高壓擊穿強度測量儀：系統(tǒng)組成、檢測技術(shù)

高壓生成與精確調(diào)控系統(tǒng)

采用高頻諧振倍壓技術(shù)替代傳統(tǒng)工頻升壓方案，基于全橋LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換。直流輸入經(jīng)IGBT開關(guān)組生成20-150kHz高頻方波，通過磁芯截面積優(yōu)化設(shè)計的高頻變壓器（磁密控制在0.25T以下）實現(xiàn)初次級電壓轉(zhuǎn)換，配合多級油浸式電容-二極管倍壓網(wǎng)絡(luò)，可在1.5m3空間內(nèi)輸出300kV穩(wěn)定直流高壓。采用雙閉環(huán)反饋控制（電壓環(huán)+電流環(huán)），通過霍爾傳感器實時監(jiān)測輸出電壓，結(jié)合數(shù)字電位器實現(xiàn)0.05kV步進調(diào)節(jié)，升壓速率可精確控制在0.1-5kV/s范圍內(nèi)，滿足IEC 60243標(biāo)準(zhǔn)要求。

 動態(tài)擊穿監(jiān)測機制

在電極系統(tǒng)中集成μA微電流檢測模塊，采用四線制開爾文連接消除接觸電阻影響。當(dāng)測試電壓施加至試樣時，高阻計（輸入阻抗>10^15Ω）實時采集泄漏電流，配合0.1pF級耦合電容濾除環(huán)境干擾。擊穿判定采用三級聯(lián)鎖策略：初級觸發(fā)閾值為設(shè)定電流值的80%（如5mA對應(yīng)4mA預(yù)警），次級通過電流變化率（di/dt>10A/μs）識別瞬態(tài)放電，末級采用介質(zhì)恢復(fù)電壓檢測法（1s內(nèi)電壓跌落>95%判定擊穿）。三重驗證機制將誤判率控制在0.1%以下。

多物理場耦合檢測技術(shù)

• 局部放電定位：在試樣表面布設(shè)16通道超聲傳感器陣列（中心頻率150kHz），通過時域反射法（TDR）計算放電點位置，空間分辨率達±2mm

• 熱失控監(jiān)測：嵌入分布式光纖光柵（FBG），每厘米布置1個測溫點，實時捕捉擊穿前的溫度梯度變化（靈敏度0.1℃）

• 氣體成分分析：測試艙集成質(zhì)譜采樣接口，可在線檢測O3、NOx等放電產(chǎn)物濃度，評估材料碳化程度