高压击穿强度测量仪：系统组成、检测技术

高压生成与精确调控系统

采用高频谐振倍压技术替代传统工频升压方案，基于全桥LLC拓扑结构实现能量高效转换。直流输入经IGBT开关组生成20-150kHz高频方波，通过磁芯截面积优化设计的高频变压器（磁密控制在0.25T以下）实现初次级电压转换，配合多级油浸式电容-二极管倍压网络，可在1.5m³空间内输出300kV稳定直流高压。采用双闭环反馈控制（电压环+电流环），通过霍尔传感器实时监测输出电压，结合数字电位器实现0.05kV步进调节，升压速率可精确控制在0.1-5kV/s范围内，满足IEC 60243标准要求。

 动态击穿监测机制

在电极系统中集成μA微电流检测模块，采用四线制开尔文连接消除接触电阻影响。当测试电压施加至试样时，高阻计（输入阻抗>10^15Ω）实时采集泄漏电流，配合0.1pF级耦合电容滤除环境干扰。击穿判定采用三级联锁策略：初级触发阈值为设定电流值的80%（如5mA对应4mA预警），次级通过电流变化率（di/dt>10A/μs）识别瞬态放电，末级采用介质恢复电压检测法（1s内电压跌落>95%判定击穿）。三重验证机制将误判率控制在0.1%以下。

多物理场耦合检测技术

• 局部放电定位：在试样表面布设16通道超声传感器阵列（中心频率150kHz），通过时域反射法（TDR）计算放电点位置，空间分辨率达±2mm

• 热失控监测：嵌入分布式光纤光栅（FBG），每厘米布置1个测温点，实时捕捉击穿前的温度梯度变化（灵敏度0.1℃）

• 气体成分分析：测试舱集成质谱采样接口，可在线检测O3、NOx等放电产物浓度，评估材料碳化程度