漆包線交直流介電強(qiáng)度測定儀

一、概述

漆包線交直流介電強(qiáng)度測定儀主要適用于固體絕緣材料如樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時間的測試；該儀器采用計算機(jī)控制，可對試驗過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。本儀器是測試有關(guān)產(chǎn)品耐電壓擊穿強(qiáng)度的重要儀器。依靠該儀器提供的模擬試驗條件，可以直觀、準(zhǔn)確、快速、可靠地對各種被測對象進(jìn)行擊穿電壓，漏電流等各項測試。儀器采用觸摸屏和計算機(jī)雙重操控，可以方便地把試驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、處理、曲線顯示及打印。本儀器經(jīng)過多年不斷改進(jìn)完善，日趨成熟，具有很高的安全性和可靠性，受到了用戶的好評。
二、

三、安全說明

由于試驗經(jīng)常是在高電壓條件下進(jìn)行，為確保操作者安全。本儀器采用如下保護(hù)設(shè)計。

1、前端裝有空氣開關(guān)做過流保護(hù)；（設(shè)定值20A.）；

2、試驗箱采用具有良好絕緣特性的有機(jī)玻璃制成。北京智德創(chuàng)新檢測儀器測試電壓頭安全放電距離對四周均大于200mm；（350mm），試驗時箱壁對操作者構(gòu)成良好防護(hù)墻，以確保安全；

3、試驗變壓器高壓側(cè)尾端及儀器外殼均已安全接地；

4、電路上設(shè)有過流保護(hù)、過壓保護(hù)，（要求：北京智德創(chuàng)新檢測儀器器主機(jī)電源和計算機(jī)電源必須同相）；

5、報警燈信息解釋：

(1)試驗箱門打開綠色燈亮，代表可以進(jìn)行更換試樣操作。

(2)試驗箱門關(guān)閉黃色指示燈亮代表可以開始試驗。

(3)試驗開始后高壓大于0.5KV時紅燈點亮，代表高壓警示。

(4)直流試驗結(jié)束，高壓放電。或手動放電時。蜂鳴器響起報警燈閃爍。

6、四級安全斷電控制：

⑴漏電保護(hù)器（空開）

⑵總電源開關(guān)（急停）

⑶調(diào)壓器復(fù)位開關(guān)

⑷試驗箱門安全開關(guān)

特別提示：安裝北京智德創(chuàng)新檢測儀器器的試驗室必須裝備符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的接大地保護(hù)線；

接地保護(hù)線端子位于主機(jī)后板左下,（接地電阻小于4歐姆。）

輸入電源功率：北京智德創(chuàng)新檢測儀器ZJC-50kV型不低于3kVA

介電強(qiáng)度試驗電氣可靠性

電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備的穩(wěn)定與可靠性在很大程 度上取決于其絕緣，隨著電力系統(tǒng)額定電壓的提高， 對系統(tǒng)供電可靠性的要求也愈高，系統(tǒng)絕緣在高場 強(qiáng)下正常工作是非常重要的。 中壓電力電纜作為電 力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備之一，其損壞的大部分原因是 絕緣層擊穿，如常見的熱擊穿、電擊穿和局部放電引 起的擊穿等。 而選擇電氣穩(wěn)定性可靠的優(yōu)質(zhì)絕緣材 料是解決方案之一。

擊穿是絕緣材料的基本電性能之一，它決定了 絕緣材料在電場作用下保持絕緣性能的極限能力。 與電纜不同，絕緣材料通常只考慮電擊穿。 在較低 溫度下，采用消除邊緣效應(yīng)的電極裝置等嚴(yán)格控制 條件下得到的電擊穿場強(qiáng)，稱為介電強(qiáng)度 。 介電強(qiáng)度僅與材料的化學(xué)組成及性質(zhì)有關(guān)，是材料的特 性參數(shù)之一，反映了絕緣材料耐受電場作用能力的 最大限度，因此可以選擇介電強(qiáng)度作為評價交聯(lián)聚 乙烯（XLPE）絕緣料電氣可靠性的試驗參數(shù)。

