介电击穿电压强度测试仪—介电强度和耐电压击穿解决方案

1.实验目的

1.了解测定高分子材料介电强度和耐电压值的基本原理

2.掌握高分子材料材料介电强度和耐电压值的测定方法

2.实验原理

       本方法是用连续均匀升压或者逐级升压的方法，对试样施加交流电压，直至击穿，测出击穿电压值，自动计算试样的介电强度，用迅速升压的方法，将电压升到规定值，保持一定的时间试样不击穿，记录电压值和时间，即为此试样的耐电压值，以千伏和分表示。

       本方法适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、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，介电强度和耐电压值的测试。对有些绝缘材料如橡胶以及橡胶制品，薄膜等的上述性能实验，可按照有关标准或者参考本标准进行。

3.实验试样

本次实验采用多型腔圆片模具注塑成型的高密度聚乙烯圆片试样，试样尺寸直径为120mm，

试样外观：表面要平整、均匀、没有裂纹、气泡和机械等缺陷

试样数量：不得少于3个

4.实验设备

电压击穿试验仪ZJC-100E    1台（北京智德创新仪器设备有限公司）

等直径电极                  1套

游标卡尺                           1条

台式计算机及控制软件        1台

5.实验操作

①按连续均匀开压法，先安装好式样，即将HDPE圆片放在2电极中间夹住；

②通过计算机控制连续升压，直到听到击穿的声响，软件显示最大值即为击穿电压。

6.实验结果

7.思考讨论

1.用不同的试样制备方法所得试样测试结果有何不同？为什么？

答：用不同的试样制备方法制得的试样，其均匀性密度及杂质含量会有所不同，而这些都会使击穿电压发生变化。

2试样中的含水量对测定结果有何影响？

答：由于水未及性分子在交变电场作用下十分活跃，会加速试样的击穿，也就是说降低试样的介电强度。含水率越大，水份越多，能明显增加高聚物导电的极性杂质。

3.实验条件对实验有何影响？如何影响？

答：在较低温度段下的升高，一方面使聚合物的粒度降低，极性链的活动增强，导电能力增加，击穿强度降低；另一方面，在较高的温度段下，分子热运动加剧，对偶极转动干扰增加，使极化减弱，导电能力下降，击穿强度增大。

