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關于介電強度和耐電壓的測試及影響因素
閱讀：6094發(fā)布時間：2022-11-22
介電強度的測試：
大多數(shù)高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體，但是隨著施加電壓的升高，性能會逐漸下降。電壓升到一定值時變成局部導電，此時稱為材料的擊穿。
定義:介電強度：試樣擊穿時,單位厚度承受的擊穿電壓值，單位為kv/mm或Mv/m。有時也稱為電氣強度或擊穿強度。通常介電強度越高,材料的絕緣質量越好：Eb＝Ub/h.
Eb表征了材料所能承受的最大電場強度，是高聚物絕緣材料的一項重要指標。聚合物絕緣材料的 Eb 一般為107V/cm左右。 耐電壓：在規(guī)定的試驗條件下,對試驗施加規(guī)定的電壓及時間,試樣不被擊穿所能承受的最高電壓。
塑料的電擊穿機理：
問題復雜---介電擊穿機理可分為本征擊穿（電擊穿）、熱擊穿、化學擊穿、放電擊穿等，往往是多種機理綜合發(fā)生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱為電擊穿，把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿。
熱擊穿：外部表現(xiàn)是介電強度隨溫度升高而迅速下降；與電壓作用的長短有關；與電場畸變及周圍介質的電性能關系不大；擊穿點多發(fā)生在電極內部。
介質在電場中產生的熱量大于它能散發(fā)的熱量．使其內部溫度不斷升高。溫度升高導致其電阻下降，流經試樣電流增大．產生的熱量更多，如此循環(huán)不已，致使介質轉變?yōu)榱硪环N聚集態(tài)，失去耐電壓能力,材料被破壞。
電擊穿：特點是介電強度受溫度的影響不大；電作用時間對結果無影響；與周圍介質的電性能有關；擊穿點常常出現(xiàn)在電極邊緣其至電極以外。
在固體介質中，總有一些自由電子存在,它們在外電場作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離，在這種作用繼續(xù)下造成材料擊穿.
一般來說，工作溫度高散熱條件差，介質電導及損耗大的材料．發(fā)生熱擊穿的幾率高。
介電強度實驗采用的基本裝置是一個可調變壓器和一對電極。試驗中使用的試樣厚度為1.59mm.實驗方法有兩種 (參見GB/T1408-2016 ):短時法，將電壓以平均速度率逐漸增加到材料發(fā)生介電破壞；低速升壓法，是將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓，然后以均勻速度率增加電壓直到發(fā)生擊穿。
介電強度測試的影響因素：電壓波形及電壓作用時間影響
材料在電場作用下，單位時間產生的熱量為QF介質散發(fā)出去的熱量為Qs，當QF略大時就產生熱不平衡，進而介質溫度升高,最后發(fā)生擊穿。因此, 可根據(jù)極限條件QF＝QS來求得熱擊穿電壓VB：
當電壓頻率增加時值要下降，當波形失真大時，—般都會有高次諧波出現(xiàn)，這樣會使VB降低，因此必須限制這個量。作用時間的影響：多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時間增加而下降.
處于熱擊穿形式的試樣，基本上隨升壓速度的提高擊穿強度也增大。因此，一般規(guī)定試樣擊穿電壓低于20kv時升壓速度為1.0kv/s;大于或等于20kv時升壓速度為2.0kv/s。 溫度的影響：試樣厚度對介電強度的影響 濕度影響：因水分浸入材料而導致其電阻降低，必然降低擊穿電壓VB值。如有機硅玻璃布板。常態(tài)下E＝18kv／mm，受潮后E＝12kV／mm。 電極倒角的影響：電極邊緣處電場強度遠遠高于內部,但邊緣效應極難消除。為避免電極邊緣成一直角,需采用一定倒角r 。國家標準中規(guī)定r＝2.50mm。 媒質電性能影響：
高壓擊穿試驗往往把樣品放在一定媒質(如變壓器油)中．其目的為縮小試樣尺寸防止飛弧。但媒質本身的電性能對屬于電擊穿為主的材料有明顯影響，而以熱擊穿為主的材料影響極小.故標準中對要求油的擊穿電壓 VB＞=25kv/2.5mm.
Pvc電纜料及酚醛模塑料擊穿點在電極邊緣，當油臟時在試樣邊緣處有很明顯的集聚物的痕跡，而在凈油中沒有。
對于酚醛層壓板擊穿點在電極內部，以熱擊穿為主。油的性能對該材料沒什么影響
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