絕緣材料耐電壓強度試驗儀00001. 儀器不能在有強烈腐蝕性氣體及有顆粒雜質的氣體環境中使用。

00002. 試驗環境溫度15度到25度之間，相對濕度60％到70％之間

00003. 試樣擊穿瞬間有火花產生并伴有聲響，屬正?，F象。

00004. 每次更換試樣或接觸高壓電極時必須用高壓對高壓電極進行放電，放電時間5秒以上。

00005. 每次進行試驗前，必須檢查儀器接地。

絕緣材料耐電壓強度試驗儀ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法耐電壓擊穿試驗儀裝置電壓源—由變化正弦低壓電源通過升壓變壓器提供測試電壓。作為電壓源的變壓器及相關的控制應具有以下功能：電壓峰值與電壓有效值的比率應等于(1.34到1.48)，對于電路中的測試樣品，所有的電壓都應大于擊穿電壓的50%。電壓應具有滿足維持到擊穿電壓的能力。對于大多數的材料來說，使用與表1所示電極相似的電極，輸出電流強度為40mA就可以了。對于更復雜的電極結構，或是對于高損耗測試材料，則需要更高的電流。對于大多數測試來說，電源需要在測試低電容的0.5kVA，10kV到5kVA，100kV的范圍內變化。

表1 用于不同絕緣材料絕緣強度測試的典型電極A

A在ASTM標準中，這些電極都是常被或是被參考使用的。除了5型電極外，不建議將電極用于平面材料以外材料。ASTM使用的其他電極或是買賣雙方都認可但本表中未列出的其他電極也適于對測定材料進行評測。

B電極通常采用黃銅或不銹鋼制造。應參考控制被測材料的標準，以確定材料是否合適。

C電極表面應拋光并清除上次測試留下的雜物。

D參考恰當的標準，以確定所安裝上側電極的負載力。除非另有說明，否則上側電極應重50±2g。

E參考恰當的標準，以確定適當間距的梯度。

FIEC出版物243-1給出了6型電極，以測定平板材料。對于電極的同心度來說，他們沒有1型和2型電極那么重要。

G只要測試樣品圓形邊緣的內側直徑大于15mm，也可使用其他直徑。

H7型電極，即注G中所描述的電極，由IEC出版物243-1給出，測量時應平行與表面

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

6.1.3根據12.2，對可變低壓源的控制可以改變電源的壓力，使得合成的測試電壓流暢，均勻，沒有超量或是瞬變。在任何環境下，都不允許峰值電壓超過顯示電壓有效值的1.48倍。電機驅動控制器更適合于進行快速測試（參見12.2.1）或慢速測試（參見12.2.3)。

6.1.4在電源上安裝可以在三個周期內運行的切斷設備。該設備將電壓源設備與電源設備切斷，以保護電壓源不受試樣擊穿造成設備過載的影響。如果破裂后保持持續的電流，將造成測試樣品不必要的燃燒，電極的點蝕并污染液體環境介質。

6.1.5斷路設備應具有位于次級升壓變壓器上可以調節電流的檢測元件，以便根據測試樣的性質進行調整和排列，以檢測試驗電流。設置檢測元件以應對12.3所定義的測試樣擊穿電流。

6.1.6電流設置對測試結果具有重大影響。設置應足夠高，使得短暫電壓，例如局部放電，無法通過斷路器，如果不夠高，將擊穿過度燃燒的測試樣，并造成電極的損壞。優化的電流設置并不能適用于所有的測試樣，這有賴于材料的具體使用情況以及測試的目的，有必要以多個電流設置對所給測試樣進行測試。電極區域對電流的設置選擇具有重大的影響。

6.1.7測試樣電流感應元件應位于升壓變壓器的前端。按測試樣電流校準電流檢測刻度。

6.1.8應小心設置電流控制響應。如果控制設置得太高，在擊穿發生時，將不會產生響應。如果設置得太低，就會對漏電電流，電容電流或局部放電電流（電暈）產生響應，或在檢測元件位于前端時，對升壓變壓器的磁化電流產生響應。

6.2電壓測量—備有電壓表以測定測試電壓有效值。應采用可以讀取峰值的電壓計，將讀數除以即為有效值。電壓測量電路的總體誤差不能超過測量值的5%。另外，無論采用何種速度，電壓計響應時間的滯后率不得超過全程的1％。