1 樣品選擇

XLPE 絕緣料的耐溫等級通常為 90℃ ，電性能 和機(jī)械性能優(yōu)異。 對于沒有柔軟要求的中壓電纜， 絕緣主要采用 XLPE 料。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB ／ T 10437— 2004規(guī)定了 35 kV 及以下的 XLPE 絕緣料的型式 試驗要求。

35 kV 及以下的交聯(lián)電纜絕緣料已全實現(xiàn)國 產(chǎn)化，但是業(yè)內(nèi)實際使用的絕緣料有相當(dāng)一部分仍 采用進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)料。 為了選取有行業(yè)代表性的樣 品，作者采用來自 6 個不同的生產(chǎn)廠家的 10 kV 及 以下化學(xué)交聯(lián)聚乙烯絕緣料（YJ-10）。 按行業(yè)內(nèi)口 碑分為進(jìn)口優(yōu)質(zhì) YJ-10 料兩家（A1，A2），國產(chǎn)優(yōu)質(zhì) YJ-10 料兩家 （ B1， B2）， 國產(chǎn)廉價 YJ-10 料 兩 家 （C1，C2）。 對 6 個樣品按 JB ／ T 10437—2004 標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行了型式試驗，結(jié)果都符合標(biāo)準(zhǔn)要求（見表 1）。

2 試驗程序

絕 緣 材 料 的 介 電 強(qiáng) 度 試 驗 通 常 按 GB ／ T 1408. 1—2016《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗方法 第 1 部 分：工頻下的試驗》 ［3］ 進(jìn)行。 此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用變 壓器油作為媒質(zhì)時測試絕緣材料短時介電強(qiáng)度的試 驗方法。 例行的質(zhì)量控制試驗通常取 5 次試驗的中 值作為介電強(qiáng)度的試驗結(jié)果。 然而盡管介電強(qiáng)度是 絕緣材料的特性參數(shù)，但試驗數(shù)據(jù)總帶有一定的隨 機(jī)性和分散性，進(jìn)行電氣可靠性研究時，確定最小樣 本容量以及對試驗結(jié)果的分析評定應(yīng)當(dāng)用統(tǒng)計學(xué)的 方法進(jìn)行。

同型 式 試 驗 的 要 求 一 致， 本 試 驗 按 GB ／ T 1408. 1—2016 在室溫下進(jìn)行，采用厚度（1±0. 1）mm 的已交聯(lián)試片，垂直放置的上下等直徑 25 mm 圓柱 電極，周圍媒質(zhì)選擇新鮮的變壓器油，連續(xù)升壓速率 為 2 000 V／ s。 按大樣本里面最小樣品數(shù)量，試驗 擊穿點選擇 60～70 個之間。 得到了 6 個 YJ-10 絕緣 料的介電強(qiáng)度試驗結(jié)果。

3 估計 Weibull 分布參數(shù)

Weibull 分 布 是 瑞 典 科 學(xué) 家 Weibull （ W. Weibull）1951 年在分析材料強(qiáng)度及鏈條強(qiáng)度時推導(dǎo) 出的一種分布函數(shù)。 由于 Weibull 分布對于各種 類型的試驗數(shù)據(jù)擬合能力很強(qiáng)，例如指數(shù)分布只能 適用于偶然失效期，而 Weibull 分布對于浴盆曲線 的三個失效期都能適用，適用性廣、覆蓋性強(qiáng)。 在疲 勞可靠性分析方面有著廣泛應(yīng)用。

Weibull 分布具有三個分布參數(shù)，通過三個分 布參數(shù)的不同組合，可以得到各種形狀的曲線，能 描述各種不同的分布類型。 如形狀參數(shù) α＜ 1 時， Weibull 分布可描述伽瑪分布；當(dāng) α ＝ 1 時，可描述 指數(shù)分布；當(dāng) α ＝ 2 時，可描述瑞利（ Rayleigh） 分 布；當(dāng) α ＝ 3. 6 時，Weibull 分布的概率密度函數(shù)是 嚴(yán)格的對稱圖形，可描述正態(tài)分布曲線。 因此一 般認(rèn)為大多數(shù)隨機(jī)變量或?qū)嶒灲y(tǒng)計數(shù)據(jù)都服從 Weibull 分布。

