绝缘材料电气介电强度/耐电压试验仪——电气强度试验的常见问题和误解

电气强度试验是电气安全领域一项最为基本且十分重要的试验项目，它主要检验涉电产品中对电的防护和隔离的绝缘性能。在长期工作实践中发现，行业中许多从业人员对电气强度试验的相关概念、要求存在误解和疑问，同时还有一些行业标准中也存在着明显的概念性错误。

电气强度试验是检查电子电器产品绝缘性能优劣的一种重要手段。在电气强度试验前，需对试验电压、试验时间和漏电流值进行设定，以判断被测试的样品是否满足相应标准规定的要求，而试验电压如何施加，试验时间如何计算，判定电流如何设定这三个问题是影响电气强度试验结果的重要因素，而不同的产品标准对这三个问题的描述或规定略有不同。

1电气强度试验的常见问题和误解

1.1超过跳闸电流（GB/T17627.1标准中称为脱扣电流）不意味着击穿

电气强度试验过程中通常依据执行标准，需要在试验仪上设定跳闸电流值，常见的跳闸电流值为10mA、100mA。跳闸电流主要用于防止试验过程中产生过大的漏电流而产生破坏性危险，当漏电流值超过设定值时，试验仪就会发生跳闸现象，使试验电路自动脱开，从而使电极间不再有电压输出。那么，问题在于：标准要求试验期间不应出现击穿现象，发生跳闸是否就是出现了击穿现象？如果不是，是否满足标准要求？解答如上疑问，首先应了解什么是击穿。击穿是指在电场作用下绝缘物内部产生破坏性的放电，绝缘电阻下降，电流增大，并产生破坏和穿孔的现象。当击穿发生时，由于绝缘电阻的变化，电流和电压则呈现出非线性变化的现象，而且在这种变化中，电流的增速远大于电压的增速。击穿其实就是一种在绝缘体内发生破坏性放电的情况。绝缘的击穿受绝缘体材质、状态、环境温湿度等多种因素的影响。显然，击穿和漏电流导致的跳闸没有直接的关系。即使试验期间发生了由于漏电流值超过了跳闸电流设定值而导致试验电路脱开，也不意味着绝缘真的被击穿。但是标准规定的跳闸电流值是试验期间漏电流的上限值，漏电流过大则表明绝缘是不充分的，存在着安全隐患。因此，出现这种情况时，视同为击穿，也不能满足标准要求。

1.2电气强度试验仪容许偏差的问题

电气强度试验仪是我国强制性检定的测量装置，根据其检定规程的要求，其准确度等级为5级，表明最大允许误差为5%。生产企业用于生产过程检验的电气强度试验仪都要经过强制性检定，检定部门对于满足检定规程要求的试验仪颁发检定证书。那么满足检定规程的电气强度试验仪是否符合家电产品标准GB4706.1中电气强度测试的要求呢？问题的关键在于5%的偏差是否满足GB4706.1的标准要求。GB4706.1标准中13.3引用的GB/T17627.1标准规定，在产品标准中的规定值与测量到的试验电压值之间允许有±3%的偏差。如此，对于满足准确度5级检定规程的电气强度试验仪还需做进一步判断，看其是否满足±3%的偏差要求。只有满足电压规定值与测量值之间偏差在±3%的电气强度试验仪才满足GB4706.1中电气强度测试的要求。

1.3常用工厂出厂检验方法与产品标准方法的差异

电气强度试验是涉电产品生产企业出厂检验的常规基本检验项目，只不过出厂检验的电气强度试验与产品标准规定的试验方法存在着较大不同。第一，试验电压值可能不一样，出厂检验的试验电压通常大于或等于标准电压；第二，试验中设定的跳闸电流不一样，出厂检验时的跳闸电流会设定得较低，常见的出厂检验的跳闸电流为5mA；第三，承受电压时间不一样，出厂检验通常采用1s，而标准一般要求1min；第四，试验部位不同，出厂检验根据生产的需要一般只对产品的表面进行测试，而标准规定需要对器具的整个绝缘系统进行测试。出厂检验的主要作用是在生产线上快速地筛选出可能因品质或装配引起的质量不过关的产品，是从产品生产过程质量控制角度出发的，然而长时间对绝缘施加高电压对绝缘本身是一种伤害。因此在生产线上需要采用一种快速等效的方式进行。而产品标准中的电气强度试验是一种从产品设计、结构等全面分析质量出发的要求。因此，电气强度的出厂检验与产品标准规定方法会有差异，千万不能混为一谈，要注意不能简单地将出厂检验的方法作为产品标准的规定方法来使用。

