一、設(shè)備整體概述

GB/T1411高壓小電流測量試驗(yàn)機(jī)是面向固體電工絕緣材料開展高壓小電流間歇耐電弧性能檢測的專用試驗(yàn)設(shè)備。在電機(jī)、電器、家用電器等各類電氣產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行場景當(dāng)中，絕緣材料表面有可能受到高壓電弧作用，電弧會(huì)持續(xù)對絕緣表層產(chǎn)生熱侵蝕，在熱效應(yīng)的作用下絕緣材料會(huì)逐步發(fā)生碳化，形成導(dǎo)電通路，最終造成絕緣失效，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備短路、打火等各類安全問題。耐電弧試驗(yàn)就是在試驗(yàn)室環(huán)境中模擬該類電弧作用工況，通過標(biāo)準(zhǔn)化間歇電弧、連續(xù)電弧對試樣施加作用，觀測絕緣材料抵抗電弧燒蝕的能力，以此完成固體絕緣材料耐電弧性能的評定工作，為絕緣材料配方研發(fā)、原材料入廠檢驗(yàn)、產(chǎn)品型式驗(yàn)證、故障分析提供可復(fù)現(xiàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)支撐。

GB/T1411高壓小電流測量試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)對標(biāo)多項(xiàng)國內(nèi)與國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包含GB1411?2002《固體電工絕緣材料高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)方法》、IPC650、IEC 61621、ASTM D495，同時(shí)適配JEC 149、UL 746A相關(guān)試驗(yàn)方法，可滿足不同行業(yè)客戶多套標(biāo)準(zhǔn)的測試需求。可測試對象覆蓋多種固體絕緣介質(zhì)，包含電工塑料、樹脂膠、絕緣漆、塑料板材、絕緣薄膜、各類樹脂材料、云母制品、陶瓷絕緣件、玻璃絕緣基材、絕緣紙板等多種類型絕緣材料，廣泛應(yīng)用于新材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、第三方檢測機(jī)構(gòu)、電機(jī)電器生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)檢試驗(yàn)室、家電制造企業(yè)、高校及科研院所等場景。不管是新材料配方對比篩選，來料質(zhì)量管控，還是產(chǎn)品安規(guī)型式試驗(yàn)，都可以使用該設(shè)備開展耐電弧性能測試。

整套試驗(yàn)機(jī)主要由試驗(yàn)主機(jī)、2萬伏高壓發(fā)生單元、電極組件、觸控操作單元、安全防護(hù)系統(tǒng)組成。設(shè)備配置觸摸屏人機(jī)交互界面，試驗(yàn)人員可以在觸控界面完成試驗(yàn)?zāi)Ｊ竭x擇、電弧參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)啟停操作，同時(shí)可以查看試驗(yàn)過程各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，降低人為操作帶來的失誤概率。設(shè)備支持間歇電弧與連續(xù)電弧兩種試驗(yàn)方式，可以按照標(biāo)準(zhǔn)流程逐級(jí)切換電弧電流檔位，復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的整套電弧通斷時(shí)序流程。

設(shè)備集成多重安全防護(hù)機(jī)制，包含超壓保護(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)，多維度提升高壓小電流電弧試驗(yàn)過程的操作安全性。設(shè)備配套兩套不同規(guī)格試驗(yàn)電極、樹脂式放電棒，放電棒用于試驗(yàn)結(jié)束之后釋放電極位置殘存高壓電荷，保障操作人員接觸試樣與電極組件時(shí)的人身安全。整套設(shè)備包含主機(jī)、高壓發(fā)生器、電極配件、放電棒、說明書、合格證，配件可以滿足常規(guī)試驗(yàn)開展需求。試驗(yàn)箱體配備透明觀察視窗，操作人員無需開啟箱門，就可以直觀觀察箱體內(nèi)部試樣受電弧灼燒、冒煙、碳化、擊穿等試驗(yàn)現(xiàn)象，方便實(shí)時(shí)記錄試驗(yàn)過程當(dāng)中的各類變化。

在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，絕緣材料的耐電弧性能是一項(xiàng)重要參考指標(biāo)。同樣的絕緣材料，在不同電弧電流大小、不同電弧通斷周期條件之下，表現(xiàn)出來的耐電弧耐受時(shí)長會(huì)存在明顯差異。高壓小電流耐電弧試驗(yàn)，不是簡單測試材料耐高壓擊穿能力，重點(diǎn)考核絕緣表層在間歇電弧反復(fù)灼燒之下，抵抗熱分解、抵抗碳化導(dǎo)電通道生成的能力。部分絕緣材料耐壓擊穿數(shù)值較好，但是經(jīng)受間歇電弧反復(fù)作用，表層會(huì)快速碳化導(dǎo)電，在實(shí)際工況下依舊會(huì)出現(xiàn)絕緣故障，所以耐電弧性能測試是絕緣材料綜合評價(jià)當(dāng)中的一環(huán)。GB/T1411耐電弧試驗(yàn)儀，高壓小電流測量試驗(yàn)機(jī)就是針對該類工況開發(fā)，復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多階段電弧時(shí)序，得到材料對應(yīng)的耐電弧試驗(yàn)時(shí)長，給電氣絕緣設(shè)計(jì)提供實(shí)測依據(jù)。

