(chǎn)物在電極附近沉積并逐步碳化。碳化區(qū)域隨著電弧作用的持續(xù)而擴(kuò)展，當(dāng)兩電極之間的試樣表面形成連通的導(dǎo)電通路時(shí)，流過回路的電流明顯上升，試驗(yàn)回路判定試樣失效并自動(dòng)終止試驗(yàn)。材料從試驗(yàn)開始到失效所經(jīng)歷的時(shí)間，可作為其耐電弧性能的評價(jià)結(jié)果。

不同材料的失效過程存在差異。有的材料表面在較短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)明顯的碳化通道，有的材料則需要較長時(shí)間才出現(xiàn)導(dǎo)電通路。設(shè)備通過監(jiān)測回路電流與試驗(yàn)時(shí)間，記錄試驗(yàn)過程，并在試樣失效時(shí)給出相應(yīng)提示。

4.3 電壓與電流的控制

設(shè)備通過調(diào)壓與升壓環(huán)節(jié)，把輸入的交流220V電源變換為0～20kV的高壓輸出，并可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電壓連續(xù)可調(diào)，試驗(yàn)電壓控制誤差優(yōu)于2%。試驗(yàn)電流可在10mA、20mA、30mA、40mA之間選擇，電流控制精度優(yōu)于±10%，電流測試精度優(yōu)于±1.5%。操作人員可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求與試驗(yàn)?zāi)康倪x擇電流檔位。

4.4 試驗(yàn)終止與保護(hù)

設(shè)備設(shè)置了多層次的保護(hù)措施。超壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)分別在電壓或電流異常時(shí)動(dòng)作，切斷高壓輸出；安全門開啟保護(hù)在箱門打開時(shí)自動(dòng)切斷高壓，避免人員接觸帶電部件；軟件誤操作保護(hù)則在操作出現(xiàn)異常時(shí)給出提示并限制相應(yīng)動(dòng)作。上述措施共同用于控制試驗(yàn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

五、試驗(yàn)過程與條件選擇

耐電弧試驗(yàn)的條件選擇需要結(jié)合被測材料的應(yīng)用場合與所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。以下就試驗(yàn)方式、電流檔位、電極與試樣、試驗(yàn)時(shí)間等方面作簡要說明。

在試驗(yàn)方式方面，間歇電弧試驗(yàn)適用于模擬電弧時(shí)通時(shí)斷的工況，連續(xù)電弧試驗(yàn)適用于模擬電弧持續(xù)作用的工況。設(shè)備可在觸摸屏上選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方式，兩種方式下都需要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)定試驗(yàn)條件。

在電流檔位方面，試驗(yàn)電流可在10mA、20mA、30mA、40mA之間選擇。電流的大小會(huì)影響電弧對試樣表面的熱作用強(qiáng)度，選擇時(shí)應(yīng)與所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

在電極與試樣方面，電極距離為6.35±0.1mm，可在允許范圍內(nèi)調(diào)整；電極對試樣表面的壓力為0.5±0.05N。試樣表面應(yīng)平整、潔凈與干燥，避免因表面缺陷、油污或殘留脫模劑而改變電弧的作用位置與試驗(yàn)結(jié)果。

在試驗(yàn)時(shí)間方面，試驗(yàn)按設(shè)定的階段逐段進(jìn)行，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間隨之累加。試驗(yàn)時(shí)間的長短應(yīng)與電流、試驗(yàn)方式等條件相互配合，使試驗(yàn)既能反映材料的耐電弧能力，又不至于無謂延長試驗(yàn)周期。

在實(shí)際操作中，還應(yīng)注意環(huán)境的溫度與濕度。環(huán)境條件的變化可能影響試樣表面的狀態(tài)與電弧的穩(wěn)定性，試驗(yàn)時(shí)宜記錄環(huán)境條件，以便對結(jié)果進(jìn)行比較與追溯。

六、滿足的測試標(biāo)準(zhǔn)

耐電弧試驗(yàn)機(jī)BDH-20KV依據(jù)GB/T 1411-2002《固體電工絕緣材料 高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)方法》以及IPC-TM-650、IEC 61621、ASTM D495等標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的方法設(shè)計(jì)制造。

