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凱(kǎi)特(tè)爾絕緣(yuán)耐(nài)電壓強度(dù)，介電(diàn)強度，介電(diàn)擊穿電壓測(cè)試(shì)的意(yì)義以及涉及的標(biāo)準

符(fú)合(hé)GB1408-2006，GB/T1695-2005，ASTMD149，GB/T3333-1999，HG/T3330，GB12656-1990，QBT2688-2005等(děng)標準。

介(jiè)電(diàn)擊穿(chuān)的假定機製

由(yóu)放(fàng)電(diàn)造成的擊穿(chuān)——在對工(gōng)業材(cái)料進行的(dí)許多(duō)測試中(zhōng)，都(dū)是由於放電造成(chéng)了擊穿，這(zhè)通常造(zào)成(chéng)較(jiào)高的局(jú)部(bù)場。對於固(gù)體材料來說，放電常(cháng)常(cháng)發生在環境介質中(zhōng)，因此(cǐ)增(zēng)加(jiā)測試的區(qū)域將(jiāng)在電極邊(biān)緣(yuán)上或(huò)外(wài)側產(chǎn)生擊穿。放(fàng)電也會(huì)發生(shēng)在內部出現或生(shēng)成的(dí)一些(xiē)泡(pào)沫或氣泡(pào)裏(lǐ)。這會(huì)造(zào)成局部的侵蝕(shí)或(huò)化學分解(jiě)。這(zhè)些(xiē)過(guò)程將一(yī)直持續(xù)到(dào)在電極間形成(chéng)*的(dí)失效通(tōng)路為止。

 熱(rè)擊穿——在置於(yú)高強(qiáng)度電場(cháng)時，在(zài)許多材料(liào)內(nèi)的局部路徑上(shàng)會積聚大量(liáng)的熱(rè)，這將造成電(diàn)介(jiè)質和(hé)離子(zǐ)導(dǎo)電性能的損(sǔn)失，進而迅(xùn)速(sù)產生熱(rè)量(liáng)，所產生的熱(rè)量(liáng)將大於所能(néng)耗散掉的(dí)熱量。由於(yú)材料的(dí)熱不穩(wěn)定性，導致了擊(jī)穿的發生。

固有擊穿——如(rú)果放電(diàn)或(huò)熱穩(wěn)定(dìng)性(xìng)都(dū)不能造(zào)成擊穿(chuān)，那(nà)麼(mó)在電場強度大(dà)到(dào)足以(yǐ)加(jiā)速(sù)電子(zǐ)穿(chuān)過材料(liào)時，仍(réng)將(jiāng)發生(shēng)擊(jī)穿。標準(zhǔn)電場強(qiáng)度被(bèi)稱為(wéi)固有絕緣強度(dù)。雖然(rán)機(jī)製本身(shēn)也許已(yǐ)經(jīng)涉及，但本(běn)測試法(fǎ)仍不(bù)能測(cè)試固(gù)有(yǒu)絕緣強(qiáng)度(dù)。

凱特(tè)爾絕(jué)緣耐(nài)電壓強度(dù)，介電(diàn)強度，介電(diàn)擊穿電壓(yā)測試(shì)的(dí)意義(yì)以及涉及(jí)的標(biāo)準

絕緣材料的性(xìng)質

固態工(gōng)業絕緣(yuán)材料通常(cháng)是非(fēi)均匀的，且(qiě)含有(yǒu)許(xǔ)多不(bù)同(tóng)的電介質缺陷。試樣(yàng)上常(cháng)常發生擊(jī)穿(chuān)的區域，並不(bù)是(shì)那些電(diàn)場強(qiáng)度大(dà)的(dí)區域，有時(shí)甚(shèn)至是那(nà)些(xiē)遠離(lí)電極的(dí)區域。在(zài)應(yīng)力下卷(juàn)中的薄(báo)弱環節有時(shí)將決(jué)定測試的(dí)結(jié)果。

