介電擊穿電壓強度測試儀

介電擊穿電壓強度測試儀—介電強度和耐電壓擊穿解決方案

1.實驗目的

1.了解測定高分子材料介電強度和耐電壓值的基本原理

2.掌握高分子材料材料介電強度和耐電壓值的測定方法

2.實驗原理

       本方法是用連續均勻升壓或者逐級升壓的方法，對試樣施加交流電壓，直至擊穿，測出擊穿電壓值，自動計算試樣的介電強度，用迅速升壓的方法，將電壓升到規定值，保持一定的時間試樣不擊穿，記錄電壓值和時間，即為此試樣的耐電壓值，以千伏和分表示。

       本方法適用于固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等在工頻電壓下擊穿電壓，介電強度和耐電壓值的測試。對有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品，薄膜等的上述性能實驗，可按照有關標準或者參考本標準進行。

3.實驗試樣

本次實驗采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣，試樣尺寸直徑為120mm，

試樣外觀：表面要平整、均勻、沒有裂紋、氣泡和機械等缺陷

試樣數量：不得少于3個

4.實驗設備

電壓擊穿試驗儀ZJC-100E    1臺（北京智德創新儀器設備有限公司）

等直徑電極                  1套

游標卡尺                           1條

臺式計算機及控制軟件        1臺

5.實驗操作

①按連續均勻開壓法，先安裝好式樣，即將HDPE圓片放在2電極中間夾住；

②通過計算機控制連續升壓，直到聽到擊穿的聲響，軟件顯示最大值即為擊穿電壓。

6.實驗結果

7.思考討論

1.用不同的試樣制備方法所得試樣測試結果有何不同？為什么？

答：用不同的試樣制備方法制得的試樣，其均勻性密度及雜質含量會有所不同，而這些都會使擊穿電壓發生變化。

2試樣中的含水量對測定結果有何影響？

答：由于水未及性分子在交變電場作用下十分活躍，會加速試樣的擊穿，也就是說降低試樣的介電強度。含水率越大，水份越多，能明顯增加高聚物導電的極性雜質。

3.實驗條件對實驗有何影響？如何影響？

答：在較低溫度段下的升高，一方面使聚合物的粒度降低，極性鏈的活動增強，導電能力增加，擊穿強度降低；另一方面，在較高的溫度段下，分子熱運動加劇，對偶極轉動干擾增加，使極化減弱，導電能力下降，擊穿強度增大。

環境溫度下升高，使得空氣中的分子增多，由于濕空氣中的水分子被吸附于電介質的表面，形成一層很薄的膜，同時水又是半導體，所以擊穿強度增大。

介電擊穿電壓強度測試儀測試電極：
金屬電極應始終保持光滑、清潔和無缺陷。
注1：當對薄試樣進行試驗時，電極的維護格外重要為了在擊穿時盡量減小電極損傷，優先采用不銹鋼電極；
接到電極上的導線既不應使得電極傾斟或其他移動或使得試樣上壓力變化，也不應使得試樣周圍的電場分布受到顯著影響；
注2：試驗非常薄的薄膜（例如，＜5μm厚〉時，這些材料的產品標準應規定所用的電極、操作的具體程序和試樣的制備方法。
1、不等直徑電極：
電極極由兩個金屬圓柱體組成，其邊緣倒圓成半徑為（3.0土0.2) mm的圓弧。其中一個電極的直徑為（25士1) mm，高約25 mm，另一個電極直徑為（75士。mm，高約 15 mm。 兩個電極同鈾放置，誤差在 2mm內）所示。
2、等直徑電極：
如果使用一電極架便上下電極準確對中放置，誤差在1. 0 mm內，則下電極直徑可減小到（25士 。 mm，兩電極直徑差不大于0. 2 mm. 其所測結果與5. 1. 1. 1不等直徑電極測得的結果不一定相同。
3、厚樣品的試驗：
當有規定時，厚度超過 3mm 的板材和片材應單面機加工至（3. 0 士 0. 2) mm. 然后，試驗時將高壓電極置于未加工的面上。
注：為了避兔網絡或因受現有設備限制，必要時可以根據需要，通過機加工把試樣制備成更小的厚度。
4、帶、薄膜和窄條：
兩個電極為兩根金屬棒，其直徑為（6. 0±0. 1) mm. 垂直安裝在電極架內，使一個電極在另一個電 撞上面，試樣夾在棒的兩個端面之間。
上下電極要同心軸，誤差在0.1 mm內。 兩電極面應與其軸向相垂直，端面的邊緣倒成半徑為(1. 0土0.2) mm的圓弧。上電極壓力為（50±2) g且應能在電極架內的沿垂直方向自由移動。
為了防止窄條邊緣發生閃絡，可用薄膜或其他薄的絕緣材料條搭蓋在窄條邊緣并夾住試樣。 此外， 電極周圍可以采用防弧密封固，此時電植和密封圈之間留有（1～2) mm的環狀間隙。 下電極與試樣之間的間隙（在上電極與試樣接觸之前〉應小于0.1 mm。
5、錐銷電極：
在試樣上垂直試樣表面鉆兩個相互平行的孔，兩孔中心距離為（25土1) mm. 兩孔的直徑這樣來確定：用錐度約2%的錢刀擴孔后每個孔的較大的一端的直徑不小于4.5 mm且不大5. 5 mm.。
鉆好的兩孔全貫穿試樣，但如果試樣是大管子，則孔僅貫穿一個管壁，并在孔的整個長度上用鉸刀擴孔。
在鉆孔和擴孔時，孔周圍的材料不應有任何形式的損壞，如劈裂、破碎或碳化。
用作電極的錐形銷的錐度為（2.0土0. 2）%，并將錐形銷壓人〈但不要錘人〉兩孔，以使它們能與試樣緊密配合，并突出試樣每一面至少2 mm））
這類電極僅適用于試驗厚度至少為1. 5 mm的硬質材料。
6、平行圓柱形電極：
對厚度大于15mm的具有高電氣強度的試樣進行試驗時，將試樣切成100mm×50 mm，并鉆兩個孔，每個孔的直徑比圓柱形電極的直徑大，但差值不大于0.I mm.圓柱形電極直徑為（6.0士0.1）mm，并有半球形端部，每個孔的底部是半球形以便與電極配合，使得電極部和孔的底部之間間隙在任何點都不超過0.05 mm。如果在材料規范中沒有另外規定，則兩孔沿其長度的側面相距應是(10士1)mm，每孔應延伸到離相對的表面（2.25±0. 25) mm以內。