二、性能參數(shù)

輸入電壓：交流220 V。 輸出電壓：交流0??20 KV。 電器容量：2 KVA。 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??20 KV。 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25.4mm12.7mm0.15mm；鎢鋼電極Φ2.4mm*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：(1)超壓保護(hù)；(2)過流保護(hù)；(3)短路保護(hù)；(4)安全門開啟保護(hù)；(5)軟件誤操作保護(hù)。

三、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)過程時(shí)序詳解

按照GB1411?2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)流程，整套試驗(yàn)分為多個(gè)階段，每個(gè)階段對應(yīng)固定電弧電流、電弧通斷周期，每個(gè)階段持續(xù)作用60秒，各階段累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間依次疊加，完整還原間歇電弧逐步侵蝕絕緣試樣的全過程。

階段為1/8?10階段，弧電流10mA，電弧通斷規(guī)則為1/4秒導(dǎo)通，7/4秒斷開，該階段持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到60秒。 第二階段為1/4?10階段，弧電流保持10mA，依舊執(zhí)行1/4秒通，7/4秒斷的間歇模式，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到120秒。 第三階段為1/2?10階段，弧電流維持10mA，通斷周期不變，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到180秒。 第四階段為10階段，弧電流10mA，電弧切換為持續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，無斷開間歇，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間240秒。 第五階段為20階段，弧電流調(diào)整至20mA，電弧持續(xù)導(dǎo)通，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間300秒。 第六階段為30階段，弧電流調(diào)整至30mA，電弧持續(xù)導(dǎo)通，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間360秒。 第七階段為40階段，弧電流調(diào)整至40mA，電弧持續(xù)導(dǎo)通，持續(xù)60秒，累計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間420秒。

試驗(yàn)過程當(dāng)中，設(shè)備會(huì)按照上述時(shí)序自動(dòng)切換工作狀態(tài)，從間歇電弧逐步過渡至連續(xù)電弧，電弧電流同步逐級(jí)升高。在試驗(yàn)任意階段，一旦試樣受電弧灼燒之后表層形成導(dǎo)電碳化通道，試樣發(fā)生起弧、導(dǎo)電、擊穿現(xiàn)象，即可記錄此時(shí)對應(yīng)的累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間，這個(gè)時(shí)長即為該試樣的耐電弧時(shí)間。如果完整走部七個(gè)階段，試樣依舊沒有形成導(dǎo)電通路，則記錄完整的420秒作為該試樣耐電弧試驗(yàn)時(shí)長。

整套時(shí)序流程，前三個(gè)階段屬于間歇電弧模式，短時(shí)間電弧反復(fù)接通斷開，模擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中間隙性出現(xiàn)的電弧沖擊，電弧熱作用反復(fù)作用在試樣同一位置，給絕緣材料帶來熱疲勞、表層分解。后面四個(gè)階段切換為連續(xù)電弧，同時(shí)不斷加大電弧電流，提升熱侵蝕強(qiáng)度，逐步加大對絕緣試樣的考驗(yàn)力度。試驗(yàn)人員可以透過設(shè)備觀察窗，記錄每個(gè)階段試樣外觀變化，包含冒煙、變色、起泡、表層融化、出現(xiàn)碳痕、擊穿閃絡(luò)等現(xiàn)象，配合最終的耐電弧時(shí)長，綜合評價(jià)絕緣材料耐電弧性能。設(shè)備的電弧通斷時(shí)間誤差小于5ms，保證每一次電弧導(dǎo)通、斷開的時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序保持一致，降低時(shí)序偏差對試驗(yàn)結(jié)果帶來的干擾。

四、設(shè)備各功能單元詳細(xì)說明

4.1 高壓發(fā)生單元

高壓發(fā)生單元也就是2萬伏高壓發(fā)生器，是整套設(shè)備的能量供給核心，整機(jī)電器容量2KVA，輸入為交流220V市電，輸出交流電壓可以在0?20KV區(qū)間連續(xù)可調(diào)。試驗(yàn)電壓控制誤差優(yōu)于2%，保障輸出高壓的穩(wěn)定性。在間歇電弧、連續(xù)電弧兩種試驗(yàn)?zāi)Ｊ街?，高壓單元都可以穩(wěn)定輸出對應(yīng)等級(jí)電壓，為電弧生成提供電壓條件。高壓發(fā)生器屬于高壓部件，封閉于設(shè)備主機(jī)腔體內(nèi)部，正常使用狀態(tài)下人員無法直接觸碰，設(shè)備配套多重保護(hù)機(jī)制，出現(xiàn)超壓工況時(shí)，超壓保護(hù)功能會(huì)介入，限制輸出電壓，規(guī)避電壓異常升高帶來風(fēng)險(xiǎn)。高壓部分在斷電之后會(huì)留存殘余電荷，試驗(yàn)結(jié)束必須使用配套樹脂式放電棒完成放電操作，才可以打開箱門接觸內(nèi)部組件，這是高壓試驗(yàn)非常關(guān)鍵的安全操作步驟。

