耐电压击穿/电气强度/介电强度测试仪【GB/T1408.1-2016】

耐电压击穿/电气强度/介电强度测试仪【GB/T1408.1-2016】

1、击穿电压基本概念

1.击穿电压

用连续均匀升压的方式对试样施加电压，使试样发生击穿时的电压值。或已逐渐升压的方法进行试验，试样承受住最高电压，即在该电压水平下，整个时间内试样不发生击穿。

2.介电强度

在规定的试验条件下，击穿电压与施加电压的两电极之间距离的商，单位是KV/mm或者是MV/m.

           E=V/d

式中：E——介电强度，KV/mm

      V击穿——击穿电压，KV

      d——试样厚度，mm

2、基本原理

介电强度测试采用连续升压或逐级升压方式升高电压。记取试样被击穿时电压值。如测试耐电压值，则当升压达到规定电压时停止升压，使电压值恒定在规定值，测试达到规定时间不被击穿的电压值。

3、测试设备：

1.介电强度测试仪：

实验主机  控制装置  电极及试验测控分析处理测试软件等组成，工作原理请看书194页：其外形为：

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1）高压变压器   次级额定电流不小于0.03~0.1A，保证在介质被击穿瞬间不被烧坏。

2）调压变压器 本身损耗小，不发生波形畸变，能均匀的调节电压，其容量与试验变压器容量相同。

3）保护电路

4）电压测量仪器

2.测试电极

a .电极要求表面保持光滑，清洁，无伤痕，污垢等，常见的电极有黄铜及不锈钢，退火铝箔 弹性金属片 导电粉末。

b.电极的规格尺寸应与测试试样配对。

板状试样电极D=25mm  H=25 mm  r=3mm

管状试样电极L=25mm  L=75mm

4、试验方法：

1.试样制备与处理

a.根据测试产品规格及测试要求，采用模塑成型或机械加工方法制备试样。与电极接触的试样两表面要平行，并且应尽可能平整光滑，试样厚度一般不小于3mm.

b.对于垂直材料表面的实验，要求试样有足够大的面积以防止试样过程中发生闪络

c.试样预处理应遵循测试材料的产品规定进行。

2.实验条件

1）常态实验环境条件：温度为20±5，相对湿度为65±5%

2）热态实验或潮湿环境实验条件由产品标准予以规定。

3）实验媒介：介电强度试验应尽量在接近测试材料的实际使用环境的媒质中进行，同时应避免测试中发生闪络。

如果要求在高温下进行试验时，可在任何设计合理的烘箱或热的油浴中进行。

3.实验步骤：

1）根据要求选择试样，对试样进行预处理。

2）调节环境的温湿温度并选好试验媒介。

3）测量试样厚度。

4）试样经测厚和预处理后，再用绸布蘸上对材料无任何作用的溶剂擦净表面，装入仪器内两极之间，保持良好接触，开始实验。

5）测试介电强度。

5、实验结果与报告

1）击穿的判断  在击穿时，回路的电流增加和试样两端电压下降，使断路器跳开或开熔丝烧断。

2）介电强度计算

3）实验报告  包括材料型号，名称和规格，制造厂名称；试样形状，尺寸，数量和处理条件；电极形式和尺寸；实验环境温度及湿度；测试仪器和外施电压；测量数据及计算结果。

6、影响因素与讨论

（一）试样的厚度

a.随试样厚度增加，介电强度减小。

在击穿中，既有电击穿，也有热击穿。

b.从热击穿理论来讲

试样厚度增加，散热条件变坏，促使单位厚度的击穿电压降低。

c.从电击穿理论讲

当试样较薄时，电子加速时间相应地减小，电子不易从电极上逸出，其介电强度也相应增加。

（二）升压速度

以电击穿为主的试样，升压速度的影响不大

以热击穿为主的试样，随升压速度提高而增大.

（三）电极倒角r

电极与试样接触平面边缘形成的半径r的角称为倒角。

当电极面积变化不大时，介电强度变化不大，

当电极变成半圆球状（r很大），介电强度变化较大。

边缘效应，靠边缘处场强非常大的现象。

由于边缘效应，电极边缘间的介质容易已被击穿。

而边缘处场强的大小与倒角r有关系，

一般r小，场强变大，所以，标准方法中规定ｒ＝2.5mm。

（四）试验环境

多数材料在低温下，介电强度与温度无关，

当温度升高至某个高度，介电强度随着温度升高而下降。

湿度增加，介电强度也下降。

水分进入试样，电导变大之故。

（五）试样加工

不良的加工方法会在材料中形成缺陷，

例如弱的熔接缝、气泡流线和杂质颗粒，都会使介电强度降低30～60%，降低程度随缺陷的严重程度而异。