低于 20% 的影响:如果选择的量程过大(例如用 100kV 的设备去测 15kV 的薄膜),测试值仅占量程的 15%,此时信号较弱,低压段的读数误差会显著增大,导致测量精度下降。
高于 80% 的影响:如果选择的量程过小,测试值接近设备极限,不仅可能导致升压中途触发超量程保护,甚至可能损坏仪器的变压器或采样电路,且接近极线时设备的稳定性也会变差。
第一步:计算预期击穿电压。根据公式:击穿电压(kV) = 介电强度(kV/mm) × 试样厚度(mm)。在测试前,必须用高精度千分尺(精度不低于0.01mm)准确测量试样厚度,因为厚度的微小误差会被高场强放大。
第二步:引入安全裕度。计算出理论击穿电压后,绝不能直接将其作为量程上限。由于材料存在离散性、边缘效应以及沿面闪络等不确定因素,必须预留安全余量。常规建议是在计算值的基础上增加 10kV—20kV,或预留 20%~30% 的余量。
第三步:匹配标准量程。根据加上余量后的总电压值,向上选择蕞接近的标准量程设备。例如,预期击穿电压为 72kV,加上 20kV 余量为 92kV,则应选择 100kV 量程的试验仪。
绝缘薄膜、薄漆膜(厚度 0.05—0.5mm):击穿电压通常在 5—30kV,推荐选择 50kV 量程。
塑料、橡胶板材(厚度 1—3mm):击穿电压通常在 20—80kV,推荐选择 50—100kV 量程。
陶瓷、厚层复合材料(厚度 3—10mm):击穿电压通常在 50—150kV,推荐选择 100—150kV 量程。
升压速率:必须多档可调(如 0.1~5kV/s)。升压速率直接影响测得的击穿电压值,速率越快测得值往往越高。如果速率不能精确控制,测试结果的重复性会很差。
设备容量(功率 kVA):电压是“势能”,容量是“动能”。击穿瞬间试样相当于短路,如果设备容量不足,无法瞬间输出大电流,会导致电压过冲或波形失真,影响击穿判定。
交直流模式区分:交流(AC)和直流(DC)测试不能互相替代。常规绝缘材料检测多用 50Hz 工频交流(AC);若有极性效应或特定标准要求,才选择直流(DC)。