4.2 電極組件單元

設(shè)備配備兩套規(guī)格不同的試驗(yàn)電極，分別為不銹鋼板狀電極以及鎢鋼電極。不銹鋼板狀電極尺寸為25.4mm12.7mm0.15mm；鎢鋼電極規(guī)格Φ2.4mm*70mm，電極配置角度為110度，單支電極重量50G。電極是直接產(chǎn)生電弧的部件，電弧在兩支電極間隙之間生成，灼燒落在電極下方的絕緣試樣表面。電極之間的距離可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件電極間距設(shè)定為6.35±0.1mm，電極間距會(huì)直接影響電弧形態(tài)，間距出現(xiàn)偏差，電弧長度、電弧熱分布都會(huì)隨之改變，直接影響耐電弧時(shí)長測試結(jié)果。

電極組件可以輸出0.5±0.05N的試驗(yàn)壓力，保證電極裝配狀態(tài)穩(wěn)定。在長時(shí)間電弧灼燒之后，會(huì)出現(xiàn)燒蝕、氧化變形，電極外形、角度、重量發(fā)生變化，會(huì)改變電弧的生成狀態(tài)。所以電極需要定期檢查外觀與尺寸參數(shù)，如果出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)g，需要做清潔或者直接更換電極配件。兩套不同材質(zhì)電極，可以適配不同標(biāo)準(zhǔn)、不同類型試樣的測試需求，操作人員需要結(jié)合執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求選用對應(yīng)電極。

4.3 觸控控制與時(shí)序單元

設(shè)備采用觸摸屏作為人機(jī)交互載體，全部試驗(yàn)?zāi)Ｊ竭x擇、電流檔位選擇、參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)啟停操作都可以在觸摸屏上面完成。設(shè)備內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序程序，可直接調(diào)用GB/T1411對應(yīng)的多階段間歇?連續(xù)電弧流程，也可以自主設(shè)定參數(shù)開展自定義試驗(yàn)。試驗(yàn)電流可選檔位包含10mA、20mA、30mA、40mA。電流控制精度優(yōu)于±10%，電流測試精度優(yōu)于±1.5%，可以精準(zhǔn)采集回路電弧電流數(shù)值。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)管控電弧通斷切換，電弧通斷時(shí)間誤差控制在小于5ms，保證時(shí)序執(zhí)行精度。觸摸屏同時(shí)展示實(shí)時(shí)電壓、實(shí)時(shí)電弧電流、當(dāng)前所處試驗(yàn)階段、累計(jì)試驗(yàn)時(shí)長等信息，方便試驗(yàn)人員記錄原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)軟件層面集成軟件誤操作保護(hù)，針對錯(cuò)誤參數(shù)設(shè)置、違規(guī)操作給出限制，降低誤操作引發(fā)設(shè)備異常的概率。

4.4 多重安全防護(hù)單元

設(shè)備配置多維度安全防護(hù)體系，覆蓋硬件保護(hù)以及軟件保護(hù)。 超壓保護(hù)：當(dāng)輸出電壓超出設(shè)定上限，保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，限制高壓輸出，避免過電壓損傷試樣和設(shè)備元器件。 過流保護(hù)：電弧回路電流超出允許范圍，設(shè)備觸發(fā)過流保護(hù)，切斷高壓輸出，保護(hù)高壓發(fā)生器。 短路保護(hù)：電極之間發(fā)生直接短路故障時(shí)，快速切斷輸出，降低短路帶來的沖擊。 安全門開啟保護(hù)：只要試驗(yàn)箱安全門沒有關(guān)閉鎖死，高壓回路就無法啟動(dòng)輸出；試驗(yàn)運(yùn)行過程當(dāng)中如果箱門被打開，設(shè)備會(huì)立刻切斷高壓，規(guī)避人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。 軟件誤操作保護(hù)：軟件識(shí)別不合理參數(shù)組合、違規(guī)操作指令，拒絕執(zhí)行錯(cuò)誤動(dòng)作，從程序?qū)用嬉?guī)避誤操作。

除此之外，設(shè)備配套樹脂式放電棒，專門用于釋放電極位置殘存高壓電荷。高壓部件斷電之后，電荷不會(huì)立刻消失，殘存高壓依舊存在觸電風(fēng)險(xiǎn)，必須使用放電棒接觸電極，完成放電之后，人員才能夠接觸內(nèi)部電極與試樣。安全防護(hù)各項(xiàng)功能，需要定期做功能核查，保障保護(hù)機(jī)構(gòu)可以正常發(fā)揮作用。

4.5 試驗(yàn)主機(jī)箱體單元

主機(jī)箱體集成高壓腔、試樣放置平臺(tái)、觀察視窗。透明觀察視窗可以讓操作人員直接觀察電弧、試樣的變化，不用開啟箱門。箱體結(jié)構(gòu)把高壓帶電區(qū)域和操作人員操作區(qū)域做物理隔離，降低接觸帶電部件的可能性。箱體同時(shí)預(yù)留散熱空間，高壓發(fā)生器工作過程會(huì)產(chǎn)生熱量，保障設(shè)備運(yùn)行散熱條件。

