耐电弧试验仪分析高分子材料炭化程度和导电性能变化

耐电弧试验仪分析高分子材料炭化程度和导电性能变化

一道高压电弧落下，绝缘材料表面从完好无损到形成碳化通路的过程，揭示了材料安全性能的关键密码。

在电气设备日益高压化、智能化的今天，高分子绝缘材料的安全可靠性成为行业关注的焦点。当高压电弧侵袭材料表面时，会发生怎样的变化？材料又是如何从绝缘状态逐步碳化并丧失绝缘性能？

北京华测试验仪器有限公司推出的耐电弧试验仪，正是解开这一谜题的关键设备，为绝缘材料的研发和质量控制提供了科学准确的评估手段。

01 电弧侵蚀，绝缘材料面临的隐形威胁

在现代电气系统中，从新能源汽车高压平台到电网的智能断路器，绝缘材料时刻面临着电弧侵蚀的严峻挑战。

当设备启闭或线路故障时，电极间空气被击穿形成电弧，温度可达数千摄氏度。这种持续的电弧作用会导致高分子材料表面发生复杂的热化学变化：分子链断裂、有机成分分解、碳氢化合物脱氢碳化，终形成导电碳层。

这一过程的严重后果是材料的绝缘性能不可逆地下降。据行业研究，当材料炭化层电阻降至10⁶Ω·cm以下时，就可能引发设备局部放电或短路故障，存在严重安全隐患。面对这一挑战，如何精确评估材料的耐电弧性能，成为电气设备制造商和材料研发机构急需解决的关键问题。

02 核心技术，炭化过程精确解析原理

华测仪器耐电弧试验仪通过高压小电流模拟技术，精确还原了材料在实际工况中遭受的电弧侵蚀环境，为分析炭化程度和导电性能变化提供了科学手段。

精准的电弧模拟系统

设备核心采用两钨棒电极结构，能够在试样表面间隙或连续施加高达12500V电压和10-40mA工频电弧电流。这种设计可精确模拟从间歇性飞弧到连续性电弧的恶劣工况。

炭化程度的多维度分析

在电弧作用下，材料表面经历从初始分解到全部碳化的全过程。试验仪通过以下方式实现炭化程度精确分析：

视觉观察系统记录电弧灼烧轨迹的颜色、宽度及连续性变化，炭化区域越宽、颜色越深，表明材料抗热分解能力越弱。

导电性能的实时监测

材料在电弧作用下的导电性能变化是绝缘失效的直接指标。该设备通过四探针法测量炭化路径两端的表面电阻和体积电阻：

- 表面电阻：**Rₛ=ρₛ×L/W**（ρₛ为表面电阻率）

- 体积电阻：**Rᵥ=ρᵥ×h/A**（h为炭化层厚度，A为电极面积）

当炭化层电阻从初始的10¹²Ω迅速降至10⁵Ω以下，表明材料已形成连续导电通路，绝缘性能全部丧失。

03 技术创新，华测仪器的硬核实力

华测耐电弧试验仪集成了多项创新技术，确保测试数据的精确性和可靠性，成为行业认可的测试解决方案。

多级循环采集技术

华测自主开发的多级循环电压采集方式，全改变了传统电弧试验中手动采集易受干扰的状况，大幅提升电压及电流采集精度。

抗干扰突破

针对10-40mA测试电流下电磁干扰影响精度的问题，创新应用低通滤波监测技术，有效抑制干扰，确保通讯稳定和测试数据准确。

多重安全防护

配置TVS高压防护系统，具有过压、过流、短路三重防护机制，有效保障试验人员及设备安全。

标准化测试

设备支持GB/T 1411-2002、ASTM D495、IEC 61621等国内外标准，满足不同地区的认证需求。为电气产品进入市场提供标准合规性保障。

2025年1月，华测仪器耐电弧试验仪荣登yangshi新闻，在中国西部科技创新港“科创月"活动中作为代表性科技成果展出，展示了其在电气绝缘材料测试领域的先进性能。

华测耐电弧试验仪凭借其精确测试性能和标准化操作流程，已成为多个领域不可少的质量控制工具。在未来，当您看到一台新能源汽车安静驶过，或一座变电站稳定运行，或许其中就有经过华测耐电弧试验仪严格验证的绝缘材料，在看不见的地方守护着电气安全。