环境温度下升高，使得空气中的分子增多，由于湿空气中的水分子被吸附于电介质的表面，形成一层很薄的膜，同时水又是半导体，所以击穿强度增大。

介电击穿电压强度测试仪测试电极：
金属电极应始终保持光滑、清洁和无缺陷。
注1：当对薄试样进行试验时，电极的维护格外重要为了在击穿时尽量减小电极损伤，优先采用不锈钢电极；
接到电极上的导线既不应使得电极倾斟或其他移动或使得试样上压力变化，也不应使得试样周围的电场分布受到显著影响；
注2：试验非常薄的薄膜（例如，＜5μm厚〉时，这些材料的产品标准应规定所用的电极、操作的具体程序和试样的制备方法。
1、不等直径电极：
电极极由两个金属圆柱体组成，其边缘倒圆成半径为（3.0土0.2) mm的圆弧。其中一个电极的直径为（25士1) mm，高约25 mm，另一个电极直径为（75士。mm，高约 15 mm。 两个电极同铀放置，误差在 2mm内）所示。
2、等直径电极：
如果使用一电极架便上下电极准确对中放置，误差在1. 0 mm内，则下电极直径可减小到（25士 。 mm，两电极直径差不大于0. 2 mm. 其所测结果与5. 1. 1. 1不等直径电极测得的结果不一定相同。
3、厚样品的试验：
当有规定时，厚度超过 3mm 的板材和片材应单面机加工至（3. 0 士 0. 2) mm. 然后，试验时将高压电极置于未加工的面上。
注：为了避兔网络或因受现有设备限制，必要时可以根据需要，通过机加工把试样制备成更小的厚度。
4、带、薄膜和窄条：
两个电极为两根金属棒，其直径为（6. 0±0. 1) mm. 垂直安装在电极架内，使一个电极在另一个电 撞上面，试样夹在棒的两个端面之间。
上下电极要同心轴，误差在0.1 mm内。 两电极面应与其轴向相垂直，端面的边缘倒成半径为(1. 0土0.2) mm的圆弧。上电极压力为（50±2) g且应能在电极架内的沿垂直方向自由移动。
为了防止窄条边缘发生闪络，可用薄膜或其他薄的绝缘材料条搭盖在窄条边缘并夹住试样。 此外， 电极周围可以采用防弧密封固，此时电植和密封圈之间留有（1～2) mm的环状间隙。 下电极与试样之间的间隙（在上电极与试样接触之前〉应小于0.1 mm。
5、锥销电极：
在试样上垂直试样表面钻两个相互平行的孔，两孔中心距离为（25土1) mm. 两孔的直径这样来确定：用锥度约2%的钱刀扩孔后每个孔的较大的一端的直径不小于4.5 mm且不大5. 5 mm.。
钻好的两孔全贯穿试样，但如果试样是大管子，则孔仅贯穿一个管壁，并在孔的整个长度上用铰刀扩孔。
在钻孔和扩孔时，孔周围的材料不应有任何形式的损坏，如劈裂、破碎或碳化。
用作电极的锥形销的锥度为（2.0土0. 2）%，并将锥形销压人〈但不要锤人〉两孔，以使它们能与试样紧密配合，并突出试样每一面至少2 mm））
这类电极仅适用于试验厚度至少为1. 5 mm的硬质材料。
6、平行圆柱形电极：
对厚度大于15mm的具有高电气强度的试样进行试验时，将试样切成100mm×50 mm，并钻两个孔，每个孔的直径比圆柱形电极的直径大，但差值不大于0.I mm.圆柱形电极直径为（6.0士0.1）mm，并有半球形端部，每个孔的底部是半球形以便与电极配合，使得电极部和孔的底部之间间隙在任何点都不超过0.05 mm。如果在材料规范中没有另外规定，则两孔沿其长度的侧面相距应是(10士1)mm，每孔应延伸到离相对的表面（2.25±0. 25) mm以内。

电极全部执行 GB/T -1408-2016   ASTM149 标准设计制造

板材与片状材料：不等直径电极、等直径电极带、薄膜和窄条：薄膜电极软件

其它电极：  软管电极、平行板电极、锥销电极、平行圆柱电极、球型电极。

同时定做其它专用测试电极。

液体材料的试样与电极

电极的形式：平板型和球型。（我国现行标准用平板型电极）

注意事项：

1.电极的轴心要对准并保持水平，电极间隙应均匀。

2.电极容器材料不会与被试液体相互作用，常用电瓷或玻璃制成，电极用铜或不锈钢制成。

3.取样时不能让杂质混入，注入液体后静止片刻，避免电极间留有气泡。

可测项目：
介电强度、击穿强度、电气强度、电气强度、耐压强度、漏电流、交流试验电压、直流试验电压、介电击穿强度、耐电压击穿强度、电气介电强度、高压击穿、工业频率。
关于校准：
1、在校准测量时，测试样应处于通路状态。
2、将一个独立的校准电压表连接到测试电压源的输出端，以检测测量设备的精度。北京智德创新检测仪器校准测量适用的这类电压表示例为：具有可比精度的电极电压表，分压器，或电压互感器。
3、在电压大于12kV有效值（16.9kV峰值）时，应用球隙校准电压测量设备的读数。
典型用户：
北京航天科工防御技术研究试验中心
上海乐来汽车分析测试有限公司
广州天祥质量技术服务有限公司
河南平煤神马聚碳材料有限责任公司
沧州大化股份有限公司
云南能投硅材料科技发展有限公司
中航飞机贵州有限责任公司
天津泽西矿产加工有限公司
江苏佐敦涂料（张家港）有限公司
苏州赛伍应用技术股份有限公司
浙江赛伍应用技术有限公司
湖北精之源建设工程质量检测有限公司
南京工业大学
深圳市水务工程检测有限公司
上海安彼太新材料有限公司
惠州市三岛新材料有限公司
苏州霓佳斯工业制品有限公司
惠州杜科新材料有限公司
广州特种承压设备检测研究院
阿科玛（常熟）氟化工有限公司
苏州艾迪亨斯新材料科技有限公司
山东好美银领新材料科技有限公司
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广东腐蚀科学与技术创新研究院