五、試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作流程

正式開展耐電弧試驗(yàn)之前，需要完成試樣制備預(yù)處理、配件檢查、設(shè)備機(jī)械調(diào)試、安全配件檢查多項(xiàng)工作，前期準(zhǔn)備是否到位，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性起到很大影響，很多測試結(jié)果離散，并不是設(shè)備故障，而是前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件。

試樣制備與預(yù)處理。試樣材質(zhì)包含塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣紙板等固體絕緣材料。試樣的厚度、長寬尺寸需要滿足對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的試樣要求，試樣表面平整，沒有劃痕、裂紋、氣泡、油污、脫模劑、灰塵雜質(zhì)。試樣表面的油污指紋可以使用無水乙醇擦拭干凈，放置在潔凈環(huán)境自然晾干。如果對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定溫濕度預(yù)處理?xiàng)l件，試樣需要提前放到規(guī)定溫濕度環(huán)境靜置足夠時(shí)間，消除材料內(nèi)部水分對耐電弧測試結(jié)果的干擾。水分含量較高的絕緣試樣，受到電弧作用時(shí)更容易分解導(dǎo)電，會(huì)造成耐電弧時(shí)間測試結(jié)果偏低。同一批次對比試驗(yàn)，全部試樣厚度、表面工藝、預(yù)處理?xiàng)l件需要保持統(tǒng)一。

第二，配件檢查。核對將要使用的電極組件，檢查電機(jī)外觀，確認(rèn)沒有嚴(yán)重?zé)g變形，電極角度、重量符合參數(shù)要求。按照標(biāo)準(zhǔn)要求選定不銹鋼板狀電極或者鎢鋼電極進(jìn)行裝配。調(diào)整兩支電極之間距離，校準(zhǔn)至6.35±0.1mm，鎖緊固定機(jī)構(gòu)，防止試驗(yàn)過程電極移位。確認(rèn)電極輸出試驗(yàn)壓力處于0.5±0.05N區(qū)間。檢查樹脂式放電棒外觀完好，放電棒是釋放殘余高壓的關(guān)鍵工具，不可以出現(xiàn)破損。確認(rèn)主機(jī)、高壓發(fā)生器連接線路完好，無破損老化。

第三，設(shè)備上電前機(jī)械與安全檢查。確認(rèn)設(shè)備輸入為交流220V供電，設(shè)備外殼完成可靠接地，接地是高壓試驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)安全條件。關(guān)閉并且鎖死試驗(yàn)箱安全門，確認(rèn)門聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)可以正常閉合。檢查箱內(nèi)無雜物、金屬碎屑，防止碎屑掉落造成電極之間隱性短路。完成以上檢查之后，接通設(shè)備輸入電源，觸摸屏啟動(dòng)，查看各個(gè)模塊無報(bào)錯(cuò)?？梢赃M(jìn)行空載預(yù)運(yùn)行，不放置試樣，簡單測試電弧時(shí)序切換、各電流檔位輸出、各項(xiàng)保護(hù)功能，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常。

第四，試樣裝夾。打開試驗(yàn)箱門，把預(yù)處理完畢的試樣平穩(wěn)放置在試樣平臺(tái)，調(diào)整位置，讓兩支電極的端頭對準(zhǔn)試樣的同一個(gè)測試區(qū)域，電弧將在此位置灼燒試樣表面。試樣擺放平整穩(wěn)固，試驗(yàn)過程不會(huì)發(fā)生移位。試樣裝夾完畢之后，關(guān)好并且鎖緊試驗(yàn)箱安全門。

六、完整試驗(yàn)操作流程

1、全部前期準(zhǔn)備完成，設(shè)備供電正常，試樣裝夾到位，箱門鎖緊。在觸摸屏操作界面，選擇對應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，選擇間歇電弧+連續(xù)電弧標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序，選定試驗(yàn)電流檔位，核對輸出電壓參數(shù)，確認(rèn)參數(shù)和GB/T1411標(biāo)準(zhǔn)要求保持一致。如果做自定義條件測試，自行設(shè)置電壓、電流、電弧通斷時(shí)間。參數(shù)核對確認(rèn)無誤。

2、確認(rèn)試驗(yàn)箱體周邊人員遠(yuǎn)離，不要靠近箱體視窗正前方，啟動(dòng)試驗(yàn)程序。設(shè)備按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序自動(dòng)運(yùn)行，依次執(zhí)行1/8?10、1/4?10、1/2?10、10、20、30、40各個(gè)階段。電弧在電極間隙產(chǎn)生，持續(xù)灼燒下方絕緣試樣表面。操作人員透過觀察視窗觀察試樣狀態(tài)，同步記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，包含冒煙、變色、起泡、融化、碳化、出現(xiàn)導(dǎo)電通道、擊穿閃絡(luò)等現(xiàn)象，同時(shí)記錄觸摸屏上面實(shí)時(shí)電壓、實(shí)時(shí)電流以及累計(jì)試驗(yàn)時(shí)長。