GB/T 1411-2002規(guī)定了固體電工絕緣材料高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)的方法，對試驗(yàn)裝置、電極規(guī)格、試樣尺寸、試驗(yàn)步驟與判定準(zhǔn)則等內(nèi)容作了規(guī)定。IEC 61621是與該方法相對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)程序方面具有一致性。ASTM D495則規(guī)定了固體絕緣材料高壓、低電流、干式耐電弧試驗(yàn)的方法。

IPC-TM-650為印制板材料試驗(yàn)方法，其中含有與耐電弧性能相關(guān)的內(nèi)容。JEC 149為日本電子材料工業(yè)會(huì)的試驗(yàn)方法，UL 746A則針對聚合物材料的電氣性能評價(jià)。對于電工用塑料、樹脂膠與絕緣漆等材料，上述標(biāo)準(zhǔn)中的方法可以相互參照。

在電機(jī)、電器與家用電器領(lǐng)域，產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中通常含有對絕緣材料耐電弧性能的要求，其試驗(yàn)方法往往引用上述基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。使用單位應(yīng)結(jié)合自身產(chǎn)品所適用的安全標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證要求，確定試驗(yàn)項(xiàng)目與判定依據(jù)。

由于標(biāo)準(zhǔn)可能修訂，建議使用單位在開展試驗(yàn)前確認(rèn)所用標(biāo)準(zhǔn)文本的現(xiàn)行有效性，并按規(guī)定的方法執(zhí)行。設(shè)備本身的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與所采用標(biāo)準(zhǔn)的要求相匹配，如有差異，應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)要求為準(zhǔn)，必要時(shí)與設(shè)備供應(yīng)商溝通確認(rèn)。

七、性能參數(shù)

試驗(yàn)過程：按1/8-10、1/4-10、1/2-10、10、20、30、40共七段依次進(jìn)行

1/8-10段：弧電流10mA，通斷時(shí)間1/4s通7/4s斷，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間60s

1/4-10段：弧電流10mA，通斷時(shí)間1/4s通7/4s斷，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間120s

1/2-10段：弧電流10mA，通斷時(shí)間1/4s通7/4s斷，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間180s

10段：弧電流10mA，導(dǎo)通，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間240s

20段：弧電流20mA，導(dǎo)通，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間300s

30段：弧電流30mA，導(dǎo)通，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間360s

40段：弧電流40mA，導(dǎo)通，持續(xù)時(shí)間60s，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間420s

輸入電壓：交流220V

輸出電壓：交流0～20KV

電器容量：2KVA

試驗(yàn)方式：間歇電弧，連續(xù)電弧

試驗(yàn)電流：10MA-20MA-30MA-40MA可選

試驗(yàn)電壓控制誤差：優(yōu)于2%

電弧通斷時(shí)間誤差：<5ms

試驗(yàn)電壓連續(xù)可調(diào)：0～20KV

電流控制精度：優(yōu)于±10%

電流測試精度：優(yōu)于±1.5%

電流對試驗(yàn)壓力：0.5±0.05N

電極規(guī)格：不銹鋼板狀電極25.4mm*12.7mm*0.15mm；鎢鋼電極￠2.4mm*70mm；電極配置角110度；電極重量50G

電極距離：6.35±0.1mm（可調(diào)）

安全防護(hù)措施：超壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、安全門開啟保護(hù)、軟件誤操作保護(hù)

八、性能特點(diǎn)

該設(shè)備在電壓輸出、電流檔位、電弧通斷控制與安全防護(hù)等方面做了針對性設(shè)計(jì)，適應(yīng)耐電弧試驗(yàn)的使用需要。

觸摸屏操作：配備觸摸屏人機(jī)界面，可完成試驗(yàn)方式選擇、參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)啟停與狀態(tài)查看等操作。

電壓輸出范圍寬：交流輸出在0～20kV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可滿足不同試驗(yàn)電壓的需要。

電流檔位可選：試驗(yàn)電流可在10mA、20mA、30mA、40mA之間選擇，適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)要求。

電壓控制誤差較?。涸囼?yàn)電壓控制誤差優(yōu)于2%，可為試驗(yàn)結(jié)果的比較提供較為穩(wěn)定的電壓條件。

通斷時(shí)間準(zhǔn)確：電弧通斷時(shí)間誤差小于5ms，有利于保持間歇電弧試驗(yàn)節(jié)奏的一致性。

電流精度較高：電流控制精度優(yōu)于±10%，電流測試精度優(yōu)于±1.5%，可對試驗(yàn)電流進(jìn)行監(jiān)測。

試驗(yàn)方式靈活：支持間歇電弧與連續(xù)電弧兩種方式，覆蓋常見的試驗(yàn)需求。

保護(hù)措施齊全：設(shè)置超壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、安全門開啟保護(hù)與軟件誤操作保護(hù)。