6.2.1通過將電壓計或潛在變壓器連接到測試樣電極上，或連接到變壓器上獨立的電壓計線圈上，以測定電壓。后一種連接方式將不會影響升壓變壓器的負載。

6.2.2要求電壓計大可讀電壓要大于擊穿電壓，以便能夠準確讀取和記錄擊穿電壓。

6.3電極—對于給定的測試樣結構，擊穿電壓還是會由于測試電極的幾何形狀以及安裝位置而產生相當大的變化。出于這個原因，在該測試方法時，應說明所使用的電極，并在報告中進行說明就顯得很重要了。

6.3.1參考本測試方法的文件詳細說明了表1中所列的電極。如果沒有詳細說明的電極，那么應從表1中挑選合適的電極，或在由于被測試材料的性質或結構而無法使用標準電極的情況下，采用雙方都認可的其他電極。一些特殊電極的例子，可以參見附錄X2。無論何種情況，都應在報告中說明所采用的電極。

6.3.2表1中的1到4型及6型電極的整個平面都應與測試樣相接觸。

6.3.3采用7型電極測試的測試樣，在測試中應處于電極內，其到電極邊緣的距離不得少于15mm。在大多數情況下，使用7型電極進行測試時，其電極表面應處于垂直位置。水平放置電極的測試不能與垂直放置電極的測試進行直接比較，尤其對于在液相環境介質進行的測試。

6.3.4保持電極表面的清潔和光滑，清除先前測試所留下的雜物。如果電極表面粗糙，則應及時更換電極。

6.3.5對電極的初次生產和隨后的表面重修應維持電極的特定結構以及光潔度，這是非常重要的。電極表面的平整度和表面光潔度應保證電極的整個區域都能與測試樣緊密接觸。在測試非常薄的材料時，表面光潔度將尤為重要，這是由于電極不恰當的表面會對測試材料產生物理損壞。表面重修時，不能改變電極表面與特定邊緣半徑之間的過渡。

6.3.6無論在大小或形狀上有多大的差別，位于低應力集中處的電極，通常是比較大的且具有大半徑的那一個，應具有接地電位。

6.3.7在一些特定的液相金屬電極中，將使用電極箔，金屬球，水或導電涂層電極。應該認識到這造成了所得結果與其他類型電極所獲得的結果之間存在很大的不同。

6.3.8由于電極對測試結果的影響，常常會得到一些額外的信息，以至于需要對多種電極進行測試才能了解一個材料（或一組材料）的絕緣性能。這對于研究測試尤為具有價值。

6.4環境介質—有關本測試法的文件應說明環境介質和測試溫度。為了避免閃絡以及使擊穿前局部放電的影響小化，即使是對于快速測試，應更傾向于甚至是必須在絕緣液中進行測試（參見6.4.1）。絕緣液中獲得的擊穿值不能與空氣中獲得的值進行比較。絕緣液的性質和前次使用的程度也會影響測試的結果。在某些場合，在空氣中進行測試，需要大量的測試樣，或者會在擊穿前，造成嚴重的表面放電以及燒蝕。一些在空氣中測試的電極系統應在電極周圍包上壓力墊片以防止閃絡。電極周圍墊片或封條的材料將影響擊穿電壓值。

6.4.1如果在絕緣油中進行測試，應提供適當大小的油池。（注意—在測試電壓高于10kV時，并不推薦使用玻璃容器，因為擊穿所釋放出來的能量足以擊碎容器。而金屬池必須進行接地）。

推薦使用滿足標準D3487中I型或II型的礦物油。根據測試法D877所測定的結果，其擊穿電壓至少為26kV。如果另有說明，也可以將其他絕緣液用作環境介質。這些絕緣油包括硅油和其他用于變壓器，斷路器，電容或電纜的液體，但不限于此。

6.4.1.1絕緣油的性質對測試結果具有一定的影響。如上所述，除了擊穿電壓，在測試較?。ㄐ∮?5μm（千分之一寸）的測試樣）時，污染物尤其重要。根據油和測試材料的性質，其他的特性如溶解氣體含量，水含量以及油的損耗因子都對測量結果產生影響。經常更換絕緣油，或使用過濾器和其他修復設備有利于減小絕緣油性能變化對測試結果的影響。