3、試驗(yàn)過程有兩種結(jié)束情況。在任意試驗(yàn)階段，試樣表面被電弧灼燒形成導(dǎo)電通路，試樣發(fā)生擊穿導(dǎo)通，設(shè)備檢測回路識(shí)別狀態(tài)，試驗(yàn)終止，記錄下此時(shí)累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間，該時(shí)間就是這份試樣的耐電弧時(shí)間。第二種，試樣耐受住全部7個(gè)階段完整流程，420秒全部走完依舊沒有形成導(dǎo)電通道，記錄耐電弧時(shí)長為420秒。試驗(yàn)過程當(dāng)中如果試樣出現(xiàn)劇烈起火，操作人員可以手動(dòng)終止本次試驗(yàn)，記錄現(xiàn)象與對應(yīng)時(shí)長。

4、試驗(yàn)程序停止之后，不可以立刻打開箱門。首先確認(rèn)高壓輸出已經(jīng)關(guān)閉，使用樹脂式放電棒，對兩支電極位置進(jìn)行充分放電，消除高壓部件內(nèi)部殘存電荷。放電操作完成之后，才可以打開試驗(yàn)箱安全門，取出已經(jīng)測試完畢的試樣。清理試樣平臺(tái)上的碳化物碎屑、試樣殘?jiān)?，?zhǔn)備下一塊試樣的測試。

5、同一組材料建議做多塊平行試樣，取多組有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合評價(jià)材料耐電弧性能，降低單次試樣偶然因素帶來的數(shù)據(jù)波動(dòng)。全部試樣測試完畢，關(guān)閉設(shè)備總電源。

七、設(shè)備日常使用注意事項(xiàng)

GB/T1411耐電弧試驗(yàn)儀屬于高壓試驗(yàn)設(shè)備，輸出交流20KV，操作存在觸電風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)試驗(yàn)過程會(huì)產(chǎn)生電弧、高溫、煙氣，使用過程需要遵守多項(xiàng)注意事項(xiàng)，保障人身安全，同時(shí)保護(hù)設(shè)備配件，維持長期測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

安全操作層面，設(shè)備外殼必須可靠接地，每次開機(jī)前確認(rèn)接地連接牢靠，不得省略接地環(huán)節(jié)。只要設(shè)備有可能帶有高壓，接觸電極、更換試樣、檢修箱內(nèi)部件，都必須執(zhí)行斷電+放電操作，使用樹脂放電棒釋放殘余電荷之后再開展操作。設(shè)備試驗(yàn)運(yùn)行期間，試驗(yàn)箱安全門必須鎖閉，門聯(lián)鎖保護(hù)不可人為短接取消。嚴(yán)禁在設(shè)備運(yùn)行過程打開箱門。試驗(yàn)過程電弧會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)光，盡量不要長時(shí)間直視電弧，透過觀察視窗觀察。試樣受電弧灼燒會(huì)產(chǎn)生煙氣，試驗(yàn)室需要具備通風(fēng)條件，及時(shí)排出試驗(yàn)產(chǎn)生的煙氣。設(shè)備周邊不要堆放易燃物品，部分試樣受電弧灼燒有起火的可能性，試驗(yàn)室配備對應(yīng)的消防防護(hù)物資。操作人員經(jīng)過完整培訓(xùn)之后，才可以獨(dú)立操作該設(shè)備。

電極配件維護(hù)層面，電極是直接生成電弧的核心部件，電弧高溫會(huì)造成電極燒蝕氧化。每經(jīng)過若干次試驗(yàn)，需要取出電極檢查端頭外形、角度、重量，一旦出現(xiàn)明顯燒蝕變形，要及時(shí)清潔或者更換電極。禁止使用變形超差的電極繼續(xù)開展測試，電極狀態(tài)異常，電弧形態(tài)會(huì)改變，試驗(yàn)結(jié)果就失去參考意義。拆裝電極必須斷電放電之后操作。

試驗(yàn)環(huán)境方面，設(shè)備擺放位置避開強(qiáng)電磁干擾源，避免大功率設(shè)備啟停帶來供電波動(dòng)，盡量使用獨(dú)立供電回路。試驗(yàn)室溫濕度維持在合理區(qū)間，環(huán)境濕度過高，會(huì)對高壓絕緣腔體帶來影響，也會(huì)改變試樣本身性能。不要有氣流直吹試驗(yàn)箱體內(nèi)部，氣流會(huì)帶走電弧熱量，改變電弧對試樣的熱侵蝕效果，造成試驗(yàn)結(jié)果波動(dòng)。

操作與設(shè)備維護(hù)層面，不要隨意修改設(shè)備內(nèi)部硬件接線，高壓發(fā)生器內(nèi)部屬于危險(xiǎn)帶電區(qū)域，非專業(yè)人員禁止拆開主機(jī)外殼。軟件層面的各項(xiàng)保護(hù)功能，不要人為關(guān)閉屏蔽，超壓、過流、短路、門保護(hù)都是重要安全防線。每次試驗(yàn)結(jié)束清理箱體內(nèi)部碳粉、試樣殘?jiān)?，碳粉屬于?dǎo)電物質(zhì)，如果堆積過多，有可能造成電極之間隱性短路，引發(fā)設(shè)備保護(hù)誤動(dòng)作。

