大多数高分子材料在一定电压范围内是绝缘体,但是随着施加电压的升高,性能会逐渐下降。电压升到一定值时变成局部导电,此时称为材料的击穿。
定义:
介电强度试样击穿时,单位厚度承受的击穿电压值,单位为kv/mm或Mv/m。有时也称为电气强度或击穿强度。通常介电强度越高,材料的绝缘质量越好
Eb=Ub/h.
Eb表征了材料所能承受的最大电场强度,是高聚物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材料的 Eb 一般为107V/cm左右。
耐电压 在规定的试验条件下,对试验施加规定的电压及时间,试样不被击穿所能承受的最高电压。
固体绝缘材料电压击穿试验仪主要参数:
型号:ZJC-100kV
输入电压:220V 50HZ
电压测量范围:交/直流0-100KV
电器容量(功率):10KVA
过流保护:1-30mA可调
升压速率:0.1KV/S-3KV/S(无档连续可调)
可试验方式:交/直流试验:1、慢速升压 2、连续升压 3、阶梯升压 4、瞬时升压
电压测量误差:1%≤,(10%~100%)
耐压时间: 0~12H可调(空载)
仪器尺寸(长宽高):1720*1300*1800mm
主机重约:600KG
与计算机通讯:无线蓝牙连接;0-20米;
接地要求:仪器必须接地,接地电阻小于4Ω,接地棒深度1.5-2米。
塑料的电击穿机理
问题复杂---介电击穿机理可分为本征击穿(电击穿)、热击穿、化学击穿、放电击穿等,往往是多种机理综合发生。通常把不随温度变化的击穿称为电击穿,把随温度变化的击穿称为热击穿
热击穿 外部表现是介电强度随温度升高而迅速下降;与电压作用的长短有关;与电场畸变及周围介质的电性能关系不大;击穿点多发生在电极内部。
介质在电场中产生的热量大于它能散发的热量.使其内部温度不断升高。温度升高导致其电阻下降,流经试样电流增大.产生的热量更多,如此循环不已,致使介质转变为另一种聚集态,失去耐电压能力,材料被破坏。
电击穿特点是介电强度受温度的影响不大;电作用时间对结果无影响;与周围介质的电性能有关;击穿点常常出现在电极边缘其至电极以外。
在固体介质中,总有一些自由电子存在,它们在外电场作用下被加速而撞击中性原子,致使原子电离,在这种作用继续下造成材料击穿.
一般来说,工作温度高散热条件差,介质电导及损耗大的材料.发生热击穿的几率高。
介电强度测定
介电强度实验采用的基本装置是一个可调变压器和一对电极。
试验中使用的试样厚度为1.59mm.
实验方法有两种 (参见GBl408-2016 ):
短时法,将电压以平均速度率逐渐增加到材料发生介电破坏;
低速升压法,是将预测击穿电压值的一半作为起始电压,然后以均匀速度率增加电压直到发生击穿。
介电强度测试的影响因素
电压波形及电压作用时间影响
材料在电场作用下,单位时间产生的热量为QF介质散发出去的热量为Qs,当QF略大时就产生热不平衡,进而介质温度升高,最后发生击穿。因此, 可根据极限条件QF=QS来求得热击穿电压VB:
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当电压频率增加时值要下降,当波形失真大时,—般都会有高次谐波出现,这样会使VB降低,因此必须限制这个量。
作用时间的影响:多因热量积累而使击穿电压值随电压作用时间增加而下降.
处于热击穿形式的试样,基本上随升压速度的提高击穿强度也增大。因此,一般规定试样击穿电压低于20kv时升压速度为1.0kv/s;大于或等于20kv时升压速度为2.0kv/s。
温度的影响
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试样厚度对介电强度的影响
湿度影响 因水分浸入材料而导致其电阻降低,必然降低击穿电压VB值。如有机硅玻璃布板。常态下E=18kv/mm,受潮后E=12kV/mm。
电极倒角的影响 电极边缘处电场强度远远高于内部,但边缘效应极难消除。为避免电极边缘成一直角,需采用一定倒角r 。国家标准中规定r=2.50mm。
媒质电性能影响
高压击穿试验往往把样品放在一定媒质(如变压器油)中.其目的为缩小试样尺寸防止飞弧。但媒质本身的电性能对属于电击穿为主的材料有明显影响,而以热击穿为主的材料影响极小.故标准中对要求油的击穿电压 VB>=25kv/2.5mm.
Pvc电缆料及酚醛模塑料击穿点在电极边缘,当油脏时在试样边缘处有很明显的集聚物的痕迹,而在净油中没有。
对于酚醛层压板击穿点在电极内部,以热击穿为主。油的性能对该材料没什么影响
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