凱(kǎi)特爾絕緣(yuán)耐電(diàn)壓強度(dù)，介電強(qiáng)度，介(jiè)電擊穿(chuān)電壓測(cè)試的意義以及涉及的標(biāo)準(zhǔn)

測試和測試(shì)樣(yàng)狀(zhuàng)況的影響(xiǎng)因(yīn)素

電極——通常，隨著電極(jí)區域(yù)的(dí)增(zēng)加，擊穿電壓(yā)會降(jiàng)低(dī)，這種(zhǒng)影響對(duì)於薄試(shì)樣來說更為(wéi)明(míng)顯。電(diàn)極的(dí)幾(jī)何形狀(zhuàng)也會(huì)影(yǐng)響(xiǎng)測試(shì)的(dí)結(jié)果。製(zhì)作電極的(dí)材料(liào)也會對(duì)測試結(jié)果產生影響(xiǎng)，這(zhè)是因為電(diàn)極(jí)材料的熱導(dǎo)性和功函會對熱(rè)機製(zhì)和(hé)發電機製(zhì)產生影(yǐng)響(xiǎng)。通常來(lái)說，由(yóu)於(yú)缺乏相關的實(shí)驗數(shù)據，所以很(hěn)難確定(dìng)電(diàn)極(jí)材(cái)料(liào)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)。

試樣厚(hòu)度(dù)——固體(tǐ)工(gōng)業絕緣材料(liào)的絕(jué)緣(yuán)強(qiáng)度(dù)主要(yào)取決於(yú)試(shì)樣的厚度。經驗顯示(shì)，對(duì)於固體(tǐ)和半固(gù)體(tǐ)材(cái)料來(lái)說，絕緣(yuán)強度(dù)與(yǔ)以試(shì)樣厚(hòu)度為分(fēn)母的(dí)分(fēn)數成反(fǎn)比，更多的證(zhèng)據(jù)顯示，對(duì)於相對均(jūn)匀的(dí)固體來(lái)說(shuō)，絕緣強(qiáng)度與厚度(dù)的(dí)平方根互(hù)為倒數(shù)。如(rú)果固體(tǐ)試樣能熔(róng)化後(hòu)倒(dǎo)入到固定電(diàn)極之間並(bìng)凝固下(xià)來，那(nà)麼電(diàn)極(jí)間距(jù)的影(yǐng)響將很難得到(dào)明確(què)的定義(yì)。因(yīn)為在(zài)這種情(qíng)況(kuàng)下，可以隨意固(gù)定(dìng)電極間距，所(suǒ)以習慣在液(yè)體(tǐ)或可溶(róng)固(gù)體(tǐ)中進(jìn)行絕緣強(qiáng)度測試，此(cǐ)時電極間具有標準的(dí)固(gù)定空(kōng)間。因(yīn)為(wéi)絕緣強(qiáng)度(dù)取決於(yú)厚度(dù)，所(suǒ)以如果(guǒ)在(zài)報(bào)告絕(jué)緣(yuán)強(qiáng)度數據(jù)時(shí)缺乏測試(shì)所用(yòng)試樣的起(qǐ)始厚度，那(nà)麼(mó)這樣(yàng)的(dí)數據(jù)將毫(háo)無(wú)意(yì)義(yì)。

溫度——試樣(yàng)和(hé)環境介質(zhì)的溫度將影響絕緣(yuán)強度(dù)，雖然對於(yú)大多數材(cái)料來(lái)說(shuō)，微小的環境(jìng)溫(wēn)度(dù)變化對材料(liào)造成影響(xiǎng)可以(yǐ)忽(hū)略(lüè)不(bù)計(jì)。通常，絕(jué)緣強度(dù)隨溫(wēn)度(dù)的升(shēng)高而降(jiàng)低，但(dàn)其(qí)強度的(dí)極限取決(jué)於(yú)被(bèi)測材料(liào)。*，由於(yú)材料(liào)需要(yào)室溫以外(wài)的(dí)條(tiáo)件下發揮(huī)作(zuò)用，所(suǒ)以(yǐ)有必要在比期(qī)望(wàng)操作溫度更(gēng)大的範圍(wéi)裏(lǐ)，對絕緣強度(dù)與(yǔ)溫度的關係進(jìn)行(háng)確定(dìng)。