放電棒需要妥善保管，不能出現(xiàn)破損開裂，每次試驗(yàn)結(jié)束必須執(zhí)行放電操作，不可省略該步驟，殘余高壓是高壓試驗(yàn)當(dāng)中容易被忽視的風(fēng)險(xiǎn)來源。

八、常見故障現(xiàn)象以及基礎(chǔ)排查思路

設(shè)備長期使用，會(huì)出現(xiàn)耗材老化、參數(shù)誤設(shè)置、雜物污染、供電波動(dòng)等各類異常情況，操作人員可以識(shí)別簡單故障現(xiàn)象，完成基礎(chǔ)排查；遇到復(fù)雜故障，停止試驗(yàn)，聯(lián)系技術(shù)服務(wù)人員處理，禁止帶電拆機(jī)檢修。

故障現(xiàn)象一：設(shè)備上電，觸摸屏無任何顯示。優(yōu)先檢查外部交流220V供電，確認(rèn)插座有電，電源線連接牢靠，設(shè)備電源開關(guān)打開。檢查設(shè)備保險(xiǎn)器件，出現(xiàn)熔斷更換同規(guī)格保險(xiǎn)，不允許換用規(guī)格更大保險(xiǎn)。外部供電保險(xiǎn)都正常屏幕依舊不亮，屬于內(nèi)部電氣故障，不要自行拆機(jī)，聯(lián)系技術(shù)人員檢修。

故障現(xiàn)象二：參數(shù)設(shè)置完成，啟動(dòng)試驗(yàn)，無法生成電弧。首先確認(rèn)試驗(yàn)箱安全門關(guān)閉鎖死，門開啟保護(hù)觸發(fā)的情況下高壓無法輸出；核對輸出電壓設(shè)置是否到位；查看電極之間距離，間距過大難以起??；檢查電極是否嚴(yán)重?zé)g氧化，影響起??；檢查供電電壓是否存在壓降。如果以上項(xiàng)目檢查完畢依舊不起弧，需要檢查高壓發(fā)生器相關(guān)組件，交由專業(yè)人員處理。

故障現(xiàn)象三：試驗(yàn)還未啟動(dòng)，設(shè)備就觸發(fā)短路保護(hù)。斷電并且充分放電之后打開箱門，查看箱體內(nèi)部、電極之間是否掉落金屬碎屑、碳化物殘?jiān)葘?dǎo)電雜物，把雜物全部清理干凈；檢查兩支電極是否意外觸碰在一起；檢查試樣平臺(tái)上面殘留導(dǎo)電物質(zhì)。清理完成之后空載測試，不再誤保護(hù)，再裝入試樣測試。

故障現(xiàn)象四：電弧時(shí)序流程運(yùn)行異常，通斷時(shí)間不準(zhǔn)，檔位切換錯(cuò)亂。首先核對觸摸屏內(nèi)部試驗(yàn)程序參數(shù)是否被誤修改，恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)序；斷電重啟設(shè)備，消除系統(tǒng)臨時(shí)異常。重啟之后依舊時(shí)序異常，需要校驗(yàn)時(shí)序控制模塊。電弧通斷時(shí)間精度小于5ms，時(shí)序不準(zhǔn)會(huì)直接改變熱作用效果，該情況下試驗(yàn)數(shù)據(jù)不具備參考價(jià)值。

故障現(xiàn)象五：平行試樣之間耐電弧試驗(yàn)時(shí)長數(shù)據(jù)離散程度大。該故障不一定是硬件損壞，優(yōu)先逐項(xiàng)復(fù)核試驗(yàn)條件。檢查電極狀態(tài)，電極是否燒蝕變形，電極間距、電極壓力是否在標(biāo)準(zhǔn)公差；核對試樣，確認(rèn)試樣厚度、表面狀態(tài)、預(yù)處理?xiàng)l件保持一致；確認(rèn)試驗(yàn)室沒有強(qiáng)氣流直吹電弧區(qū)域；確認(rèn)供電穩(wěn)定無大幅度波動(dòng)；檢查高壓輸出電壓、電弧電流實(shí)際數(shù)值是否和設(shè)置保持一致。全部條件確認(rèn)無誤，再做多組平行試樣測試。

故障現(xiàn)象六：出現(xiàn)超壓、過流頻繁報(bào)警。檢查試樣是否頻繁發(fā)生擊穿短路；核對輸出電壓、電流設(shè)置參數(shù)；檢查電極是否存在隱性短路；查看輸入供電是否不穩(wěn)定。高壓相關(guān)報(bào)警頻繁觸發(fā)，不要反復(fù)強(qiáng)行啟動(dòng)試驗(yàn)，排查清楚根源之后再繼續(xù)使用。

故障現(xiàn)象七：安全門開啟保護(hù)失效，開門狀態(tài)高壓依舊可以輸出。立刻停止設(shè)備使用，門聯(lián)鎖屬于關(guān)鍵安全保護(hù)，該故障存在觸電風(fēng)險(xiǎn)，不可以繼續(xù)開展試驗(yàn)，聯(lián)系技術(shù)人員檢修門聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。