Weibull 分布在描述失效模式方面具有更大的 靈活性，形狀參數(shù) α 可給出失效機(jī)理［7］ 。 當(dāng)形狀參 數(shù) α＜1 時，產(chǎn)品的失效率隨時間逐漸減小，為早期 失效；當(dāng) α＝ 1 時，產(chǎn)品的失效率不隨時間變化，等于 常數(shù)，為偶然失效；當(dāng) α＞1 時，產(chǎn)品的失效率隨時間 逐漸增大，為耗損失效。 其中當(dāng) 1. 0＜α＜4. 0 時，失 效原因可描述為侵蝕失效或大多數(shù)樣品失效；α ＞ 4. 0 時，為快速耗損失效，可懷疑材料存在固有屬性 限制、宏觀制造過程缺陷、制造過程和／ 或材料中的 微小易變性等問題。 在設(shè)計壽命期如果出現(xiàn)大的 α 值應(yīng)給予重視，因為它表示此時整個系統(tǒng)存在全失效的風(fēng)險。

絕緣材料的電擊穿可看做電應(yīng)力集中源導(dǎo)致的 材料疲勞失效，實驗數(shù)據(jù)總帶有一定的隨機(jī)性和分 散性。 經(jīng)過多次的實驗研究認(rèn)為，絕緣材料的電擊 穿用 Weibull 分布規(guī)律來描述是比較合適的。

若電場強(qiáng)度 E 是一個非負(fù)的隨機(jī)變量，F（E）為 單位體積絕緣材料在電場強(qiáng)度升到 E 時發(fā)生擊穿 的概率［2］ ，則電場強(qiáng)度升到 E 時不發(fā)生擊穿的概率 為 1－ F（E），記作 P（E）＝ 1－ F（E）。 F（E）和 P（E） 用三參數(shù) Weibull 分布函數(shù)表示為

函數(shù) F（E） 對 E 的變化率 f（E），稱為 Weibull 分布概率密度，其表達(dá)式為

式中：α 為形狀參數(shù)，或 Weibull 斜率；E0 為位置參 數(shù)；β 為比例參數(shù)，或尺度參數(shù)。

參數(shù) α 和 β 表示 Weibull 分布的分布特征。 α 為形狀參數(shù)，決定了分布曲線的形狀，α 又被稱為 Weibull 斜率，是材料內(nèi)在的表征參數(shù)，與材料的質(zhì) 量有關(guān)，可以描述產(chǎn)品的失效機(jī)理，表征材料性能， 描述試驗材料的性能優(yōu)劣。 參數(shù) β 不能改變曲線的 變化趨勢，但能使曲線的“跨度” 改變，因此決定了 分布的比例或者說尺度，稱為比例參數(shù)或尺度參數(shù)。 E0 取不同數(shù)值，f（E） 曲線的形狀不會改變，僅位置 在平移，故 E0 稱為位置參數(shù)。 E0 是擊穿的閾值，是 材料的最小壽命，表示電場強(qiáng)度升到 E0 之前，絕緣 材料不會擊穿，由于絕緣材料的擊穿機(jī)理為最小值 失效，所以 E0 值應(yīng)超過“安全裕度×設(shè)計壽命”。

三參數(shù) Weibull 分布的參數(shù)估計比較復(fù)雜，大 多數(shù)估計方法都需要編程計算。 本試驗采用了 EXCEL 估計 Weibull 分布參數(shù)的方法［8］ ，失效概率采 用中位秩算法，先給出用相關(guān)系數(shù)優(yōu)化法求解三參 數(shù) Weibull 分布位置參數(shù)的公式，再將該公式利用 MS EXCEL 中的規(guī)劃求解功能進(jìn)行求解，求得位置 參數(shù) E0 ，同時利用圖表功能求解了形狀參數(shù) α 和尺 度參數(shù) β（見表 2）。