電極配置齊備：隨機(jī)配置兩套試驗(yàn)電極，包括不銹鋼板狀電極與鎢鋼電極，可用于不同試驗(yàn)。

結(jié)構(gòu)緊湊：設(shè)備把試驗(yàn)主機(jī)、高壓發(fā)生器與控制界面集成于一體，占用場地較小。

時(shí)間控制分段：試驗(yàn)按七段依次進(jìn)行，試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間逐段累加，便于記錄與比較。

九、結(jié)構(gòu)組成與主要部件

設(shè)備由試驗(yàn)主機(jī)、高壓發(fā)生器、電極系統(tǒng)、控制與保護(hù)部分構(gòu)成，各部分組成如下。

試驗(yàn)主機(jī)：整機(jī)的承載與控制部分，包括箱體、控制電路與操作界面。

高壓發(fā)生器：2萬伏高壓發(fā)生器一臺，用于把低壓電源變換為試驗(yàn)所需的高壓。

試驗(yàn)電極：兩套，包括不銹鋼板狀電極25.4mm*12.7mm*0.15mm與鎢鋼電極￠2.4mm*70mm。

觸摸屏：人機(jī)界面，用于選擇試驗(yàn)方式、設(shè)置參數(shù)、啟停試驗(yàn)與查看狀態(tài)。

調(diào)壓與升壓部分：用于調(diào)節(jié)并輸出試驗(yàn)電壓，實(shí)現(xiàn)0～20kV連續(xù)可調(diào)。

電弧通斷控制部分：用于控制電弧的通斷時(shí)間，通斷時(shí)間誤差小于5ms。

時(shí)間控制部分：用于控制各試驗(yàn)階段的持續(xù)時(shí)間與試驗(yàn)所經(jīng)時(shí)間。

安全門與聯(lián)鎖：箱門開啟時(shí)自動(dòng)切斷高壓，避免人員接觸帶電部件。

放電棒：樹脂式放電棒一只，用于試驗(yàn)后對帶電部位放電。

隨機(jī)文件：產(chǎn)品使用說明書一份、合格證一份。

十、試驗(yàn)電極、放電棒與安全防護(hù)

電極是耐電弧試驗(yàn)中直接與試樣表面作用的部件，其規(guī)格、材料與安裝狀態(tài)會(huì)影響電場分布與試驗(yàn)結(jié)果。設(shè)備隨機(jī)配置兩套試驗(yàn)電極，包括不銹鋼板狀電極與鎢鋼電極。

不銹鋼板狀電極的尺寸為25.4mm*12.7mm*0.15mm，鎢鋼電極為￠2.4mm*70mm，電極配置角為110度，電極重量為50G。安裝時(shí)，電極距離為6.35±0.1mm，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求在允許范圍內(nèi)調(diào)整，電極對試樣表面的壓力為0.5±0.05N。

電極在使用前應(yīng)檢查其表面是否平整、潔凈，有無燒蝕、氧化或附著物。電極表面若出現(xiàn)明顯燒蝕或變形，應(yīng)及時(shí)修整或更換，以免影響電弧的穩(wěn)定與試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。更換電極時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整電極距離與配置角度。

放電棒用于試驗(yàn)結(jié)束后對帶電部位進(jìn)行放電。試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先切斷電源，待高壓部分放電并用放電棒確認(rèn)無殘存電荷后，方可打開箱門取放試樣。

安全防護(hù)方面，設(shè)備設(shè)置了超壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、安全門開啟保護(hù)與軟件誤操作保護(hù)。設(shè)備應(yīng)可靠接地，試驗(yàn)過程中不得隨意打開安全門或接觸帶電部件。出現(xiàn)異常聲響、氣味或報(bào)警時(shí)，應(yīng)按下急停或切斷電源，查明原因后再繼續(xù)使用。

十一、適用材料與應(yīng)用領(lǐng)域

設(shè)備主要適用于固體絕緣材料的耐電弧性能測試，可檢測的介質(zhì)包括塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣油、絕緣漆、紙板等。