重要提示：所有打開試驗(yàn)箱、接觸電極的排查操作，都必須切斷整機(jī)電源，并且使用放電棒充分釋放殘余高壓電荷，杜絕帶電檢修操作。出現(xiàn)不明故障，停止試驗(yàn)，不要反復(fù)開機(jī)嘗試，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

九、耗材配件管理說明

GB/T1411耐電弧試驗(yàn)儀有多項(xiàng)配件屬于消耗類部件，配件狀態(tài)直接決定試驗(yàn)條件能否滿足標(biāo)準(zhǔn)，做好耗材配件管理，保障長期檢測工作質(zhì)量。

電極組件，包含不銹鋼板狀電極、鎢鋼電極，電弧高溫會(huì)造成端頭燒蝕。定期檢測電極外形、角度、重量，一旦超出公差，出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)g缺口，及時(shí)更換電極。不允許繼續(xù)使用已經(jīng)變形燒蝕的電極開展測試，會(huì)改變電弧形態(tài)，讓測試結(jié)果失去比對價(jià)值。

樹脂式放電棒，屬于安全專用配件，要妥善存放，防止磕碰破損。放電棒出現(xiàn)開裂、絕緣層損傷，必須及時(shí)更換，破損放電棒無法實(shí)現(xiàn)安全放電，帶來觸電隱患。放電棒不可當(dāng)做其他工具使用。

設(shè)備保險(xiǎn)器件，電路出現(xiàn)異常的時(shí)候保險(xiǎn)絲熔斷，只能更換同規(guī)格器件，不可以更換更大額定參數(shù)保險(xiǎn)，否則會(huì)失去電路保護(hù)效果。

需要建立簡單的配件更換記錄，登記配件更換時(shí)間，方便后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)溯源。試驗(yàn)過程當(dāng)中禁止使用非標(biāo)替代配件，非標(biāo)配件會(huì)改變電弧工況，造成檢測數(shù)據(jù)失真。

十、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)周期指引

為維持設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行，保障電壓、電流、電弧時(shí)序、電極條件持續(xù)符合標(biāo)準(zhǔn)，需要建立分層保養(yǎng)機(jī)制，保養(yǎng)全部在斷電、放電完成之后執(zhí)行。

每次試驗(yàn)結(jié)束后日常保養(yǎng)：關(guān)閉高壓輸出，斷電，放電；打開箱門清理試樣平臺(tái)碳化物、試樣殘?jiān)粰z查電極外觀，必要時(shí)做清潔；關(guān)好箱門；關(guān)閉整機(jī)電源，擦拭設(shè)備外殼。

每周保養(yǎng)：檢查設(shè)備接地、電源線外觀，查看有無破損松動(dòng)；檢查放電棒外觀完好；空載運(yùn)行簡易試驗(yàn)流程，觀察電弧起弧情況，確認(rèn)時(shí)序切換正常；檢查安全門開關(guān)聯(lián)鎖動(dòng)作。

每月保養(yǎng)：執(zhí)行完整的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序空載模擬試驗(yàn)，不放置試樣，完整走完整套試驗(yàn)階段，確認(rèn)超壓、過流、短路、門保護(hù)各項(xiàng)保護(hù)功能可以正常觸發(fā)；檢查箱內(nèi)緊固件，防止振動(dòng)造成螺絲松動(dòng)。

每季度保養(yǎng)：用量具復(fù)核電極關(guān)鍵尺寸、電極間距、電極壓力；檢查高壓腔體外觀；核對電壓、電流輸出精度；核查電弧通斷時(shí)間精度。

保養(yǎng)過程發(fā)現(xiàn)配件磨損、功能異常，處理完成之后設(shè)備再投入測試使用。保養(yǎng)工作可以留存簡單記錄，跟蹤整機(jī)設(shè)備狀態(tài)。

十一、高壓小電流耐電弧試驗(yàn)基礎(chǔ)科普知識(shí)

高壓小電流間歇耐電弧試驗(yàn)，評價(jià)絕緣材料在間歇、連續(xù)電弧熱作用之下抵抗表層碳化導(dǎo)電的能力，和擊穿電壓試驗(yàn)有本質(zhì)區(qū)別。擊穿電壓試驗(yàn)考核絕緣材料被高壓直接擊穿的電壓數(shù)值；耐電弧試驗(yàn)，是在低于擊穿電壓的條件下，依靠電弧持續(xù)熱侵蝕，讓絕緣材料表層發(fā)生熱分解，生成導(dǎo)電碳通道，記錄生成導(dǎo)電通道所消耗的時(shí)間。部分絕緣材料擊穿電壓數(shù)值很高，但是抗電弧碳化能力偏弱，經(jīng)受間歇電弧反復(fù)灼燒很短時(shí)間就表層導(dǎo)電，在電器實(shí)際工況之下依舊會(huì)出現(xiàn)故障。