4 解析試驗結(jié)果———Weibull 分布圖形

根據(jù)表 2 的參數(shù)得到了 6 個 YJ-10 絕緣料的 Weibull 分布可靠性概率圖（見圖 1）、Weibull 分布 失效概率圖（見圖 2）和 Weibull 分布失效概率密度 函數(shù)圖（見圖 3）。 圖 1 中所有絕緣材料的數(shù)據(jù)點均 擬合成一條由上向下，從右側(cè)漸近于橫軸的光滑曲 線，它們與橫軸交點的可靠性為 0，即全失效時的 介電強(qiáng)度值 Ef。 圖 2 中所有絕緣材料的數(shù)據(jù)點均 擬合成一條由下向上，從左側(cè)漸近于橫軸的光滑曲 線，它們與橫軸交點的可靠性為 100％，即失效性為 0 時的介電強(qiáng)度值 E0 。 圖 3 中所有絕緣材料的數(shù)據(jù) 點均擬合成或肥頭或肥尾的光滑單峰曲線，這些曲 線近似對稱分布，從左右兩側(cè)漸近于橫軸，它們與橫 軸的左側(cè)交點就是 E0 值，右側(cè)交點就是 Ef 值。

圖 1 6 個 YJ-10 絕緣料的 Weibull 分布可靠性概率曲線圖

5 解析試驗結(jié)果

5. 1 形狀參數(shù) α

由表 2 可知，6 個 YJ-10 絕緣料 Weibull 分布的 形狀參數(shù) α 在 2～10 之間，從 A1 到 C2 依次遞增，最 小 2. 14，最大 8. 97。 不同的形狀參數(shù) α，不僅描述 了絕緣料的不同 Weibull 分布曲線形狀，也可分析描述絕緣料失效機(jī)理的不同，由此可以區(qū)分絕緣料 介電強(qiáng)度性能的優(yōu)劣。

不同的形狀參數(shù) α，使得 6 個絕緣料呈現(xiàn)出不 同的 Weibull 分布曲線形狀，將圖 3 中 6 個 YJ-10 絕 緣料的 Weibull 分布失效概率密度曲線圖以 A1 的 介電強(qiáng)度峰值 EW中為基準(zhǔn)移動，則得到圖 4 中峰頂 值重合的 6 條曲線。 可以看出 2≤α≤3 的 A1、A2 和 B1 絕緣料的 Weibull 分布曲線呈峰值偏左的單 峰肥尾形，α 為 4. 56 的 B2 絕緣料的 Weibull 分布曲 線呈近似對稱分布，而 6≤α≤9 的 C1 和 C2 絕緣料 的 Weibull 分布曲線呈峰值偏右的單峰肥頭形。 這 些不同的曲線形狀，體現(xiàn)了介電強(qiáng)度分布的概率密 度區(qū)域不同。

不同的形狀參數(shù) α，也可分析描述絕緣料失效 機(jī)理的不同。 由于 6 個絕緣料的 α＞1，絕緣料的介 電強(qiáng)度失效均可描述為耗損失效，這與實際情況相 符。 其中 A1、A2 和 B1 絕緣料的 1. 0＜α＜4. 0，失效 原因可描述為侵蝕失效或大多數(shù)樣品失效，意即失 效是擊穿電壓侵蝕外因引起的大多數(shù)樣品失效。 B2、C1 和 C2 的 α＞4. 0，除了描述失效原因是耗損失 效外，還暗示為快速耗損失效，可懷疑材料存在固有 屬性限制、宏觀制造過程、制造過程和／ 或材料中的 微小易變性等問題。 在設(shè)計壽命期如果出現(xiàn)大的 α 值應(yīng)給予重視，因為它表示此時整個系統(tǒng)存在全失效的風(fēng)險。

因此，給出了介電強(qiáng)度 Weibull 分布的形狀參數(shù) α，就確定了 Weibull 分布曲線形狀，也就確定了介電 強(qiáng)度分布的概率密度區(qū)域。 形狀參數(shù) α 的大小描述 了樣品的失效機(jī)理，即絕緣料介電強(qiáng)度失效為損耗失 效。 其中，1. 0＜α＜4. 0 的 A1、A2 和 B1 絕緣料的介電 強(qiáng)度失效為大多數(shù)樣品失效，而 α＞4. 0 的 B2、C1 和 C2 絕緣料的介電強(qiáng)度失效就暗示了是由材料綜合性 能較差引起的快速耗損失效，需要給予重視，看其是 否會增大整個系統(tǒng)全失效的風(fēng)險。 由此可以得出 結(jié)論，相對于 A1、A2 和 B1，絕緣料 B2、C1 和 C2 的介 電強(qiáng)度失效機(jī)理更多是由材料較劣質(zhì)引起的。

