如图1所示，《一种硅整流堆反向特性测试装置及其操作方法》的一种硅整流堆反向特性测试装置，包括工频试验变压器1、高压引线球2、绝缘柱4、铜柱5、密封容器6、硅堆阳极端7、硅堆阴极定位板9、电阻电容组件10、导体绝缘密封套11、导体棒12、毫安表13、绝缘套15、定位板弹簧机构16、导气系统17、气体压力表18、机架19、抽真空装置20、四通管、导线和螺栓。
工频试验变压器1、密封容器6、毫安表13、导气系统17、气体压力表18、抽真空装置20位于机架19上。
绝缘柱4、铜柱5、硅堆阳极端7、硅堆阴极定位板9、电阻电容组件10、导体绝缘密封套11、导体棒12、绝缘套15、定位板弹簧机构16位于密封容器6中。其中，绝缘柱4呈柱状体，中间空心。绝缘柱4密封固定连接在密封容器6顶端，并且一端在密封容器6外，另一端在密封容器6内。铜柱5固定于绝缘柱4中空部位，其两端伸出绝缘柱4。铜柱5底端与硅堆阳极端7通过螺栓固定连接。硅堆阴极定位板9上有凸台，其通过绝缘套15与固定在密封容器6底端的定位板弹簧机构16固定连接。导体绝缘密封套11密封固定连接在密封容器6底端，并且一端在密封容器6外，另一端在密封容器6内。导体棒12密封套装在导体绝缘密封套11中，并且其两端伸出导体绝缘密封套11。硅堆阴极定位板9和导体棒12之间有电阻电容组件10，其中电阻和电容通过导线并联，两端连接在硅堆阴极定位板9和导体棒12上。
高压引线球2是个金属球，位于密封容器6外部。高压引线球2顶端和底端开有沉孔，其顶端沉孔连接到工频试验变压器1正极，底端沉孔连接到铜柱5顶端。工频试验变压器1负极接地。
机架19上的毫安表13与导体棒12下端连接。毫安表13另一端接地。密封容器6的底部有一孔，连接一个四通管道，分别连接导气系统17、气体压力表18和抽真空装置20。
试验中，工频试验变压器采用极限电压是50千伏，极限功率500伏·安，高压引线头的极限电压是50千伏为佳。
为增加爬电距离和均匀电场的作用，绝缘柱4轴向截面外形呈波浪形。
为了均匀电场，可以在高压引线球2和绝缘柱4之间，以及绝缘柱4和硅堆阳极端7之间各添加一个匀场垫圈3。
为了观测硅堆8在通电后的状态，可以在密封容器6的壁面上设置观察窗14。
导气系统17中的气体为绝缘气体，以六氟化硫气体为佳。
使用上述测试装置时，包括以下步骤：
第一步：连接好测试装置，具体包括：
1.1：将定位板弹簧机构16连接在密封容器6底端；
1.2：通过螺栓将绝缘套15一端固定在定位板弹簧机构16上，另一端固定在硅堆阴极定位板9底端；
1.3：将套有导体棒12的导体绝缘密封套11密封安装在密封容器6底端上，并且其一端在密封容器6中，另一端在密封容器6外；
1.4：将电阻电容组件10通过导线连接到硅堆阴极定位板9和导体棒12之间；
1.5：通过导线，毫安表13连接在导体棒12底端，毫安表13另一端接地；
1.6：在密封容器6的底端连接一个四通管，其一端连接气体压力表18，一端连接导气系统17，一端连接抽真空装置20；
1.7：用密封垫圈密封固定连接绝缘柱4和铜柱5；并将其整体固定密封连接在密封容器6的顶端；
1.8：在铜柱5两端安装匀场垫圈3，并通过螺栓将其底端固定连接硅堆阳极端7；
以上1.1至1.8步骤的顺序可以随意调整，只要能够连接测试装置即可。
第二步：安装硅堆，连通电路，具体包括：
2.1：将硅堆8放在硅堆阴极定位板9顶端，并使硅堆8底端的凹口与硅堆阴极定位板9上的凸台相对应；
2.2：将硅堆阳极端7压在硅堆8的顶面；
2.3：通过螺栓密封连接密封容器6的顶盖，以保证密封容器6内能承受试验规定的气体压力。通过定位板弹簧机构16的调节，可以使硅堆8与硅堆阳极端7、硅堆阴极定位板9之间连接可靠。
2.4：安装高压引线球2，将高压引线球2的底端沉孔插入铜柱5顶端中，并将高压引线球2的顶端通过导线连接在工频变压器1的正极。
第三步：在密封容器6中充入绝缘气体，具体包括：
3.1；打开抽真空装置20阀门，并使导气系统17阀门保持关闭状态。观察气体压力表18的变化，当其达到试验规定压力数值时，关闭抽真空装置20阀门。为了保证真空状态，当密封容器6中的压力为负值时，例如负0.1兆帕，才关闭抽真空装置20阀门。
3.2：打开导气系统17阀门，并使抽真空装置20阀门保持关闭状态。观察气体压力表18的变化，当其达到试验规定压力数值时，关闭导气系统17阀门。
第四步：连通电源，观察电流变化，并计算硅堆反压。逐渐升高输入的交流电压，观察毫安表13，电流应该逐渐同步上升。如果硅整流器工作正常，在负载上将建立直流高压，并能测量到正常的稳定的负载电流。如果硅整流器不正常，负载毫安表13的指针跳动或晃动，同时还可能在观察窗14里看到球隙打火亮光。
硅整流器的反压可以由输入的交流电压按电容负载半波整流电路的公式算出。
其中：UR：被测元件硅整流器上所承受最大反向电压；
U0：工频试验变压器输出的电压有效值。
第五步：实验结束，关闭电源，抽回绝缘气体，拆除装置。
当试验结束时，关闭工频试验变压器1的电源开关。打开抽真空装置20的阀门，并使导气系统17阀门保持关闭状态。观察气体压力表18的变化，当其达到试验规定的压力数值时，可以关闭抽真空装置20的阀门。随后可以拆除密封容器6，取出硅堆8。
在第五步中，为了保证绝缘气体被全部抽回，当气体压力表18中的压力为负值时，例如负0.1兆帕，才关闭抽真空装置20的阀门。
连通电路后，电流从工频试验变压器1流出，依次经过高压引线球2，铜柱5，硅堆阳极端7，硅堆8，硅堆阴极定位板9，电阻电容组件10，导体棒12，毫安表13。
该测试装置的工作原理：这是一个单相半波整流电路，交流高压通过被测的硅整流器整流，以高电阻和电容的并联组件为负载，电容与电阻值的选取，应保证负载是电容性的。逐渐升高输入的交流电压，观察负载毫安表13，电流应该逐渐同步上升。如果硅整流器工作正常，在负载上将建立直流高压，并能测量到正常的稳定的负载电流。如果硅整流器不正常，负载毫安表13的指针会跳动或晃动，同时还可能在观察窗14里看到球隙打火亮光。
高压开关特性测试知识操作方法
负载特性测试装置的负载特性