6.4.1.2從不同電學性能液體中測得的擊穿值通常不能進行比較。（參見Xl.4.7）如果在不同于室溫的條件下進行測試，應通過加熱或冷卻液體確保均勻的溫度。在一些情況下，可以將絕緣池放入加熱箱（參見6.4.2）中以控制溫度。如果要強制循環液體，應防止氣泡進入到液體中。除非另有說明，否則電極上的測試溫度應維持在±5℃以內。在很多情況下，應說明測試樣將在絕緣油中進行測試，測試樣在測試前已浸入絕緣油中并且未從絕緣油中取出（參見操作規程D2413）。對于這些材料，絕緣池的設計應保證測試樣在測試前不得暴露于空氣當中。

6.4.2如果在其他環境溫度或濕度下進行空氣中的測試，應準備加熱箱和濕度控制室。加熱箱應滿足D5423標準的要求，并能確保測試電壓適于使用的溫度。

6.4.3除了在空氣以外，在其他氣體中進行測試也要求使用可以排除或充滿測試氣體的控制室，這些控制室通常還要控制壓力。由所進行測試項目的性質決定控制室的設計。

6.5測試室—進行測試的測試室或測試區域應具有充足的空間以容納測試設備，并備有互鎖設備，以防止接觸到任何帶電部件。電壓源，測量設備，池或加熱箱，以及電極的許多不同的物理安排都是可能的，但有三條是必須的（1）所有進出帶電部件區域的門或倉門都必須互鎖，以便在開始測試時切斷電壓源；(2)應盡可能的清除干凈，使得電極表面和測試樣之間沒有扭曲的區域，測試電極之間不會發生閃絡和局部放電（電暈）；以及(3)在測試之間測試樣的插入和替換都應盡可能的簡單便捷。在測試中常常需要對電極和測試樣進行目測。

耐電壓擊穿試驗儀ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

7. 危害

7.1注意—在本測試中將會出現致命的電壓。有必要恰當地設計并安裝測試設備和所有與之電氣連接的設備，以保證安全操作。在測試中任何人都接觸的導電部件都應穩固的放在地上。在測試完成時，應采取措施置于地上的部件包括：（a）在測試中處于高壓條件下的部件，（b）在測試中獲得感應電荷的部件，或（c）即使在斷開與電壓源的連接后仍具有電荷的部件。通過指導讓所有的操作員以恰當的方式安全的進行測試。在進行高壓測試時，尤其是在壓縮氣體或是在油中進行時，擊穿所產生的能量足以引發大火，爆炸或測試室的破裂。設計測試設備，測試室和測試樣，以減小發生此類事故的可能性并消除人員傷亡的可能性。

7.2警告—在高濃度條件下，臭氧將危害生理健康。由政府部門設定臭氧接觸極限，這通常是以美國政府工業衛生工作者會議8的推薦值為基礎。在電壓高到足以在空氣或其他含有氧

8可從美國政府工業衛生工作者會議(ACGIH)獲得, 氣的大氣中產生局部或完全放電時，將產生臭氧。在低濃度時，臭氧就具有了特殊的氣味，

但是持續的吸入臭氧會造成對臭氧暫時失去知覺。正因為如此，當持續出現臭氧的氣味或是一直存在臭氧產生的條件時，采用工業監控設備測量大氣中的臭氧濃度就十分重要了。采用恰當的方法，例如排氣口，可以將工作區域內的臭氧濃度降至可以接受的水平。

耐電壓擊穿試驗儀

8. 取樣

8.1對該材料的說明中應定義詳細的取樣流程。

8.2為了質量控制的目的，在取樣時應收集足夠的樣品以評估被測樣品的平均質量和被檢批次的變化情況，為了使所取樣品不受時間的影響，應在實驗室或其他測試區域已經開始準備測試樣時進行取樣。

8.3為了獲得可取的測試條件，需要從那些遠離材料中明顯缺損或是間斷的地方進行取樣。對于卷材，除非要對缺損或間斷的出現或鄰近進行調查，否則應避免對外在的幾層進行取樣，例如卷材包的外層，或是緊鄰片或卷邊緣的材料。

