一、概述

定義：
耐壓測試（Withstand Voltage Test）是通過施加高于設備額定電壓的試驗電壓，驗證其絕緣材料、電氣間隙及爬電距離是否具備足夠耐電強度的關鍵測試。其核心是檢測設備在高壓下是否發生擊穿、閃絡或漏電流超標，確保在異常電壓條件下的安全性和可靠性。

核心目標：

1. 絕緣性能驗證：確認絕緣材料能承受瞬時或持續高壓而不失效。

2. 安全合規：滿足國際/地區安全標準（如IEC 60204、GB 4706.1）。

3. 缺陷暴露：發現制造缺陷（如氣隙、雜質）或設計缺陷（如爬電距離不足）。

分類：

· 交流耐壓測試：工頻電壓（50/60 Hz）測試，模擬電網異常。

· 直流耐壓測試：高壓直流測試，用于電容性設備（如電纜、儲能設備）。

· 脈沖耐壓測試：模擬雷擊或操作過電壓（如1.2/50 μs波形）。

二、檢測標準

1. 國際 標準：

· IEC 60204-1（機械電氣設備安全）：規定工頻耐壓測試電壓（2×額定電壓+1000 V，最低1500 V AC）。

· IEC 60601-1（醫療電氣設備安全）：要求耐壓測試（1500 V AC/1分鐘，漏電流≤0.1 mA）。

· IEC 61010-1（實驗室設備安全）：測試電壓根據污染等級（如3000 V AC對雙重絕緣）。

2. 地區標準：

· 中國：GB 4706.1（家用電器耐壓測試）、GB/T 16935.1（絕緣配合要求）。

· 歐盟：EN 50191（高壓測試設備安全）、EN 60335-1（家用電器通用要求）。

· 美國：UL 508A（工業控制設備）、NFPA 70（NEC電氣規范）。

3. 行業專用標準：

· 電力設備：IEEE 4（高壓測試規程）、GB 50150（電氣裝置交接試驗標準）。

· 汽車電子：ISO 6469（電動汽車高壓部件耐壓測試）。

· 航空航天：DO-160（機載設備耐壓測試）。

三、檢測設備

1. 核心設備：

· 高壓測試儀：

o 功能：輸出交流/直流高壓（0-100 kV）、監測漏電流（分辨率0.01 mA）。

o 型號：Hipotronics HDC系列（AC/DC/脈沖三合一）、Chroma 19032（5 kV AC/10 mA）。

· 絕緣電阻測試儀：

o 功能：測試前驗證絕緣電阻（≥100 MΩ，IEC 60204要求）。

o 型號：Megger MIT400系列（1000 V DC/1 TΩ）。

· 局部放電檢測儀：

o 功能：定位絕緣缺陷（靈敏度≤1 pC），如PD Checker 2。

2. 輔助設備：

· 安全防護裝置：接地柵欄、急停按鈕、高壓警示燈。

· 測試夾具：耐高壓探針、絕緣墊、屏蔽罩。

· 環境模擬設備：溫濕度試驗箱（如ESPEC SH-241），驗證高溫高濕下絕緣性能。

四、檢測流程

1. 測試前準備：

· 設備斷電與放電：切斷電源并對電容性部件（如電機繞組）充分放電。

· 環境條件：溫度25±5℃，濕度≤75% RH，避免凝露。

2. 絕緣電阻測試：

· 施加500 V DC，測量導體間及對地絕緣電阻（≥100 MΩ，IEC 60204）。

3. 耐壓測試執行（以交流耐壓為例）：

· 參數設定：

1. 測試電壓：根據標準計算（如額定電壓230 V AC，測試電壓=2×230+1000=1460 V AC）。

2. 持續時間：通常1分鐘（快速測試可縮至1-5秒，需標準允許）。

3. 漏電流閾值：設定≤10 mA（醫療設備≤0.1 mA）。

· 測試步驟：

4. 高壓輸出端連接被測導體（如L/N線短接），接地端連接外殼/地線。

5. 以500 V/s速率升壓至目標值，保持1分鐘，監測漏電流與擊穿現象。

6. 測試后緩慢降壓，避免電感反沖電壓。

4. 結果判定：

· 合格：無擊穿、閃絡，漏電流≤設定閾值。

· 不合格：漏電流超標或絕緣擊穿（電流驟升/電壓驟降）。

5. 局部放電輔助診斷（選做）：

· 對疑似缺陷設備施加80%測試電壓，用局部放電儀檢測放電量（≥5 pC需整改）。

五、費用與周期

1. 費用構成：

· 設備投資：

o 基礎設備（5 kV AC耐壓儀）：3萬-10萬元。

o 高端設備（100 kV脈沖耐壓系統）：50萬-200萬元。

· 第三方測試費用：

o 單項測試（如家用電器耐壓）：500-2000元/臺。

o 全項認證（含環境模擬）：1萬-5萬元/項目。

· 認證服務：

o CE認證（含耐壓測試）：2萬-8萬元。

o UL認證（耐壓與安全評估）：3萬-10萬元。

2. 周期：

· 單臺設備測試：0.5-1天。

· 批量測試（100臺）：3-5天。

· 加急服務：額外支付30%-50%費用，周期縮短至50%。

六、實際應用

1. 電力變壓器案例：

· 問題：10 kV變壓器耐壓測試中（28 kV AC/1分鐘），漏電流突增至15 mA（閾值10 mA）。

· 分析：局部放電檢測發現繞組間存在氣隙，絕緣漆涂覆不勻。

· 整改：真空浸漆處理后復測，漏電流降至5 mA。

2. 醫療設備驗證：

· 場景：超聲設備電源模塊耐壓測試（1500 V AC/0.1 mA），漏電流0.12 mA超標。

· 措施：更換Y電容（抑制電容），漏電流降至0.08 mA，符合IEC 60601-1。

3. 電動汽車充電樁測試：

· 案例：直流充電樁（500 V DC）耐壓測試（2500 V DC/1分鐘），絕緣擊穿。

· 改進：調整PCB布局，增加爬電距離（原4 mm→8 mm），通過ISO 6469測試。