5. 2 尺度參數(shù) β

由表 2 和圖 4 可知，6 個 YJ-10 絕緣料 Weibull 分布的尺度參數(shù) β 在 10～40 之間，從 A1 到 C2 依次 遞增，最小 11. 52，最大 36. 16。 一般來說，尺度參數(shù) β 不能改變 Weibull 分布的形狀，只能影響曲線的尺 度，β 越大，曲線越平坦。 從圖 4 可見，6 個 YJ-10 絕 緣料的 Weibull 分布失效概率曲線的寬度隨 β 的增 大而增大，但曲線的高度并未單純隨 β 的增大而降 低。 仔細(xì)觀察圖 4 中曲線的形狀，可以發(fā)現(xiàn)峰的高 度和曲線的寬度與 β ／ α 比值有關(guān)（見表 3）。 β ／ α 比 值較小的 B1 和 C2 峰最高最窄，β ／ a 比值最大的 C1 峰低最寬。 這說明，在形狀參數(shù) α 不變的情況 下，尺度參數(shù) β 僅能影響曲線的尺度，而對不同樣品 的 Weibull 分布來說，形狀參數(shù) α 和尺度參數(shù) β 共 同影響了曲線的分布。 而一旦形狀參數(shù) α 確定，分 布的寬度越小，說明 Weibull 分布失效概率區(qū)域越 集中，這時就希望有較小的尺度參數(shù) β。

5. 3 位置參數(shù) E₀

6 個 YJ-10 絕緣料的位置參數(shù) E0 ，也即擊穿電 場強(qiáng)度的最小閾值，有 4 個分布在 30 ～ 40 kV／ mm 之間，有 2 個分布在 14 ～ 16 kV／ mm 之間。 如果行 業(yè)各方能確定中壓電纜絕緣料 YJ-10 的低工頻電 壓破壞強(qiáng)度 EL（ac） ，譬如，JB ／ T 10437—2004 標(biāo)準(zhǔn)中 介電強(qiáng)度要求不小于 25 MV／ m， GB ／ T 1408. 1— 2006 標(biāo)準(zhǔn)中要求任何一次試驗結(jié)果不能偏離中值 15％以上。 如果某 YJ-10 絕緣料的介電強(qiáng)度中值為 25 MV／ m，則試驗結(jié)果中最小值應(yīng)不小于 25 ×（1 － 15％） ＝ 21. 25 MV／ m。 如果將 21. 25 MV／ m 作為 YJ-10 絕緣料的低工頻電壓破壞強(qiáng)度 EL（ac） ，那么 EL（ac）應(yīng)該為最小閾值 E0 的下限值，則有 E0≥21. 25 MV／ m，那么 6 個 YJ-10 絕緣料中只有 A1、A2、B1 和 B2 滿足要求，而 C1 和 C2 不滿足要求。 當(dāng)然此處 的 21. 25 MV／ m 僅為舉例，實際使用中最小閾值 E0 的下限值 EL（ac）應(yīng)由行業(yè)各方共同確定。

由于電纜擊穿模式是最薄弱環(huán)節(jié)失效，不管所 用絕緣料介電強(qiáng)度的中值或平均值是多少，擊穿發(fā) 生時的介電強(qiáng)度值總是該絕緣料的最小介電強(qiáng)度 值。 從這個意義上講，電纜的電氣可靠性評估與絕 緣料 Weibull 分布參數(shù)中介電強(qiáng)度最小閾值 E0 的 大小密切相關(guān)。 由圖 1 也可以看到， A1 和 A2、B1 和 B2 與 C1 和 C2 絕緣料電氣可靠性概率為 100％ （失效概率為 0％） 時對應(yīng)的介電強(qiáng)度是依次遞減 的，如果相應(yīng)的介電強(qiáng)度遞減到最小閾值 E0 以下， 則可判定該絕緣料電氣可靠性較差。 由此，可用最 小閾值 E0 評估 YJ-10 絕緣料在電氣可靠性方面的 優(yōu)劣。