在電機(jī)與電器行業(yè)，設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于評定絕緣結(jié)構(gòu)中所用材料的耐電弧性能，為絕緣設(shè)計(jì)提供參考。

在家用電器行業(yè)，材料常需通過安全認(rèn)證中的耐電弧項(xiàng)目，設(shè)備可用于來料檢驗(yàn)與型式試驗(yàn)。

在絕緣材料生產(chǎn)行業(yè)，設(shè)備可用于比較不同配方與工藝條件下材料的耐電弧能力，為配方調(diào)整提供依據(jù)。

在科研與檢測機(jī)構(gòu)，設(shè)備可用于材料性能研究與委托檢驗(yàn)。對于印制板材料、層壓材料與模塑料等，也可以參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的方法開展試驗(yàn)。

十二、樣品制備與試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)前的準(zhǔn)備包括試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、設(shè)備檢查與參數(shù)設(shè)定等環(huán)節(jié)。試樣應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求的尺寸與形狀制備，表面應(yīng)平整、潔凈、無裂紋與明顯缺陷。試樣制備后宜在潔凈環(huán)境中放置，避免用手直接觸摸待試驗(yàn)表面。

試驗(yàn)步驟大致如下。

接通電源并確認(rèn)設(shè)備接地可靠，檢查電極表面狀態(tài)與電極距離。

把試樣安放在試驗(yàn)位置，調(diào)整電極與試樣表面的接觸狀態(tài)。

關(guān)閉安全門，在觸摸屏上選擇試驗(yàn)方式（間歇電弧或連續(xù)電?。┡c試驗(yàn)電流檔位。

設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)，確認(rèn)試驗(yàn)電壓與各階段的持續(xù)時(shí)間。

啟動(dòng)試驗(yàn)，觀察電弧狀態(tài)與試樣表面變化。

當(dāng)試樣表面的碳化通道連通兩電極時(shí)，回路電流上升，設(shè)備自動(dòng)終止試驗(yàn)并給出提示。

記錄試驗(yàn)結(jié)果，切斷電源，放電并確認(rèn)無殘存電荷后打開箱門取出試樣。

清理電極與箱體，為下一次試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)對試驗(yàn)部位進(jìn)行通風(fēng)，并把試驗(yàn)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)條件一并記錄，便于后續(xù)查閱與比較。對于同一批材料的多件試樣，宜在相同條件下依次試驗(yàn)，并記錄每件試樣的結(jié)果。

十三、影響試驗(yàn)結(jié)果的因素

耐電弧試驗(yàn)的結(jié)果會(huì)受到多方面因素的影響，使用者在比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮這些因素。

試樣狀態(tài)：試樣表面的平整度、潔凈度與干燥程度會(huì)影響電弧的作用位置與試驗(yàn)結(jié)果。

電極狀態(tài)：電極的材料、尺寸、電極距離與表面狀況會(huì)影響電場分布。

電極壓力：電極對試樣表面的壓力為0.5±0.05N，壓力變化會(huì)影響接觸狀態(tài)。

試驗(yàn)電流：電流檔位的大小會(huì)影響電弧對試樣表面的熱作用強(qiáng)度。

試驗(yàn)方式：間歇電弧與連續(xù)電弧下的試驗(yàn)結(jié)果不宜直接比較。

試驗(yàn)電壓：電壓控制誤差優(yōu)于2%，電壓偏差會(huì)影響放電的穩(wěn)定性。

通斷時(shí)間：電弧通斷時(shí)間誤差小于5ms，通斷節(jié)奏的一致性會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。

環(huán)境條件：溫度與濕度的變化會(huì)影響試樣表面狀態(tài)與電弧的穩(wěn)定性。

材料組成：材料的填料種類、含量與分布會(huì)影響其耐受電弧作用的時(shí)間。

為了減少上述因素帶來的差異，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持試樣制備、電極安裝、電流檔位、試驗(yàn)方式與環(huán)境條件相對一致，并做好記錄。

十四、操作要點(diǎn)與使用環(huán)境

設(shè)備應(yīng)安放在通風(fēng)良好、干燥、無腐蝕性氣體的室內(nèi)，避免陽光直射與強(qiáng)烈振動(dòng)。設(shè)備周圍應(yīng)留出足夠的空間，便于操作與散熱。電源應(yīng)符合設(shè)備要求，輸入電壓為交流220V，并應(yīng)具備可靠的接地。