8.4取樣應足夠大，以便能夠按特殊材料的要求進行各項測試（參見12.4）。

耐電壓擊穿試驗儀ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

9. 測試樣

9.1準備和處理：

9.1.1按照第8章的要求，從所選樣品中準備測試樣。

9.1.2如果要使用平滑表面的電極，在不進行實際表面加工的情況下，測試樣與電極接觸的表面應盡可能具有平滑的平行面。

9.1.3測試樣應具有足夠的大小以防止在測試時發生閃絡。對于薄的材料，使用足夠大的測試樣將便于在一片測試樣上進行多次的測試。

9.1.4對于較厚的材料（通常厚度在2mm以上），應具有足夠的絕緣強度，以便在擊穿前出現閃絡或強烈的表面局部放電（電暈）。用于防止閃絡，或減少局部放電（電暈）的技術包括：

9.1.4.1在測試時，將測試樣浸入到絕緣油中。環境介質因素對擊穿的影響參見X1.4.7。對于那些沒有干燥且浸入到油中的測試樣以及那些按照D2413操作規程準備的測試樣來說，這通常都是必要的（參見6.4)。

9.1.4.2在測試的一側或兩側加工出一個凹槽或是鉆出一個平底的洞，以減少測試的厚度。如果采用不同的電極（如表1中的6型電極），那么只需加工一個表面，兩個電極中較大的一個應與加工好的表面相連接。加工測試樣時要小心，以免對測試樣造成污染或機械損壞。

9.1.4.3用封條或整流罩繞住于測試樣相連接的電極，以減少閃絡的發生。

9.1.5不平的材料應采用與樣品材料和幾何形狀相近的測試樣（和電極）進行測試。有必要按材料的說明確定對這些材料所使用的測試樣和電極。

9.1.6無論材料的形狀如何，如果除了測試面對面的擊穿強度以外還要進行其他測試，則要在該材料的說明中指出所使用的測試樣和電極。

9.2幾乎在所有的情況下，測試樣的實際厚度都很重要。除非另有說明，否則應在測試后，測量擊穿點鄰近區域的厚度。應在室溫條件下（25±5℃）進行測量，并根據D374測試法采取恰當的流程。

耐電壓擊穿試驗儀10. 校準

10.1在校準測量時，測試樣應處于通路狀態，并注意那些以6.2所給精度進行測量的電極電壓。

10.2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。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。

10.3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。ANSI C68.1將詳細說明此種校準的后續流程。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀調節大多數固體絕緣體的擊穿強度都受到溫度和濕度的影響。因此在測試前，受此影響的材料應用控制好的溫度和相對濕度進行平衡。對于這種材料，調節應包括在參照本測試法的標準中。除非另有說明。否則應按D618操作規程進行后續流程。對于許多材料來說，濕度對擊穿強度的影響要大于溫度的影響。對材料進行足夠長時間的調節，以使得測試樣同時達到濕度和溫度的平衡。如果調節時導致測試樣表面出現凝結水，應在測試前將測試樣表面擦干。通常這樣可以減少表面閃絡的可能性。

耐電壓擊穿試驗儀流程（注意：在開始任何測試前請參見第7章。）電壓使用的方法：方法A，快速測試法—如圖1所示，從零點到擊穿發生，以一定的增壓速度，將均勻的電壓施加到試驗電極上。除非另有說明，否則將采用快速測試法。在確定增壓速度時，為了使增速包含在新的規定值中，對于給定的測試樣，應選擇在10到20s內就發生擊穿的增速。在某些場合，有必要進行1到2次的預測試，以確定增速。對于大多數材料而言，使用500V/s的增速。如果文件參考本測試方法所的增速，那么即使擊穿時間偶然出現在10到20s的范圍之外，也應繼續采用。如果出現這種情況，應在報告中記錄下失效次數。

速率

(V/s)±20%

100

200

500

1000

2000

5000

圖1 快速測試法電壓示意圖

12.2.1.3如果要進行一系列測試以比較不同的材料，應采用相同的增速，盡量使平均時間保持在10到20s之間。如果擊穿時間不能保持在該范圍內，應在報告中說明。

12.2.2方法B，逐步測試——以合適起始電壓施加到測試電極上，并按圖2所示，逐步增加電壓，直到發生擊穿。

12.2.2.1從圖2中所列的表格，可以選擇起始電壓Vs，在快速測試中，此電壓應接近試驗測定或預期擊穿電壓的50%。

12.2.2.2如果起始電壓低于圖2所列的電壓，建議以起始電壓的10%作為逐步增加的電壓。

12.2.2.3在沒有超6.1.3所規定的電壓峰值的情況下，盡快得將起始電壓從由零開始升高。同樣的要求也適用于相鄰步驟之間電壓的升高。在完成初的步驟后，將電壓升高到相鄰步驟所需的時間應計入相鄰步驟的時間中。

