在絕緣材料研發(fā)、來(lái)料質(zhì)檢、成品可靠性驗(yàn)證工作中，擊穿電壓（介電強(qiáng)度）是衡量固體絕緣材料電氣性能的核心指標(biāo)，塑料、薄膜、陶瓷、云母、環(huán)氧樹(shù)脂等材料，均需要按照 GB/T 1408 系列標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展擊穿電壓測(cè)試中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在...。很多測(cè)試人員會(huì)疑惑：同一塊試樣，分別在空氣、絕緣油兩種介質(zhì)下測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)往往差異明顯，介質(zhì)條件會(huì)直接改變?cè)囼?yàn)結(jié)果。同時(shí)選對(duì)適配的試驗(yàn)設(shè)備，才能保障數(shù)據(jù)重復(fù)性、準(zhǔn)確性。本文對(duì)比空氣中、油中測(cè)試的核心區(qū)別，同時(shí)介紹國(guó)內(nèi)三家主流儀器廠家。

一、空氣中測(cè)試與油中測(cè)試的核心區(qū)別

固體擊穿電壓測(cè)試，介質(zhì)就是試樣周邊的環(huán)境，空氣、變壓器絕緣油是常用的兩種試驗(yàn)媒質(zhì)，二者在擊穿機(jī)理、適用試樣、數(shù)據(jù)特點(diǎn)、干擾因素上差異顯著。

1、空氣中測(cè)試

空氣介質(zhì)測(cè)試操作簡(jiǎn)便，無(wú)需準(zhǔn)備絕緣油，試樣直接放置于電極之間，試驗(yàn)流程簡(jiǎn)單，是很多常規(guī)質(zhì)檢的選擇。

• 優(yōu)勢(shì)：操作便捷，試樣無(wú)需浸油處理，試驗(yàn)完成后試樣干凈無(wú)油污，適合批量快速篩查，模擬材料在大氣環(huán)境下的實(shí)際工況表現(xiàn)。

• 短板：空氣本身?yè)舸﹫?chǎng)強(qiáng)僅約 3kV/mm，當(dāng)固體材料本身?yè)舸?qiáng)度高于該數(shù)值，電壓還未擊穿材料本體，試樣邊緣就會(huì)發(fā)生沿面閃絡(luò)，電弧沿著樣品表面放電，得到的電壓不是材料真實(shí)本體擊穿電壓，數(shù)據(jù)嚴(yán)重偏低。測(cè)試結(jié)果極易受環(huán)境濕度、氣壓影響，濕度升高會(huì)加劇沿面放電，數(shù)據(jù)離散性變大。

• 適用場(chǎng)景：擊穿強(qiáng)度偏低的普通塑料、橡膠；需要模擬大氣工況；對(duì)材料做初步篩選；可以搭配防飛弧圈緩解閃絡(luò)問(wèn)題。

• 典型現(xiàn)象：電弧出現(xiàn)在試樣邊緣，試樣中心電極覆蓋區(qū)域沒(méi)有擊穿孔，屬于沿面閃絡(luò)失效，并非本體擊穿。

2、絕緣油（變壓器油）中測(cè)試

油中測(cè)試需要將試樣浸沒(méi)在合格絕緣變壓器油內(nèi)再升壓測(cè)試，是獲取材料本征擊穿電壓的重要手段。

• 優(yōu)勢(shì)：絕緣油擊穿場(chǎng)強(qiáng)可達(dá) 20kV/mm，遠(yuǎn)高于空氣，能夠有效抑制沿面閃絡(luò)、電暈放電，迫使擊穿發(fā)生在試樣電極覆蓋的本體區(qū)域，測(cè)出材料真實(shí)的體擊穿電壓；同時(shí)油液可以帶走擊穿瞬間產(chǎn)生的熱量，降低熱擊穿帶來(lái)的測(cè)試偏差，測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性更好。

• 短板：操作流程繁瑣，需要配置試驗(yàn)油箱、合格絕緣油；試樣測(cè)試后沾染油污，需要清洗；絕緣油需要定期過(guò)濾更換，否則油中雜質(zhì)會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。

• 適用場(chǎng)景：陶瓷、云母、高性能薄膜等高介電強(qiáng)度材料；科研獲取材料真實(shí)本征擊穿參數(shù)；空氣中頻繁出現(xiàn)閃絡(luò)、無(wú)法完成本體擊穿的試樣。

• 典型現(xiàn)象：擊穿點(diǎn)出現(xiàn)在試樣電極覆蓋的中心位置，出現(xiàn)細(xì)小貫穿擊穿孔，代表材料本體發(fā)生擊穿。

簡(jiǎn)單對(duì)比總結(jié)

提示：同一材料，空氣介質(zhì)容易出現(xiàn)閃絡(luò)導(dǎo)致測(cè)試數(shù)值偏低；油中測(cè)試數(shù)值更接近材料真實(shí)介電強(qiáng)度，兩種介質(zhì)的結(jié)果不具備直接等同對(duì)比性，報(bào)告中必須注明試驗(yàn)介質(zhì)條件。