6 描述絕緣料介電強(qiáng)度試驗的參數(shù)

根據(jù)估計的分布參數(shù)，得到 6 個 YJ-10 絕緣料 介電強(qiáng)度試驗的 Weibull 分布可靠性概率曲線圖 （圖 1）、 Weibull 分布失效概率曲線圖 （ 圖 2） 和 Weibull 分布失效概率密度曲線圖（圖 3）。 從圖中 可見，6 個 YJ-10 絕緣料的 Weibull 分布可靠性概率 是隨著電壓升高遞減的，同時失效概率是隨著電壓 升高遞增的。 這與絕緣料實際失效情況是吻合的， 說明絕緣材料介電強(qiáng)度實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)服從 Weibull 分布，絕緣材料的電擊穿用 Weibull 分布規(guī)律來描 述是比較合適的。

圖 3 中的 6 條曲線，根據(jù)自身的形狀參數(shù) α、尺 度參數(shù) β、位置參數(shù) E0 ，呈現(xiàn)出以各自峰值 EW峰為峰 頂?shù)膯畏逍螤睢?由于 EW峰 值不同，6 條曲線幾乎都 不全重疊。 其中以 B1 的 EW峰 值最小，所以 B1 曲線在圖 3 中 6 條曲線的最左邊，其失效概率密度的 分布區(qū)域 E 值總體最小，而 B2、C1 和 C2 由于峰值 EW峰較大，其曲線在圖 3 中 6 條曲線的最右邊，相對 而言，盡管其形狀參數(shù) α 和尺度參數(shù) β 較大、位置參 數(shù) E0 較小，其失效概率密度的分布區(qū)域 E 值總體 并不小。 也就是說僅用 EW峰值來表述 YJ-10 絕緣料 的介電強(qiáng)度試驗是不完整的，但如果忽略掉參數(shù) EW峰值，僅用 Weibull 分布的三參數(shù)來表述也是有失 偏頗的。 因此我們建議用 Weibull 分布的三參數(shù)形 狀參數(shù) α、尺度參數(shù) β、位置參數(shù) E0 和峰值 EW峰共同 描述絕緣料的介電強(qiáng)度試驗比較合適。

7 結(jié) 論

試驗所用的樣品很有代表性，基本上覆蓋了業(yè) 內(nèi)絕緣料的質(zhì)量分布區(qū)間。 樣品分別來自 6 個不同的生產(chǎn)廠家，進(jìn)口優(yōu)質(zhì)料有兩家，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)料 有兩家，國產(chǎn)廉價料有兩家。 其中，進(jìn)口優(yōu)質(zhì)料和國 產(chǎn)廉價料購自市場，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)料由筆者在生產(chǎn)現(xiàn)場 監(jiān)制并封樣。 這些樣品采用介電強(qiáng)度試驗 Weibull 分布參數(shù)評估的電氣可靠性優(yōu)劣情況與業(yè)內(nèi)實際使 用情況相符。 因此， “采用介電強(qiáng)度試驗 Weibull 分 布參數(shù)評估絕緣料電氣可靠性的方法”能夠 反映當(dāng)前國內(nèi)的實際情況，研究結(jié)果具有代表性。 對 6 個絕緣料的型式試驗結(jié)果和 Weibull 分 布的參數(shù)和圖形進(jìn)行了分析，得出了以下分析結(jié)論：

（1） 6 個 YJ-10 絕緣料型式試驗的結(jié)果都符合 JB ／ T 10437—2004 標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2） 從 6 個 YJ-10 絕緣料介電強(qiáng)度的 Weibull 分布圖中可見，6 個 YJ-10 絕緣料的 Weibull 分布可 靠性概率是隨著電壓升高遞減的，同時失效概率是 隨著電壓升高遞增的。 這與絕緣料實際失效情況是 吻合的，說明絕緣材料介電強(qiáng)度實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)服從 Weibull 分布，絕緣材料的電擊穿用 Weibull 分布規(guī) 律來描述是比較合適的。

