聚四氟乙烯介電強度測試設備名詞解釋：

介電強度

一、基本概念：

1、電擊穿：

高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體，但隨著施加電壓的升高，性能會逐漸下降。當電壓升到一定值時變成局部導電，此時稱材料被擊穿。

2、介電強度（擊穿強度）：

指造成聚合物材料介電破壞時所需的最大電壓，一般以單位厚度的試樣被擊穿時的電壓數表示。    

                              E=V/d

式中：E——介電強度，KV/mm

          V擊穿——擊穿電壓，KV

          d——試樣厚度，mm

二、基本原理：

通常介電強度越高，材料的絕緣質量越好。

塑料擊穿的主要表現：

絕緣性能破壞，擊穿點上產生電弧，材料穿孔熔化、變焦、燒毀等。

固體介質中，總有一些自由電子存在，在外電場作用下被加速而撞擊中性原子，致使原子電離，最終造成材料擊穿。

高分子的擊穿通常與溫度有關：

當低于某一溫度時，界電強度與溫度無關——電擊穿

高于這一溫度時，隨溫度升高而界電強度降低。

高分子材料在發生電擊穿時，常伴隨有熱擊穿。

熱擊穿，介電強度隨溫度增加而迅速降低。

塑料擊穿的特點：

塑料材料的擊穿過程，通常伴隨著熱擊穿與電擊穿，很難說界定是某種擊穿。

一般來說，工作溫度高，散熱條件差，介質電導及損耗大的材料，發生熱擊穿的幾率高。

熱擊穿的原理：

塑料介質在電場中發生的熱量大于它能散發的熱量，使其內部溫度不斷升高。

溫度升高導致其電阻下降，流經試樣電流增大，產生的熱量更多，如此循環不已，致使介質轉變為另一種聚集態，失去了耐電壓能力、材料被破壞。

熱擊穿的外部表現：

介電強度隨溫度升高而迅速下降；

熱擊穿與電壓作用的長短有關；

與電場畸變及周圍介質的電性能關系不大；

擊穿點多發生在電極內部。

三、試驗方法：

短時法 （連續均勻升壓）

   施加于試樣的電壓從零開始，以均勻速率逐漸增加到材料發生介電破壞。

低速升壓法 （逐級升壓）

   將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓，然后以均勻速率增加電壓直到發生擊穿。

   每級升壓值大約為V擊穿的5~10%。測試的試樣厚度一般是1.59mm

四、介電強度試驗方法有：

GB/T1408.1-2016；

IEC60243-1：2013

GB/T1408.2-2016；

IEC60243-2：2013

ASTM D149；

GB/T1695-2005；

五、試樣制備與處理：

根據測試產品規格及測試要求，采用模塑成型或機械加工方法制備試樣。與電極接觸的試樣兩表面要平行，并且應盡可能平整光滑，試樣厚度一般不大于3mm，當厚度大于3mm時，單面成（3±0.2）mm，未加工面應與高壓電極接觸。 注意：不同厚度的試樣其結果不能進行比較。

對于垂直于材料表面的試驗，要求試樣有足夠大的面積以防止試驗過程中發生閃絡。

（注：閃絡：試樣和電極周圍的氣體或液體煤質承受電應力作用時，其絕緣性能損失，由此引起的試驗回路電流促使相應的回路斷路器動作）

試樣的幾何形狀見下表，每組試樣數量不得少于3個：

試樣預處理應遵循測試材料的產品規格進行。如果沒有特殊要求，則試樣在溫度為（23±2）℃，相對濕度為（50±5）％的條件下不少于24h。

六、試樣條件：

（1）常態實驗環境條件：溫度為20±5℃，相對濕度為65±5％。

（2）熱態實驗或潮濕環境實驗條件由產品標準予以規定。

（3）實驗煤質：介電強度試驗應盡量在接近測試材料的實際使用環境的煤質中進行，同時應避免測試中發生閃絡。選用的煤質不應與被測試試樣發生反應。通常選用的液體煤質應符合IEC 60296:2003的變壓器油，當在礦物油會發生膨脹的材料，也可以采用其他液體（如硅油）。對擊穿電壓值相對較低的試樣，可以直接在空氣中試驗。

七、實驗步驟：

（1）選擇試樣，并根據產品要求對試樣進行預處理。

（2）調節環境的溫濕度并選好試驗煤質。試驗環境的調節：常態溫度為20±5℃，相對濕度為65±5％。熱態或潮濕環境的試驗條件按產品標準規定調節。試驗煤質：氣體煤質一般采用空氣，液體煤質用變壓器油或耐高溫的氣缸油。