操作時(shí)，應(yīng)先接通電源并確認(rèn)設(shè)備處于正常狀態(tài)，再按步驟設(shè)定參數(shù)。試驗(yàn)前應(yīng)確認(rèn)安全門關(guān)閉到位，試驗(yàn)過程中不得打開安全門。若需觀察試樣狀態(tài)，可通過觀察窗進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)切斷電源并做好放電，待確認(rèn)無殘存電荷后再取放試樣。設(shè)備長期不用時(shí)，宜定期通電檢查，保持箱體內(nèi)部干燥。

操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，了解設(shè)備的性能與操作方法，熟悉相關(guān)的安全規(guī)定。設(shè)備應(yīng)有專人負(fù)責(zé)管理，并建立使用記錄。

十五、維護(hù)與保養(yǎng)

設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)包括日常檢查、定期檢查與耗材更換等方面。

日常檢查：查看箱體、安全門與聯(lián)鎖裝置是否正常，檢查電極表面有無燒蝕或附著物。

電極維護(hù)：定期檢查電極的尺寸與表面狀態(tài)，必要時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)要求修整或更換，并重新調(diào)整電極距離。

清潔保養(yǎng)：定期清潔箱體內(nèi)部與觀察窗，清除試樣碎屑與碳化殘留，保持箱內(nèi)潔凈。

電氣檢查：定期檢查接地是否可靠、連接是否牢固，發(fā)現(xiàn)絕緣老化或連接松動(dòng)應(yīng)及時(shí)處理。

線路檢查：檢查高壓部分的絕緣與引線狀態(tài)，避免因絕緣下降而影響試驗(yàn)。

長期停用：長期停用時(shí)宜定期通電除濕，并保持存放環(huán)境干燥。

維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)由了解設(shè)備結(jié)構(gòu)與電氣安全的人員進(jìn)行。進(jìn)行維護(hù)時(shí)，應(yīng)先切斷電源并放電，確認(rèn)無殘存電荷后再操作。更換部件應(yīng)使用符合要求的備件。

十六、常見故障與排查

設(shè)備在使用中可能出現(xiàn)一些常見的現(xiàn)象，可按下述思路排查。

無法啟動(dòng)：檢查電源是否接通、安全門是否關(guān)閉到位、急停按鈕是否復(fù)位。

不加高壓：檢查調(diào)壓環(huán)節(jié)是否處于零位、高壓部分連接是否正常。

高壓異常：檢查電極距離是否符合要求、電極表面是否燒蝕，必要時(shí)更換電極。

試驗(yàn)電流異常：檢查電極與試樣的接觸狀態(tài)、試樣表面是否潔凈、電流檔位設(shè)置是否正確。

電弧不穩(wěn)定：檢查電極表面狀態(tài)、電極壓力與電極距離。

試驗(yàn)提前終止：檢查試樣是否已失效、回路是否存在短路，或保護(hù)動(dòng)作是否觸發(fā)。

安全門報(bào)警：檢查安全門是否關(guān)閉到位、聯(lián)鎖裝置是否正常。

觸摸屏無響應(yīng)：檢查供電與連接，必要時(shí)重新啟動(dòng)設(shè)備。

若按上述方法仍不能排除問題，應(yīng)停止使用并與設(shè)備供應(yīng)商聯(lián)系，由專業(yè)人員進(jìn)行檢查與維修。在故障未排除前，不應(yīng)強(qiáng)行開展試驗(yàn)。

十七、選型與使用建議

在選擇與使用耐電弧試驗(yàn)儀時(shí)，可結(jié)合試驗(yàn)對象、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與使用場合綜合考慮。

試驗(yàn)對象：根據(jù)被測材料是塑料、樹脂、絕緣漆還是紙板等，選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方法與電極。

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)產(chǎn)品所適用的標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)方式、電流檔位與判定準(zhǔn)則。

試驗(yàn)方式：需要間歇電弧的場合選擇間歇模式，需要連續(xù)電弧的場合選擇連續(xù)模式。

電流范圍：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求確認(rèn)設(shè)備電流檔位是否覆蓋10mA至40mA的范圍。

電壓范圍：根據(jù)試驗(yàn)電壓要求確認(rèn)設(shè)備輸出能否覆蓋0～20kV。

安全防護(hù)：確認(rèn)設(shè)備具備超壓、過流、短路、安全門與軟件保護(hù)等措施。

場地條件：確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室的電源、接地與通風(fēng)條件是否滿足要求。