（3） 6 個 YJ-10 絕緣料介電強(qiáng)度的 Weibull 分 布形狀參數(shù) α＞1，說明 6 個 YJ-10 絕緣料介電強(qiáng)度 失效為損耗失效。 其中，1. 0 ＜α＜ 4. 0 的 A1、A2 和 B1 絕緣料的介電強(qiáng)度失效為大多數(shù)樣品失效，而 α＞4. 0 的 B2、C1 和 C2 的絕緣料介電強(qiáng)度失效就暗 示了是由材料綜合性能較差引起的快速耗損失效， 需要重視其是否會增大整個系統(tǒng)全失效的風(fēng)險。 由此可以得出結(jié)論，相對于 A1、A2 和 B1，絕緣料 B2、C1 和 C2 的介電強(qiáng)度失效機(jī)理更多是由材料較 劣質(zhì)引起的。

（4） 形狀參數(shù) α 不變的情況下，尺度參數(shù) β 僅能影響曲線的尺度，而對不同樣品的 Weibull 分布 來說，形狀參數(shù) α 和尺度參數(shù) β 共同影響了曲線的 分布。 而一旦形狀參數(shù) α 確定，分布的寬度越小， 說明 Weibull 分布失效概率區(qū)域越集中，這時就希 望有較小的尺度參數(shù) β。

（5） 由于電纜擊穿模式是最薄弱環(huán)節(jié)失效，不 管所用絕緣料介電強(qiáng)度的中值或平均值是多少，擊 穿發(fā)生時的介電強(qiáng)度值總是該絕緣料的最小介電強(qiáng) 度值。 從這個意義上講，電纜的電氣可靠性評估與 絕緣料的 Weibull 分布參數(shù)中介電強(qiáng)度最小閾值 E0 的大小密切相關(guān)。 由圖 1 也可見， A1 和 A2、B1 和 B2 與 C1 和 C2 絕緣料電氣可靠性概率為 100％（失 效概率為 0％）時對應(yīng)的介電強(qiáng)度是依次遞減的，若 相應(yīng)的介電強(qiáng)度遞減到最小閾值 E0 以下，則可判定 該絕緣料電氣可靠性較差。 由此，可用最小閾值 E0 評估 YJ-10 絕緣料在電氣可靠性方面的優(yōu)劣。

（6） 用 Weibull 分布的三參數(shù)即形狀參數(shù) α、尺 度參數(shù) β、位置參數(shù) E0 和峰值 EW峰 共同描述 YJ-10 絕緣料的介電強(qiáng)度試驗是合適的。

以上分析表明，我們得到了一種快速檢測 YJ10 絕緣料電氣可靠性的方法，可用以下程序按此方 法評估和鑒別原材料優(yōu)劣：對目標(biāo) YJ-10 絕緣料進(jìn) 行介電強(qiáng)度試驗，應(yīng)用 Weibull 分布對試驗數(shù)據(jù)進(jìn) 行擬合計算，得到 Weibull 分布的三參數(shù)即形狀參 數(shù) α、尺度參數(shù) β、位置參數(shù) E0 和 Weibull 分布的介 電強(qiáng)度峰值 EW峰。 期望的較優(yōu)質(zhì)中壓電纜 YJ-10 絕 緣料介電強(qiáng)度試驗參數(shù)應(yīng)滿足如下要求：

（1） 形狀參數(shù) α 在 1. 0＜α＜4. 0 區(qū)間內(nèi)；

（2） 尺度參數(shù) β 較小（本次 6 個樣品 β 的中間 值為 16，平均值為 21）；

（3） 位置參數(shù) E0 應(yīng)大于限定值，該限定值應(yīng)為低工頻電壓破壞強(qiáng)度 EL（ac）（按 JB ／ T 10437—2004 標(biāo)準(zhǔn) EL（ac） 可為 21. 25 MV／ m，作為參考，電線電纜 手冊（第一冊 2008 版） 表 3-3-10 列出了額定電壓 66～500 kV 交聯(lián)聚乙烯電纜通過 Weibull 曲線求出 的 EL（ac） ）；

（4） 介電強(qiáng)度峰值 EW峰 大于限定值（本次 6 個 樣品 Weibull 分布的平均值 EW平為 47. 4 MV／ m）。