按照GB/T1411?2002標(biāo)準(zhǔn)，整套試驗(yàn)從10mA間歇電弧起步，逐步過渡到10mA連續(xù)電弧，再提升電流至20mA、30mA、40mA連續(xù)電弧。間歇電弧階段，電弧反復(fù)通斷，熱量不斷累積在試樣同一位置，模擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中斷續(xù)出現(xiàn)的電弧干擾；后續(xù)提升電流加大熱負(fù)荷，加速絕緣材料表層分解。試驗(yàn)終點(diǎn)判定，以試樣表面形成導(dǎo)電通路為準(zhǔn)，記錄累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間，這個(gè)時(shí)長即為該試樣耐電弧時(shí)間。如果全部階段走完沒有導(dǎo)電，則記錄420秒。

會(huì)影響耐電弧試驗(yàn)結(jié)果的因素較多：電極的材質(zhì)、外形角度、電極間距、電極壓力直接決定電弧形態(tài)；試驗(yàn)電壓、電弧電流、電弧通斷時(shí)序是核心試驗(yàn)條件；試樣本身材質(zhì)配方、填料體系、試樣厚度、試樣表面狀態(tài)、試樣含水率；試驗(yàn)室環(huán)境氣流、溫濕度，都會(huì)對最終耐電弧時(shí)長產(chǎn)生影響。因此測試工作必須嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)全部條件，不可以隨意改動(dòng)參數(shù)。

耐電弧試驗(yàn)結(jié)果具備一定的離散性，同一批次多塊試樣，得到的耐電弧時(shí)間會(huì)存在一定浮動(dòng)，所以需要多組平行試樣，綜合統(tǒng)計(jì)評估材料性能，不可以僅憑單塊試樣結(jié)果下結(jié)論。試驗(yàn)記錄需要完整留存，記錄內(nèi)容包含設(shè)備型號(hào)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)版本；試樣編號(hào)、材質(zhì)、厚度、試樣預(yù)處理?xiàng)l件；試驗(yàn)室環(huán)境溫濕度；設(shè)備設(shè)置參數(shù)：輸出電壓、各階段電弧電流；電極型號(hào)、電極間距、電極壓力；每一塊試樣的耐電弧時(shí)長、試驗(yàn)過程現(xiàn)象；平行試樣結(jié)果匯總。完整原始記錄，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件復(fù)現(xiàn)，是試驗(yàn)報(bào)告編制的基礎(chǔ)。

十二、設(shè)備適用行業(yè)與測試對象

GB/T1411耐電弧試驗(yàn)儀，高壓小電流測量試驗(yàn)機(jī)，適配多個(gè)行業(yè)絕緣材料性能驗(yàn)證。電機(jī)行業(yè)，電機(jī)內(nèi)部各類固體絕緣材料、絕緣薄膜、云母制品耐電弧性能測試；家用電器行業(yè)，家電內(nèi)部絕緣塑料、絕緣構(gòu)件開展耐電弧評定；低壓電器行業(yè)，開關(guān)、接線部件配套絕緣基材檢測；高分子新材料行業(yè)，改性塑料、樹脂、絕緣漆研發(fā)，對比不同配方耐電弧能力，篩選材料配方；第三方檢測機(jī)構(gòu)承接各類絕緣材料委托檢測；科研院校，用于材料科研項(xiàng)目試驗(yàn)；電子電氣行業(yè)，各類陶瓷絕緣件、玻璃絕緣基材、絕緣紙板性能驗(yàn)證。

該設(shè)備可用于原材料來料檢驗(yàn)，對比不同供應(yīng)商絕緣材料耐電弧性能差異；新產(chǎn)品研發(fā)階段材料篩選；產(chǎn)品型式檢驗(yàn)；電器故障分析，當(dāng)電氣產(chǎn)品出現(xiàn)電弧引發(fā)絕緣故障時(shí)，可以借助本設(shè)備復(fù)現(xiàn)電弧工況，驗(yàn)證材料耐電弧指標(biāo)是否滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。通過耐電弧測試，篩選適配工況的絕緣材料，降低電氣產(chǎn)品在使用過程遭受電弧作用出現(xiàn)絕緣失效、起火的風(fēng)險(xiǎn)，為電氣產(chǎn)品絕緣設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)支撐。

十三、安全操作要點(diǎn)總結(jié)

GB/T1411耐電弧試驗(yàn)儀輸出20KV交流高壓，試驗(yàn)過程會(huì)產(chǎn)生電弧強(qiáng)光與高溫?zé)煔猓踩僮饕c(diǎn)需要時(shí)刻落實(shí)。設(shè)備外殼接地不可省略，定期確認(rèn)接地連接可靠。凡是打開箱門、拆裝電極、更換試樣，都要整機(jī)斷電，并且使用放電棒充分釋放殘存高壓電荷。試驗(yàn)運(yùn)行過程箱門必須鎖緊，不可短接門聯(lián)鎖保護(hù)。不可以長時(shí)間直視電弧強(qiáng)光。試樣出現(xiàn)起火優(yōu)先切斷總電源。試驗(yàn)產(chǎn)生煙氣做好試驗(yàn)室通風(fēng)。放電棒妥善保管，出現(xiàn)破損及時(shí)更換。未經(jīng)過培訓(xùn)人員不允許獨(dú)立操作本設(shè)備。設(shè)備出現(xiàn)冒煙、異常焦糊氣味，立刻切斷總電源，停止使用，排查故障之后再運(yùn)行。