絕緣材料電氣介電強(qiáng)度的試驗(yàn)方法？

1.試驗(yàn)?zāi)康?/span>

量化固體絕緣材料在工頻（50 Hz）正弦電場(chǎng)下的“擊穿電壓（Breakdown Voltage, Ub）"，并計(jì)算其“電氣介電強(qiáng)度（Electric Strength, Eb = Ub / d，單位 kV mm^-1）"，用以評(píng)估材料在額定工作場(chǎng)強(qiáng)下的安全裕度與失效閾值。

2.適用對(duì)象

熱固性層壓制品、工程塑料、橡膠、云母基復(fù)合材、陶瓷及玻璃等固體介質(zhì)；可擴(kuò)展至電纜絕緣切片、電機(jī)槽楔、變壓器撐條等成品樣件。

3.試樣制備

尺寸：厚度 d 優(yōu)先 0.2 mm～2.0 mm（±2 %），直徑 φ = 100 mm 或邊長(zhǎng) 100 mm 方片；

數(shù)量：不少于 5 個(gè)有效樣片，若用于仲裁檢驗(yàn)則 ≥ 10 個(gè)；

預(yù)處理：置于 23 ℃±2 ℃、相對(duì)濕度 50 %±5 % 環(huán)境下不少于 16 h，滿(mǎn)足 GB/T 2918 狀態(tài)調(diào)節(jié)要求。

4.電極系統(tǒng)

主電極：不銹鋼或黃銅材質(zhì)，直徑 25 mm±0.5 mm，邊緣倒角 R 3 mm，表面粗糙度 Ra ≤ 0.4 µm；

對(duì)電極：直徑 75 mm±1 mm，厚度 ≥ 6 mm，確保均勻電場(chǎng)；

安裝：電極同軸度偏差 ≤ 0.1 mm，試樣與電極間無(wú)可見(jiàn)氣泡；必要時(shí)在絕緣油（介電常數(shù) 2.2～2.5，擊穿電壓 ≥ 60 kV/2.5 mm）中測(cè)試，以抑制表面爬電。

5.環(huán)境條件

溫度 23 ℃±2 ℃，相對(duì)濕度 ≤ 80 %，大氣壓 86 kPa～106 kPa；試驗(yàn)區(qū)域背景電磁場(chǎng)畸變率 < 5 %，接地電阻 ≤ 4 Ω。

6.升壓方式

短時(shí)（快速）法：從零開(kāi)始，以 0.5 kV s^-1～1.0 kV s^-1 勻速升壓，直至試樣擊穿；

步進(jìn)法：每級(jí)升壓 ΔU = 預(yù)期擊穿電壓的 10 %，每級(jí)保持 10 s，繼續(xù)升壓直至擊穿；

耐壓法：直接施加規(guī)定電壓（如 20 kV），維持 1 min，觀(guān)察是否發(fā)生擊穿或漏電流 > 20 mA。

7.擊穿判別

回路電流瞬時(shí)躍升 ≥ 10 mA 并持續(xù) ≥ 3 個(gè)工頻周期，伴隨電壓驟降、試樣穿孔、閃絡(luò)或燒焦，即判定為擊穿；設(shè)備應(yīng)能在 10 ms 內(nèi)切斷高壓，防止持續(xù)電弧碳化。

8.數(shù)據(jù)采集

自動(dòng)記錄擊穿瞬間電壓峰值 Ub（精度 ±1 %），并計(jì)算電氣介電強(qiáng)度 Eb = Ub / d，結(jié)果保留三位有效數(shù)字；同步保存漏電流-電壓曲線(xiàn)，用于失效機(jī)理分析。

9.結(jié)果處理

剔除粗大誤差（Grubbs 檢驗(yàn)，α = 0.05）后，取算術(shù)平均值 ēb 與標(biāo)準(zhǔn)差 σ；報(bào)告須包含“特征擊穿場(chǎng)強(qiáng) E0.5（Weibull 尺度參數(shù)）"與“形狀參數(shù) m"，評(píng)估批次一致性。

10.安全防護(hù)

試驗(yàn)腔體具備 15 kPa 防爆泄壓閥，門(mén)聯(lián)鎖 + 零位啟動(dòng) + 急停雙回路；操作人員須佩戴 30 kV 絕緣手套，穿 500 V 絕緣鞋，執(zhí)行“兩人一機(jī)"監(jiān)護(hù)制度。

11.報(bào)告要素

① 試材名稱(chēng)、批號(hào)與供貨方；② 試樣厚度及電極配置示意；③ 升壓方式與速率；④ 各次擊穿電壓原始值、平均值與 Weibull 曲線(xiàn)；⑤ 試驗(yàn)日期、環(huán)境溫濕度及設(shè)備校準(zhǔn)有效期。

12.標(biāo)準(zhǔn)更新要點(diǎn)

新增直流疊加因素：允許在工頻電壓基礎(chǔ)上疊加 ≤ 20 % 的直流偏置，模擬高壓直流輸電工況；

引入 500 V/s 快速上升法，適配超薄（< 0.1 mm）納米復(fù)合膜；