12.2.2.4如果在向下一步升高電壓的過程發生擊穿，測試樣具有忍耐電壓Vws，其應等于己完成步驟的電壓。如果擊穿發生在任何步驟持續期結束之前，測試樣的忍耐電壓Vws都按后完成步驟的電壓計算。擊穿電壓Vbd用于計算絕緣強度。通過厚度和忍耐電壓Vws計算出絕緣強度。（參見圖2）

12.2.2.5要求在超過120s時間內，在10步中發生4次擊穿。如果一組中有多個測試樣發生的擊穿次數少于3次，或是時間達不到120s的情況，應將起始由壓降低后，重新測試。如果在12步之前或720s后仍未發生擊穿，則應提高起始電壓。

12.2.2.6記錄下起始電壓，電壓增加步數，擊穿電壓以及擊穿電壓所持續的時間長度。如果失效發生在電壓剛剛增加到起始電壓的時候，則失效時間為0。

12.2.2.7應根據測試的目的，說明有關電壓步數的其他時間長度。通常使用的時間長度為20s到300s（5分鐘）。對于研究來說，在某些場合有必要對給定材料進行大于普通時間長度的測試。

12.2.3方法C，慢速測試——向測試電極施加起始電壓，按圖3所示增速增加電壓直到發生擊穿。

12.2.3.1從按12.2.1規定的慢速測試中選擇起始電壓。所選擇的起始電壓應滿足12.2.2.3的要求。

12.2.3.2從有關本測試法的文件所規定的起始電壓開始，以一定的電壓增速增加電壓。通常，所選的增速應與逐步測試的平均增速近似。

12.2.3.3如果一組有多個測試樣都在不到120s內發生擊穿，那么應降低起始電壓或降低增速，抑或同時降低。

12.2.3.4如果一組中有多個測試樣的擊穿電壓不到起始電壓的1.5倍，則應降低起始電壓。如果在大于起始電壓2.5倍的電壓下（以及在120s后才發生擊穿），不斷出現擊穿，應提高起始電壓。

合適的起始電壓，Vs分別是0.25, 0.50, 1, 2, 5, 10, 20, 50和100kV。

圖2 逐步測試電壓示意圖

圖3 慢速測試電壓示意圖

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

12.3擊穿的標準——電介質失效或是擊穿（D1711術語中所定義的）包括增加電導以限制電場的維持。在測試中，可以通過對橫穿測試樣厚度的目測和斷裂聲來清楚得判斷該現象。在擊穿區域內可以觀察到測試樣被擊穿和分解。此類擊穿通常為不可逆過程。重復使用電壓有時會在低電壓情況下（有時將低于可測量值），造成擊穿，并在擊穿區域內伴有其他的損壞。這類重復使用的電壓常帶來擊穿的積極證據，可以使擊穿的路徑更加清晰可見。

12.3.1在某些場合，泄露電流的快速增加會造成電壓源的跳閘，而沒有在測試樣上留下任何可視損壞。這類失效，通常與高溫條件下的慢速測試有關，會造成可逆的結果，如果在重新施加電壓之前將測試樣冷卻到其起始測試溫度，就能恢復其絕緣強度。對于發生此類失效來說，電壓源會在相對較低的電流條件下斷開。

12.3.2在某些場合，由于閃絡，局部放電，高電容測試樣中的無功電流或是斷路器的故障問題都會造成電壓源的斷開。測試中的此類間斷不會造成擊穿（除了閃絡測試外），而發生此類間斷的測試也不能視為滿意的測試。

12.3.3如果斷路器設置的電流太高，或是如果斷路器的故障存在問題，將會造成測試樣的過度燃燒。v 介質的擊穿：外加電場強度超過某一臨界值時，材料中形成 或存在電荷順利通過的擊穿“隧道” ，使材料破壞，介質由 介電狀態變為導電狀態的現象。

v 介電強度：使介質發生擊穿的臨界電場強度。2. 電擊穿

v 固體介質電擊穿的碰撞理論：

?強電場作用下，固體導帶中因冷或熱發射存在一些電子， 這些電子被加速，獲得動能；

?高速電子與晶格振動相互作用，把能量傳遞給晶格；

?一定溫度和場強下平衡時，固體介質有穩定的電導；

?當電子從電場中獲得能量大于傳遞給晶格振動能量時， 電子動能越來越大；

?大到一定值，電子與晶格振動的相互作用導致電離產生 新電子，使電子數目迅速增加，電導進入不穩定狀態， 發生擊穿。符合標準：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；