（3）測量試樣厚度。用厚度測量儀在試樣測量電極面積下，沿直徑測量試樣厚度不少于3點，取其算術平均值作為試樣厚度，測量誤差為±0.01mm。

（4）試樣經測厚和預處理后，再用綢布蘸上對材料無任何作用的溶劑擦凈表面，裝入儀器內兩電極之間，保持良好的接觸，開始試驗。

（5）測試介電強度。

（6）耐電壓實驗。

八、實驗結果：

（1）擊穿的判斷：在電擊穿時，回路中的電流增加和試樣兩端電壓下降，使斷路器跳開或熔絲燒斷。試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂或燒焦等痕跡。如果痕跡不清，可用重復施加試驗電壓來判斷。

（2）介電強度計算：按式（5-15）計算

Eb＝Ub／d

式中： Eb－擊穿強度，KV/mm；

       Ub－擊穿電壓，KV，以各次實驗的算術平均    值作為實驗結果，取三位有效數字；

       d－試樣厚度，mm。

 以5次實驗的平均值作為實驗結果，取三位有效數字。

      如個別實驗值對平均值的相對誤差超過15%，則另取樣進行5次實驗，實驗結果由10次實驗的算術平均值計算。

九、實驗設備：

ZJC-50KV介電強度測試儀

ZJC-100KV介電強度測試儀

試驗主機由高壓變壓器、調壓變壓器、保護電路等部件組成：

十、介電強度測試裝置(高壓試驗變壓器)的維護：

(1)要經常檢查儀器室外及室內接地是否可靠。

(2)參加試驗人員必須遵守試驗裝置使用操作規程，確保試驗安全。

(3)試驗電壓通常應不大于儀器最高工作電壓的80％(如≤80kV)。

(4)隨時保持工作環境的清潔，應避免儀器工作媒質受到臟物污染。

十一、影響因素

（一）試樣的厚度

隨試樣厚度增加，介電強度減小：

在擊穿中，既有電擊穿，也有熱擊穿。

從熱擊穿理論來講：

試樣厚度增加，散熱條件變壞，促使單位厚度的擊穿電壓降低。

從電擊穿理論講：

當試樣較薄時，電子加速時間相應地減小，電子不易從電極上逸出，其介電強度也相應增加。

（二）升壓速度

以電擊穿為主的試樣，升壓速度的影響不大；

以熱擊穿為主的試樣，隨升壓速度提高而增大。

（3）電極倒角r：

電極與試樣接觸平面邊緣形成的半徑r的角稱為倒角。

當電極面積變化不大時，介電強度變化不大，

當電極變成半圓球狀（r很大），介電強度變化較大。

邊緣效應，靠邊緣處場強非常大的現象。

由于邊緣效應，電極邊緣間的介質容易已被擊穿。

而邊緣處場強的大小與倒角r有關系，

一般r小，場強變大，所以，標準方法中規定ｒ＝2.5mm。

電極倒角r的影響：

(4)試驗環境

多數材料在低溫下，介電強度與溫度無關，

當溫度升高至某個高度，介電強度隨著溫度升高而下降。

濕度增加，介電強度也下降。

水分進入試樣，電導變大之故。

（5）試樣加工

不良的加工方法會在材料中形成缺陷，

例如弱的熔接縫、氣泡流線和雜質顆粒，都會使介電強度降低30～60%，降低程度隨缺陷的嚴重程度而異。

聚四氟乙烯介電強度測試設備實驗原理：

1、本儀器由控制部分和高壓試驗部分組成。北京智德創新檢測儀器由計算機或觸摸屏控制整個儀器運行。
2、在觸摸屏或計算機上設置界面設置好升壓方式、試驗電壓值、耐壓時間值，升壓速度確定后回到主界面，啟動運行后，北京智德創新檢測儀器器按預先設定的升壓方式和升壓速度控制步進電機，從而帶動調壓器升高試驗電壓，并同步測量試驗電壓，由計算機或觸摸屏顯示電壓值，并描繪出實時曲線。變壓器高壓端串聯一個保護電阻接到電極系統的上電極，施加到試樣上。
3、當試驗電壓達到預設值，保持耐壓時間（升壓方式為恒定耐壓）過后，試樣還未擊穿，系統自動降壓回零跳閘；若在升壓過程中試樣擊穿，過流繼電器將迅速切斷電路自動降壓回零，觸摸屏或計算機界面將保持最高擊穿試驗電壓值顯示。