绝缘材料电气介电强度的试验方法？

绝缘材料电气介电强度的试验方法？

1.试验目的

量化固体绝缘材料在工频（50 Hz）正弦电场下的“击穿电压（Breakdown Voltage, Ub）"，并计算其“电气介电强度（Electric Strength, Eb = Ub / d，单位 kV mm^-1）"，用以评估材料在额定工作场强下的安全裕度与失效阈值。

2.适用对象

热固性层压制品、工程塑料、橡胶、云母基复合材、陶瓷及玻璃等固体介质；可扩展至电缆绝缘切片、电机槽楔、变压器撑条等成品样件。

3.试样制备

尺寸：厚度 d 优先 0.2 mm～2.0 mm（±2 %），直径 φ = 100 mm 或边长 100 mm 方片；

数量：不少于 5 个有效样片，若用于仲裁检验则 ≥ 10 个；

预处理：置于 23 ℃±2 ℃、相对湿度 50 %±5 % 环境下不少于 16 h，满足 GB/T 2918 状态调节要求。

4.电极系统

主电极：不锈钢或黄铜材质，直径 25 mm±0.5 mm，边缘倒角 R 3 mm，表面粗糙度 Ra ≤ 0.4 µm；

对电极：直径 75 mm±1 mm，厚度 ≥ 6 mm，确保均匀电场；

安装：电极同轴度偏差 ≤ 0.1 mm，试样与电极间无可见气泡；必要时在绝缘油（介电常数 2.2～2.5，击穿电压 ≥ 60 kV/2.5 mm）中测试，以抑制表面爬电。

5.环境条件

温度 23 ℃±2 ℃，相对湿度 ≤ 80 %，大气压 86 kPa～106 kPa；试验区域背景电磁场畸变率 < 5 %，接地电阻 ≤ 4 Ω。

6.升压方式

短时（快速）法：从零开始，以 0.5 kV s^-1～1.0 kV s^-1 匀速升压，直至试样击穿；

步进法：每级升压 ΔU = 预期击穿电压的 10 %，每级保持 10 s，继续升压直至击穿；

耐压法：直接施加规定电压（如 20 kV），维持 1 min，观察是否发生击穿或漏电流 > 20 mA。

7.击穿判别

回路电流瞬时跃升 ≥ 10 mA 并持续 ≥ 3 个工频周期，伴随电压骤降、试样穿孔、闪络或烧焦，即判定为击穿；设备应能在 10 ms 内切断高压，防止持续电弧碳化。

8.数据采集

自动记录击穿瞬间电压峰值 Ub（精度 ±1 %），并计算电气介电强度 Eb = Ub / d，结果保留三位有效数字；同步保存漏电流-电压曲线，用于失效机理分析。

9.结果处理

剔除粗大误差（Grubbs 检验，α = 0.05）后，取算术平均值 Ēb 与标准差 σ；报告须包含“特征击穿场强 E0.5（Weibull 尺度参数）"与“形状参数 m"，评估批次一致性。

10.安全防护

试验腔体具备 15 kPa 防爆泄压阀，门联锁 + 零位启动 + 急停双回路；操作人员须佩戴 30 kV 绝缘手套，穿 500 V 绝缘鞋，执行“两人一机"监护制度。

11.报告要素

① 试材名称、批号与供货方；② 试样厚度及电极配置示意；③ 升压方式与速率；④ 各次击穿电压原始值、平均值与 Weibull 曲线；⑤ 试验日期、环境温湿度及设备校准有效期。

12.标准更新要点

新增直流叠加因素：允许在工频电压基础上叠加 ≤ 20 % 的直流偏置，模拟高压直流输电工况；

引入 500 V/s 快速上升法，适配超薄（< 0.1 mm）纳米复合膜；