電極全部執行 GB/T -1408-2016   ASTM149 標準設計制造

板材與片狀材料：不等直徑電極、等直徑電極帶、薄膜和窄條：薄膜電極軟件

其它電極：  軟管電極、平行板電極、錐銷電極、平行圓柱電極、球型電極。

同時定做其它專用測試電極。

液體材料的試樣與電極

電極的形式：平板型和球型。（我國現行標準用平板型電極）

注意事項：

1.電極的軸心要對準并保持水平，電極間隙應均勻。

2.電極容器材料不會與被試液體相互作用，常用電瓷或玻璃制成，電極用銅或不銹鋼制成。

3.取樣時不能讓雜質混入，注入液體后靜止片刻，避免電極間留有氣泡。

可測項目：
介電強度、擊穿強度、電氣強度、電氣強度、耐壓強度、漏電流、交流試驗電壓、直流試驗電壓、介電擊穿強度、耐電壓擊穿強度、電氣介電強度、高壓擊穿、工業頻率。
關于校準：
1、在校準測量時，測試樣應處于通路狀態。
2、將一個獨立的校準電壓表連接到測試電壓源的輸出端，以檢測測量設備的精度。北京智德創新檢測儀器校準測量適用的這類電壓表示例為：具有可比精度的電極電壓表，分壓器，或電壓互感器。
3、在電壓大于12kV有效值（16.9kV峰值）時，應用球隙校準電壓測量設備的讀數。
典型用戶：
北京航天科工防御技術研究試驗中心
上海樂來汽車分析測試有限公司
廣州天祥質量技術服務有限公司
河南平煤神馬聚碳材料有限責任公司
滄州大化股份有限公司
云南能投硅材料科技發展有限公司
中航飛機貴州有限責任公司
天津澤西礦產加工有限公司
江蘇佐敦涂料（張家港）有限公司
蘇州賽伍應用技術股份有限公司
浙江賽伍應用技術有限公司
湖北精之源建設工程質量檢測有限公司
南京工業大學
深圳市水務工程檢測有限公司
上海安彼太新材料有限公司
惠州市三島新材料有限公司
蘇州霓佳斯工業制品有限公司
惠州杜科新材料有限公司
廣州特種承壓設備檢測研究院
阿科瑪（常熟）氟化工有限公司
蘇州艾迪亨斯新材料科技有限公司
山東好美銀領新材料科技有限公司
蘇州貝昂科技有限公司
杭州意能電力技術有限公司
南京東爵有機硅南京有限公司
華北電力大學
合肥杰事杰新材料股份有限公司
吉林江機特種工業有限公司
江蘇嘉盟電力設備有限公司
杭州中國計量大學
北京明士新材料開發有限公司
東莞初創應用材料有限公司
中國科學技術大學
惠州市同益新材料有限公司
廣東腐蝕科學與技術創新研究院