 時(shí)間(jiān)——電壓應(yīng)用的速(sù)率(shuài)也會(huì)影響測(cè)試(shì)結果。通常，擊(jī)穿電壓隨(suí)電壓應用速(sù)率(shuài)的增(zēng)加而提高(gāo)。這是(shì)預料(liào)之(zhī)中的，因為熱(rè)擊(jī)穿機(jī)製有(yǒu)賴於時間，而放電(diàn)機(jī)製也有(yǒu)賴於(yú)時(shí)間，雖然(rán)在一些情(qíng)況下(xià)，後一(yī)種(zhǒng)機製通過產(chǎn)生(shēng)局部(bù)電場(cháng)高(gāo)臨界(jiè)強度造(zào)成快(kuài)速(sù)失效(xiào)。

波(bō)形——通(tōng)常(cháng)，應用電(diàn)壓的波(bō)形(xíng)也會(huì)影(yǐng)響絕(jué)緣強度(dù)。在(zài)本測試(shì)方(fāng)法(fǎ)的限(xiàn)製(zhì)說(shuō)明中，波(bō)形的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)是不顯(xiǎn)著的(dí)。

頻率——對於(yú)本(běn)測(cè)試(shì)法(fǎ)，在工業用(yòng)電頻(pín)率範圍(wéi)內(nèi)，頻率(shuài)的(dí)變化(huà)對(duì)絕緣(yuán)強(qiáng)度的影(yǐng)響(xiǎng)將不(bù)是那麼(mó)顯(xiǎn)著。但是(shì)，不能從(cóng)本測試法所(suǒ)得結果(guǒ)中(zhōng)推(tuī)斷出其他非工(gōng)業用電(diàn)頻(pín)率(shuài)（50到(dào)60HHz）對絕(jué)緣強(qiáng)度的影響。

環(huán)境介(jiè)質(zhì)——通常(cháng)測試具有高(gāo)擊穿電(diàn)壓的固體絕緣(yuán)材料(liào)，是將試(shì)樣浸入(rù)到(dào)液體(tǐ)介質(zhì)中，例(lì)如(rú)變(biàn)壓(yā)器油(yóu)，矽油(yóu)，或是氟利(lì)昂中(zhōng)，以(yǐ)減小擊穿前(qián)表麵放電的(dí)影(yǐng)響。這已經(jīng)由(yóu)S.Whitehead¹⁰所揭示，為了(liǎo)避免固體(tǐ)試(shì)樣(yàng)在(zài)達到(dào)擊穿電(diàn)壓前在環境介質中(zhōng)發生(shēng)放電(diàn)現象，在交(jiāo)流電測試(shì)中(zhōng)，有必(bì)要(yào)確(què)保：

         （X1.1）

如(rú)果浸入(rù)的(dí)液(yè)體(tǐ)介(jiè)質是一(yī)種低損(sǔn)耗材(cái)料(liào)，該(gāi)公(gōng)式(shì)可(kě)以簡(jiǎn)化(huà)為：

           （X1.2）

    如果浸(jìn)入(rù)的液(yè)體(tǐ)介質(zhì)是(shì)一(yī)種(zhǒng)半導(dǎo)體(tǐ)材(cái)料，那(nà)麼該(gāi)公式(shì)可以變(biàn)為(wéi)：

