橡胶电气击穿试验仪橡胶电气击穿试验仪

Xl. 绝缘强度测试的意义

X1.1 介绍

简要回顾了击穿的三种假定机制，分别是：（1）放电或电晕机制，（2）热机制，以及（3）固有机制，讨论了在原理上对实际电介质产生影响的因素，并对数据的解释提供帮助。击穿机制常常与其他机制相结合，而非单独发挥效用。随后的讨论仅针对固体和半固体材料。介电击穿的假定机制由放电造成的击穿——在对工业材料进行的许多测试中，都是由于放电造成了击穿，这通常造成较高的局部场。对于固体材料来说，放电常常发生在环境介质中，因此增加测试的区域将在电极边缘上或外侧产生击穿。放电也会发生在内部出现或生成的一些泡沫或气泡里。这会造成局部的侵蚀或化学分解。这些过程将一直持续到在电极间形成的失效通路为止。热击穿——在置于高强度电场时，在许多材料内的局部路径上会积聚大量的热，这将造成电介质和离子导电性能的损失，进而迅速产生热量，所产生的热量将大于所能耗散掉的热量。由于材料的热不稳定性，导致了击穿的发生。

固有击穿——如果放电或热稳定性都不能造成击穿，那么在电场强度大到足以加速电子穿过材料时，仍将发生击穿。标准电场强度被称为固有绝缘强度。虽然机制本身也许已经涉及，但本测试法仍不能测试固有绝缘强度。绝缘材料的性质固态工业绝缘材料通常是非均匀的，且含有许多不同的电介质缺陷。试样上常常发生击穿的区域，并不是那些电场强度大的区域，有时甚至是那些远离电极的区域。在应力下卷中的薄弱环节有时将决定测试的结果。 测试和测试样状况的影响因素——通常，随着电极区域的增加，击穿电压会降低，这种影响对于薄试样来说更为明显。电极的几何形状也会影响测试的结果。制作电极的材料也会对测试结果产生影响，这是因为电极材料的热导性和功函会对热机制和发电机制产生影响。通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。试样厚度——固体工业绝缘材料的绝缘强度主要取决于试样的厚度。经验显示，对于固体和半固体材料来说，绝缘强度与以试样厚度为分母的分数成反比，更多的证据显示，对于相对均匀的固体来说，绝缘强度与厚度的平方根互为倒数。如果固体试样能熔化后倒入到固定电极之间并凝固下来，那么电极间距的影响将很难得到明确的定义。因为在这种情况下，可以随意固定电极间距，所以习惯在液体或可溶固体中进行绝缘强度测试，此时电极间具有标准的固定空间。因为绝缘强度取决于厚度，所以如果在报告绝缘强度数据时缺乏测试所用试样的起始厚度，那么这样的数据将毫无意义。

温度——试样和环境介质的温度将影响绝缘强度，虽然对于大多数材料来说，微小的环境温度变化对材料造成影响可以忽略不计。通常，绝缘强度随温度的升高而降低，但其强度的极限取决于被测材料。由于材料需要室温以外的条件下发挥作用，所以有必要在比期望操作温度更大的范围里，对绝缘强度与温度的关系进行确定。时间——电压应用的速率也会影响测试结果。通常，击穿电压随电压应用速率的增加而提高。这是预料之中的，因为热击穿机制有赖于时间，而放电机制也有赖于时间，虽然在一些情况下，后一种机制通过产生局部电场高临界强度造成快速失效波形——通常，应用电压的波形也会影响绝缘强度。在本测试方法的限制说明中，波形的影响是不显著的。频率——对于本测试法，在工业用电频率范围内，频率的变化对绝缘强度的影响将不是那么显著。但是，不能从本测试法所得结果中推断出其他非工业用电频率（50到60HHz）对绝缘强度的影响。