擊穿形式:

1、電擊穿

在強電場的作用下原來處于熱運動狀態的少數“自由電子”將沿反電場方向 定向運動。在其運動過程中不斷撞擊介質內的離子,同時將其部分能量轉 給這些離子,當外加電壓足夠高是,自由電子定向運動的速度超過一定臨 界值可使介質內的離子電離出次級電子,這些電子都會從電場中吸取能量 而加速,又撞擊出第三級電子,連鎖反應將造成大量自由電子形成 “雪 崩” ,導致介質的擊穿,這個過程大概只需要10-7-10-8s的時間,因此 電擊穿往往是瞬息完成的。

2、熱擊穿

絕緣材料在電場下工作時由于各種形式的損耗,部分電 能轉變成熱能,使介質被加熱,若器件內部產生的熱量 大于器件散發出去的熱量,則熱量就在器件內部積聚, 使器件溫度升高,升溫的結果進一步增大損耗,使發熱 量進一步增多,這樣惡性循環的結果使器件溫度不斷上 升,當溫度超過一定限度時介質會出現燒裂、熔融等現 象而完全喪失絕緣能力,這就是介質的熱擊穿。

3、化學擊穿

長期運行在高溫、潮濕、高電壓或腐蝕性氣體環境 下的絕緣材料往往會發生化學擊穿,化學擊穿和材 料內部的電解、腐蝕、氧化、還原、氣孔中氣體電 離等一系列不可逆變化有很大的關系,而且需要相

當長時間,材料被“老化” ,逐漸喪失絕緣性能, 導致被擊穿而破壞。

化學擊穿的機理:

(1)在直流和低頻交變電壓下,由于離子式電導引起電解過程,材料中發 生電還原作用,使材料的電導損耗急劇上升, 由于強烈發熱成為熱化 學擊穿;

(2)當材料中存在著封閉氣孔時,由于氣體的游離放出的熱量使器件溫度 迅速上升,變價金屬氧化物在高溫下金屬離子加速從高價還原成 離子, 甚至還原成金屬原子,使材料電子式電導大大增加,電導的增加反過來又 使器件強烈發熱,導致終擊穿。

影響抗電強度的因素:

(1)溫度溫度對電擊穿影響不大;對熱擊穿影響較大,溫度升高使材料的漏導電流增大,損耗增大,發熱量增 加,促進了熱擊穿的產生;環境的溫度升高使器件內部的熱量不容易散發,進一步加大了熱擊穿傾向。 溫度升高使材料的化學反應加速,促使材料老化,加快了化學擊穿的進程。

(2)頻率

頻率對熱擊穿有很大的影響,在一般情況下,如果其他條件不變,則E穿與 頻率w的平方根成反比,即:抗電強度的測量與應用:在特定的條件下進行,標準GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;規定了固體電工材料頻擊穿電壓,擊穿場強,耐電壓的實驗方法。對試樣的尺寸,電極的形狀,加壓方式等都做了規定。

3. 熱擊穿

v 熱擊穿的本質：

?處于電場中的介質，由于介質損耗而受熱；

?當外加電壓足夠高時，散熱和發熱從平衡狀態轉入非平 衡狀態；

?若發熱量比散熱量多時，熱量就在介質內部聚集，使介 質溫度升高；

?溫度升高又導致電導率和損耗的進一步增加，介質的溫 度將越來越高，直至出現性破壞。

12.4測試的數量——對于特定材料，除非另有說明，否則應進行5次擊穿。選擇連續升壓設置方法：

如是50KV電壓擊穿,使用量程“50”, 如是100KV電壓擊穿, 使用量程“100”，保護電流“5”，電極尺寸“75×25”或“25×25”，峰降電壓,根據試樣擊穿電壓大小設置,如低于5KV,可設1KV以下。