記錄與追溯：建立試驗(yàn)記錄，保存試樣信息、試驗(yàn)條件與結(jié)果，便于查閱。

十八、常見問題解答

問：BDH-20KV適用于哪些材料？答：設(shè)備主要用于固體絕緣材料的耐電弧性能測試，可檢測的介質(zhì)包括塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣油、絕緣漆、紙板等。

問：設(shè)備可以開展哪幾種試驗(yàn)方式？答：設(shè)備支持間歇電弧與連續(xù)電弧兩種試驗(yàn)方式，可在觸摸屏上選擇相應(yīng)模式。

問：試驗(yàn)電流有哪些檔位？答：試驗(yàn)電流可在10mA、20mA、30mA、40mA之間選擇。

問：輸出電壓是多少？答：輸出電壓為交流0～20kV，可連續(xù)可調(diào)；輸入電壓為交流220V，電器容量為2KVA。

問：試驗(yàn)電壓的控制誤差是多少？答：試驗(yàn)電壓控制誤差優(yōu)于2%，電弧通斷時(shí)間誤差小于5ms。

問：電流的精度如何？答：電流控制精度優(yōu)于±10%，電流測試精度優(yōu)于±1.5%。

問：電極距離是多少，能否調(diào)整？答：電極距離為6.35±0.1mm，可在允許范圍內(nèi)調(diào)整；電極對試樣表面的壓力為0.5±0.05N。

問：電極有哪幾種？答：隨機(jī)配置兩套試驗(yàn)電極，包括不銹鋼板狀電極25.4mm*12.7mm*0.15mm與鎢鋼電極￠2.4mm*70mm，電極配置角為110度，電極重量為50G。

問：設(shè)備有哪些安全保護(hù)措施？答：設(shè)備具備超壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、安全門開啟保護(hù)與軟件誤操作保護(hù)。

問：試驗(yàn)過程分為幾個(gè)階段？答：試驗(yàn)按1/8-10、1/4-10、1/2-10、10、20、30、40共七段依次進(jìn)行。

問：隨機(jī)配有哪些附件？答：隨機(jī)配有兩套試驗(yàn)電極、樹脂式放電棒一只、產(chǎn)品使用說明書一份與合格證一份。

問：設(shè)備應(yīng)當(dāng)如何接地與放電？答：設(shè)備應(yīng)可靠接地；試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先切斷電源，待高壓部分放電并用放電棒確認(rèn)無殘存電荷后再打開箱門。

十九、相關(guān)電性能測試設(shè)備

絕緣材料的電氣性能評價(jià)涉及多個(gè)測試項(xiàng)目。除耐電弧試驗(yàn)外，常見的還有介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測試、電壓擊穿與耐電壓測試、體積電阻率與表面電阻率測試、耐電痕化與蝕損試驗(yàn)等。

介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測試用于反映材料在電場作用下的極化與損耗特性；電壓擊穿與耐電壓測試用于評定材料在高壓下的絕緣強(qiáng)度；體積電阻率與表面電阻率測試用于反映材料的絕緣電阻水平；耐電痕化與蝕損試驗(yàn)用于評定材料在污染與電場共同作用下的表面耐受能力。

把上述試驗(yàn)與耐電弧試驗(yàn)結(jié)合，可以從不同角度對絕緣材料作出評價(jià)。使用者可以根據(jù)材料的使用場合選擇合適的測試項(xiàng)目，并按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)開展試驗(yàn)。

二十、結(jié)語

耐電弧試驗(yàn)機(jī)BDH-20KV圍繞固體絕緣材料耐電弧性能的評定而設(shè)計(jì)，采用交流高壓輸出與觸摸屏操作，支持間歇電弧與連續(xù)電弧兩種試驗(yàn)方式，配置多種安全保護(hù)措施。設(shè)備可用于塑料、樹脂、絕緣漆等材料的耐電弧性能測試，為材料選用、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制提供參考數(shù)據(jù)。

正確使用與維護(hù)設(shè)備，保持試驗(yàn)條件的一致，并做好試驗(yàn)記錄，有助于獲得較為可靠的試驗(yàn)結(jié)果。使用者在開展試驗(yàn)前應(yīng)確認(rèn)所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文本的現(xiàn)行有效性，并按規(guī)定的方法執(zhí)行。