环氧复合绝缘材料的击穿强度与沿面闪络电压测试条件概述:

标准依据：GB/T1408.1—2016。

测试对象：掺杂不同Na+质量分数的氧化铝填料环氧复合材料，样品为直径100mm、厚度1mm的圆片。

升压速度：2,000V/s（短时电场）和100V/s（长时电场）。

数据处理：结果采用威布尔分布表示，取63.2%击穿概率下的值进行分析。

一、击穿强度

关键结果：

1.短时电场（2000V/s）：Na+质量分数在0.02%至0.04%时，击穿强度相对稳定；超过此范围（0.06%至0.12%），击穿强度开始逐渐下降。

2.长时电场（100V/s）：击穿强度随Na+质量分数的增加显著且持续下降。例如，Na+质量分数从0.02%增至0.12%时，击穿强度从30.9kV/mm降至25.4kV/mm，降幅达5.5kV/mm。

主要结论：

长时电场下Na+对击穿强度的削弱效应远大于短时电场。

Na+的存在降低了材料的体积电阻率，使高能电子更易注入并破坏基体，尤其在长时间电场作用下，热积累和电子雪崩效应加剧了破坏。

应避免使用高Na+质量分数的氧化铝填料，以维持材料的绝缘可靠性。

二、沿面闪络电压总结

关键结果：

1.总体趋势：无论短时或长时电场，样品的沿面闪络电压均随Na+质量分数的增加而逐渐下降。

2.下降幅度：

短时电场（2000V/s）：从32.2kV降至30.6kV，降幅约5%。

长时电场（100V/s）：从33.0kV降至29.3kV，降幅约11%。

3.特殊现象：

在Na+质量分数较低（0.02%-0.06%）时，长时电场下的闪络电压高于短时电场。

在Na+质量分数较高（0.08%-0.12%）时，长时电场下的闪络电压低于短时电场。

主要结论：

Na+的存在对沿面闪络性能同样不利。

其机制是Na+降低了材料的表面电阻率，促进了表面电荷的迁移和积聚，导致电场畸变和表面碳化。

低Na+含量时，体积电阻率下降可能使部分电子注入浅表层，反而短暂改善了表面电场分布；但高Na+含量时，电子注入和热破坏加剧，最终导致闪络电压在长时间下更低。

综合结论

1.负面影响明确：氧化铝填料中的Na+杂质，无论是对于材料本体的击穿强度，还是对于表面的沿面闪络电压，均产生显著的降低作用。

2.时间效应显著：在长时、慢速升压（100V/s）的电场作用下，Na+对绝缘性能（尤其是击穿强度）的劣化影响更为突出。这表明材料在长期工作电压下的可靠性对Na+含量更为敏感。

3.材料选择指导：为保证环氧复合绝缘材料在高压下的长期可靠性，应严格控制氧化铝填料中的Na+杂质含量，优先选用低Na+或无Na+的高纯填料。