二、國(guó)內(nèi)固體擊穿電壓測(cè)試儀主流廠家介紹

國(guó)內(nèi)電壓擊穿試驗(yàn)儀已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化成熟替代，設(shè)備普遍支持空氣 / 油中雙模式測(cè)試，標(biāo)配可拆卸試驗(yàn)油箱，滿足 GB/T1408.1?2016、ASTM D149 等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹三家北京地區(qū)主流生產(chǎn)企業(yè)。

1、北京中航時(shí)代儀器設(shè)備有限公司

代表產(chǎn)品：HVT系列擊穿電壓測(cè)試儀，覆蓋 50kV?500kV 全電壓檔位，100kV 及以下采用一體機(jī)，高壓版本采用分體式結(jié)構(gòu)。

企業(yè)具備完整軟硬件自研能力，擁有 ISO 三體系認(rèn)證。設(shè)備支持交流、直流試驗(yàn)，自動(dòng)升壓、階梯升壓、慢速升壓多種模式；可實(shí)時(shí)采集擊穿電壓、泄漏電流，自動(dòng)繪制試驗(yàn)曲線，擊穿瞬間快速斷電歸零，可配置試驗(yàn)油箱，無(wú)縫支持空氣、油中兩種介質(zhì)測(cè)試。客戶覆蓋高校科研院所、航空航天、新能源、半導(dǎo)體、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，設(shè)備支持對(duì)接 MES 系統(tǒng)，適合高精度科研實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)產(chǎn)線質(zhì)檢場(chǎng)景，整機(jī)三年質(zhì)保，定位精密檢測(cè)設(shè)備。

2、北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司

代表產(chǎn)品：ZJC?E 系列精密電壓擊穿試驗(yàn)儀，電壓區(qū)間 20?150kV，交直流兩用，升壓速率連續(xù)可調(diào) 0.1?5kV/s，過(guò)流保護(hù)參數(shù)可自定義設(shè)置。

設(shè)備采用觸摸屏 + 電腦雙操作模式，支持藍(lán)牙無(wú)線通訊，規(guī)避高壓實(shí)驗(yàn)室布線難題；硬件模塊化設(shè)計(jì)，后期維護(hù)簡(jiǎn)單。支持 U 盤(pán)本地導(dǎo)出數(shù)據(jù)，內(nèi)置多組試驗(yàn)方案記憶，可直接生成對(duì)比報(bào)表，配套可拆油箱，兼顧空氣、浸油測(cè)試。主要面向高校實(shí)驗(yàn)室、材料工廠質(zhì)檢部門(mén)、中小型第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，主打高性價(jià)比，人機(jī)交互體驗(yàn)友好，滿足常規(guī)研發(fā)與出廠檢測(cè)需求。

3、北京航天縱橫檢測(cè)儀器有限公司

代表產(chǎn)品：ZJC?50KV、ZJC?100KV、ZJC?150KV 電壓擊穿測(cè)試儀，嚴(yán)格遵循 GB/T1408 系列標(biāo)準(zhǔn)、ASTM D149 標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)。

設(shè)備采用 PLC + 計(jì)算機(jī)聯(lián)合控制，九級(jí)安全防護(hù)、擊穿后自動(dòng)放電，保障高壓試驗(yàn)操作安全；支持交直流測(cè)試，升壓方式齊全，試驗(yàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示，支持多種格式報(bào)告導(dǎo)出。配置專用試驗(yàn)油箱，輕松切換空氣、油中兩種試驗(yàn)工況，適配橡膠、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃等絕大多數(shù)固體絕緣材料。廣泛應(yīng)用于材料質(zhì)檢、科研單位，兼顧科研與工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景，設(shè)備穩(wěn)定性強(qiáng)，操作門(mén)檻低，適配絕大多數(shù)常規(guī)擊穿電壓測(cè)試項(xiàng)目。

三、選型與測(cè)試實(shí)操建議

1. 優(yōu)先明確測(cè)試介質(zhì)：如果試樣在空氣中反復(fù)閃絡(luò)，必須選用帶試驗(yàn)油箱的設(shè)備，采用油中測(cè)試獲取本體擊穿數(shù)據(jù)；

2. 電壓檔位預(yù)留余量：設(shè)備最高輸出電壓建議高于試樣預(yù)估擊穿電壓 30% 以上，避免設(shè)備滿負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行；

3. 報(bào)告務(wù)必標(biāo)注試驗(yàn)條件：介質(zhì)（空氣 / 絕緣油）、溫度濕度、升壓速率、電極規(guī)格，介質(zhì)不同得到的結(jié)果不能直接互相引用；

4. 油中測(cè)試注意油品維護(hù)：絕緣油出現(xiàn)渾濁、雜質(zhì)增多需要及時(shí)過(guò)濾更換，避免雜質(zhì)帶來(lái)測(cè)試誤差。