              （X1.3）

式中(zhōng)：

E=絕緣強度；

f=頻率；

ε和ε′=介電(diàn)常(cháng)數；

D=耗(hào)散因(yīn)數(shù)；

o=電導率(shuài)（S/m）；

下標：

m指浸(jìn)入(rù)介(jiè)質；

r指(zhǐ)相對(duì)值(zhí)；

O指自由空間；

（ε_O=8.854×10^-12F/m）

s指固(gù)體電介(jiè)質(zhì)。

Whitehead指(zhǐ)出，要避(bì)免(miǎn)表(biǎo)麵放(fàng)電，則應(yīng)提高E_m和(hé)ε_m或(huò)是提高(gāo)σ_m。通常(cháng)規定使(shǐ)用變(biàn)壓(yā)器油，其介電(diàn)性能(néng)是這樣的(dí)，如果(guǒ)電場強度Es達到以(yǐ)下水(shuǐ)平，則會(huì)發(fā)生邊緣擊穿：

          （X1.4）

如果測試樣很(hěn)厚，且其介(jiè)電常(cháng)數很小(xiǎo)，那(nà)麼含有t_s的量(liáng)將成(chéng)為相(xiāng)對(duì)影(yǐng)響(xiǎng)因數(shù)，介電常(cháng)數與電場強度的(dí)乘(chéng)積(jī)將(jiāng)近(jìn)似於一個常(cháng)數。¹¹Whitehead也(yě)指出（p. 261）使(shǐ)用潮濕的(dí)半(bàn)導體(tǐ)油(yóu)將(jiāng)能有效減少邊(biān)緣(yuán)放電的(dí)現象。如果電極(jí)間的擊穿路(lù)徑僅(jǐn)在(zài)固(gù)體(tǐ)中出現(xiàn)，那(nà)麼此(cǐ)介質(zhì)將不能與其(qí)他(tā)介質進(jìn)行比較。也應該注(zhù)意到如(rú)果(guǒ)固體是多孔的或是能夠被(bèi)浸入(rù)介質(zhì)充(chōng)滿，固體的(dí)擊穿強(qiáng)度(dù)將受到浸入(rù)介質電(diàn)氣性質的直(zhí)接影響。

相(xiāng)對濕度(dù)——相對(duì)濕度(dù)影響(xiǎng)絕(jué)緣強度(dù)是(shì)因(yīn)為測試(shì)材料吸收的(dí)水分或(huò)表麵(miàn)吸(xī)附(fù)的(dí)水分將影響介(jiè)質(zhì)損(sǔn)耗和表麵(miàn)電導率。因此，它的(dí)重要(yào)性很大程度上有(yǒu)賴於(yú)測試材料(liào)的(dí)性(xìng)質(zhì)。但是，即(jí)使(shǐ)材料隻(zhī)吸收(shōu)了一(yī)點(diǎn)甚(shèn)至(zhì)沒有吸(xī)收(shōu)水分，仍會(huì)受到影(yǐng)響，因(yīn)為在(zài)有水的情(qíng)況(kuàng)下(xià)，將大大提高放(fàng)電(diàn)的化(huà)學(xué)效應。除此(cǐ)之外，還應(yīng)調查(chá)暴(bào)露在(zài)電(diàn)場強度中的影(yǐng)響，通常(cháng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的調節(jié)流程(chéng)來控(kòng)製或限(xiàn)製(zhì)相對濕度的(dí)影響。

¹⁰ 文獻：Whitehead, S., 固體介電擊穿, Oxford University Press, 1951

太(tài)倉(cāng)市絕(jué)緣耐電壓(yā)強度，介電(diàn)強度，介電擊(jī)穿(chuān)電壓(yā)測試的意(yì)義以(yǐ)及涉及的標(biāo)準

介質擊穿(chuān)測試能作為材料檢(jiǎn)測或是(shì)質量控製(zhì)測(cè)試，作(zuò)為一種推(tuī)測其他(tā)條件(jiàn)的手(shǒu)段(duàn)，例如變(biàn)率，或是指明惡化(huà)的(dí)過(guò)程，如(rú)熱老化。在(zài)使(shǐ)用(yòng)本測試法(fǎ)時，擊(jī)穿(chuān)電壓的相對值比(bǐ)值更(gēng)重(zhòng)要。