1.4绝缘电阻值≠电气强度电压÷漏电流

大多数涉电产品标准中都有绝缘电阻测量的要求，在一些标准中我们发现绝缘电阻的测量是通过在电气强度试验时用电压除以漏电流的方式而计算得出的。不可否认电气强度电压与漏电流之间确实受到绝缘体的电阻因素影响，但是绝缘电阻的测量不应该简单利用电气强度试验而得出。电气强度试验是一种高电压的试验，在高电压电场下，即使绝缘没有被击穿，也可能会发生部分放电的损坏情况，所以利用电气强度试验测量绝缘电阻的方式并不合理。另外绝缘电阻受到材料、温度、湿度、污损等各种因素的影响，利用高压电场会产生较高的电流，从而导致各种因素的影响加大（如绝缘表面温度增加），不利于绝缘电阻的测试。

2试验误判原因

电气强度试验使用耐压仪，施加试验电压在绝缘端间，同时监测回路电流。当回路电流增大并超过设定阈值后，耐压仪报警表示绝缘击穿。因此，耐压仪性能高低和检测员经验多寡，将影响试验结果判定。以下介绍几种常见的试验误判案例。

误判案例1：二次/多次试验

电气强度试验是一种高压试验，对绝缘有损伤。如果使用过高电压试验后，再降低到正确电压考核，即使二次试验结果失败也不可以进行判定。因为绝缘已经受损，不可以继续考核，应当更换全新设备重新试验。

误判案例2：报警阈值过小

电流不受控地急剧增加是判定电气强度试验结果的关键指标，而不是单纯依赖耐压仪的报警提示。假设耐压仪设定阈值是10mA，试验中回路电流高于10mA时耐压仪报警，此时不能盲目地判定。应该考虑提高阈值，象提高到50mA或更高进行试验，观察回路电流是否会不受控地增加。设备内如有大量电容，其产生的高漏电流可能会触发交流电压试验阈值报警，如果能够确认是电容影响，允许更换直流电压试验。

误判案例3：放电保护器件响应

防雷保护等压敏器件在进行电气强度试验时会出现主动短路放电，使设备后级电路不受过压冲击。由于短路放电现象与电击穿非常相似，容易误判。当遇到击穿电压始终是固定数值时（压敏器件响应电压是定值），应引起注意，拆机检查是否有压敏器件，如有则开路它们再进行试验。

误判案例4：耐压仪输出容量不足导致回路电流小，无法达到报警阈值，容易误判。因此，许多电子产品标准都规定了耐压仪短路输出电流至少要达到200mA，保证其输出容量足够进行试验。

结语

由于一些绝缘性不好的电子产品容易危及到用户人身财产安全，因此，电气强度检测人员必须全面掌握电气强度实际试验中设备与试验要求，才可以有效考核电子产品绝缘的性能，严格控制产品质量，为用户人身财产安全提供有效的保障。

绝缘材料电气介电强度/耐电压试验仪——材料击穿强度实验

一、实验目的

1 、了解测定高分子材料击穿强度的基本原理

2 、掌握高分子材料材料的击穿强度的测定方法

二、实验原理

本方法是用连续均匀升压或逐级升压的方法，对试样施加交流电压，直至击穿，测 出击穿电压（Ub ，KV），计算试样的击穿强度（Eb ，KV/mm）。用迅速升压的方法，将 电压升到规定的值，保持一定时间试样不击穿，记录电压值和时间，即为此试样的耐电 压值，以千伏和分伏表示。

本方法适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和漆、浸渍纤维制品、层压制品、 云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等在工频电压下击穿电压、击穿强度 和耐压测试。对有些绝缘材料如橡胶及橡胶制品，薄膜等的上述性能实验，可按有关标 准或参考本标准进行。

三、实验用原材料

HDPE    圆形试样  d=100mm   t=3mm

四、试验设备

    ZJC-100E电压击穿试验仪 GB1408  北京智德创新仪器设备有限公司

五、实验条件及操作

1 、条件

升压速度：2.0KV/S

2 、操作

①选择表面平整、均匀、无裂纹、气泡和机械杂质等缺陷的试样 5 个。

②在选择好的试样上进行编号。

③打开仪器，放上试样，然后开始升压。第一级加电压值为标准规定击穿电压的 50%， 保持 1min，以后每级升压后保持 1min，直至击穿，级间升压时间不超过 10s ，升压时间在 1min 内，每级电压值采用 2.0KV/s 。如果击穿发生在升压过程中，则以击穿 开始前开始升压的那一级电压作为击穿值，如果击穿发生在保持不变的电压级上， 则以该级电压作为击穿电压。

④重复以上步骤，完成剩余试样的测试。

⑤完成实验，清理实验室。

击穿电场强度

一般外电场不太强时，电介质只被极化，不影响其绝缘性能。

当其处在很强的外电场中时，电介质分子的正负电荷中心被拉开，甚至脱离约束而成为自由电荷，电介质变为导电材料。当施加在电介质上的电压增大到一定值时，使电介质失去绝缘性的现象称为击穿(breakdown)。

外加电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态的现象。

电介质击穿形式分类

①热击穿

②电击穿：不均匀介质中的电压分配、内电离、外表放电和边缘击穿

③电化学击穿