
電氣強(qiáng)度是衡量絕緣材料在強(qiáng)電場(chǎng)下抵抗電擊穿能力的關(guān)鍵參數(shù),是保障電力設(shè)備、電子元器件安全可靠運(yùn)行的指標(biāo)。本文旨在系統(tǒng)性地闡述絕緣材料電氣強(qiáng)度的試驗(yàn)方法,涵蓋其基本概念、試驗(yàn)原理、主要標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施步驟、關(guān)鍵影響因素以及結(jié)果分析與注意事項(xiàng),為從事電氣材料研發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)和工程應(yīng)用的技術(shù)人員提供一份實(shí)用的技術(shù)參考。
在電氣電子行業(yè)中,絕緣材料扮演著隔絕電流、支撐導(dǎo)體、散熱防潮等多重角色。其絕緣性能的優(yōu)劣直接決定了設(shè)備的壽命與安全性。電氣強(qiáng)度試驗(yàn),又稱(chēng)介電強(qiáng)度試驗(yàn)或耐壓試驗(yàn),是一種通過(guò)施加持續(xù)升高的交流或直流電壓,直至材料發(fā)生擊穿,來(lái)測(cè)定絕緣能力的方法。該試驗(yàn)不僅是材料入廠檢驗(yàn)、型式試驗(yàn)的必檢項(xiàng)目,也是研發(fā)新型絕緣材料、優(yōu)化配方的關(guān)鍵評(píng)價(jià)手段。
一、試驗(yàn)原理與基本概念
電氣強(qiáng)度定義:
在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,絕緣材料單位厚度所能承受的高擊穿電壓。通常以千伏每毫米(kV/mm)或伏特每微米(V/μm)表示。計(jì)算公式為:
E_b = U_b / d
其中:
E_b 為電氣強(qiáng)度(kV/mm)
U_b 為擊穿電壓(kV)
d 為試樣在兩電極間的平均厚度(mm)
擊穿機(jī)制:
當(dāng)施加于絕緣材料上的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)其固有閾值時(shí),材料會(huì)從絕緣狀態(tài)急劇轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài),形成導(dǎo)電通道,這一現(xiàn)象稱(chēng)為電擊穿。其主要機(jī)制包括:
本征擊穿:由電場(chǎng)直接加速載流子,碰撞電離分子鏈所致,反映了材料的性能。
熱擊穿:材料介電損耗產(chǎn)生的熱量大于散發(fā)熱量,導(dǎo)致溫度持續(xù)升高,熱失控造成破壞。
局部放電擊穿:在材料內(nèi)部氣泡、雜質(zhì)或電極邊緣電場(chǎng)集中處發(fā)生局部電離,長(zhǎng)期侵蝕導(dǎo)致絕緣性能劣化。
二、試驗(yàn)方法
1.工頻耐壓試驗(yàn)
2.直流耐壓試驗(yàn)
3.梯度試驗(yàn)
4.擊穿試驗(yàn)


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