逐級升壓設置方法：

設置初始電壓如“5”梯度電壓如“5”，梯度時間可根據具體要求設置，其他設置與連續升壓設置一樣。

慢速升壓設置方法：

   設置和連續升壓設置是一樣的，不一樣就是多個初始電壓，如設“5”就是在5KV以下不出曲線，電壓升到5KV時才出曲線。

耐壓升壓設置方法：

  設置和逐級升壓設置是一樣的，初始電壓就是給試樣施加的電壓（根據要求添加），梯度時間就是給試樣施加電壓，在設定時間（根據要求設置）內，不擊穿為合格。

4、做實驗

油盒里注入25#變壓器油，漫過上電極15～20mm，放入試樣，關閉門，此時門位指示燈亮，按下高壓啟動此時綠燈亮，

電腦上輸入試樣厚度，選擇升壓速率50KV 0.2～2kv/s，100KV 0.5～10kv/s，任意選，

點擊參數設置，選擇實驗方法，保存參數設置，點擊實驗準備一確定一開始實驗，此時實驗開始，直到試樣擊穿,步進電機歸零，啟點指示燈亮，實驗結束，此時電腦顯示的是試樣擊穿跌落值，數據表格里顯示是實際值，點擊序號2，可做下個試樣，一種試樣可做10個，做完實驗點擊左上角保存，

點擊曲線分析，看實驗結果，點擊Word轉換成Word報告，點擊Excel轉換成Excel各點數據。

做直流實驗；

把高壓變壓器短路銷拔出來，打開軟件，雙擊交流實驗此時直流實驗變實，點擊直流實驗此時是做直流實驗，其它設置與交流是一樣的，做完實驗自動放電。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀

13. 計算

13.1對于每次測試而言，擊穿時的絕緣強度應以kV/mm或V/mil為單位來計算，對于逐步測試而言，梯度應以未發生擊穿的高電壓步驟來計算。

13.2計算平均絕緣強度及標準偏差，或其他變量的測量值

耐電壓擊穿試驗儀14. 報告

14.1報告應包含以下信息：

14.1.1測試樣的鑒定。

14.1.2對每一個測試樣；

14.1.2.1所測量的厚度，

14.1.2.2能承受的大電壓（對逐步測試而言），

14.1.2.3擊穿電壓，

14.1.2.4絕緣強度（對逐步測試而言），

14.1.2.5擊穿強度，及

14.1.2.6擊穿的部位（電極的中心，邊緣或外部）。

14.1.3對于每個樣品：

14.1.3.1平均電介質承受強度（僅對逐步測試測試樣），

14.1.3.2平均電介質擊穿強度，

14.1.3.3變量的說明，好是標準偏差和變化系數。

14.1.3.4測試樣的說明，

14.1.3.5調節和測試樣的準備，

14.1.3.6環境的溫度和相對濕度，

14.1.3.7環境介質，

14.1.3.8測試溫度，

14.1.3.9電極的說明，

14.1.3.10電壓應用的方法，

14.1.3.11如果，電流感應元件的失效標準，及

14.1.3.12測試的日期。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀

15. 精度和偏差

15.1表2總結了四個實驗室和八種材料實驗室間研究的結果。該研究采用同一電極體系和同一測試介質。9

15.2單一操作員精度——根據測試材料，試樣厚度，電壓供給方式以及控制或瞬間電壓脈沖的極限，變化常數（標準差除以平均值）在1%到20％之間變化。如果就同一樣品的五個測試樣進行重復試驗，變化常數通常不大于9%。

表2 從四個試驗室總結出的絕緣強度數據A

A測試樣在油中用2型電極進行測試（參見表1）。

15.3多實驗室精度——在不同實驗室中（或者同一實驗室不同設備上）進行測試的精度是變化的。通過使用同一類型的設備，嚴格控制測試樣的準備，電極以及測試流程，單個操作員的精度是近似的。但如果對來自不同實驗室的結果進行比較，就必須評估不同實驗室的精度。

9支撐數據已經歸檔在ASTM國際總部中，通過申請研究報告RR:D09-1026可獲得這些數據。

15.4如果測試材料，試樣厚度，電極結構，或環境介質不同于表1所列，或是測試設備中電流感應元件的擊穿標準得不到嚴格控制，那么將無法達到15.2和15.3中所規定的精度，對于需要測試的材料來說，涉及本測試方法的標準應能確定該材料的精度適用范圍。參見5.4~5.8以及6.1.6。

15.5使用特殊的技術和設備、使材料厚度的精度達到0.01in甚至更小。電極不能損壞試樣的接觸面。準確的測定擊穿電壓。

15.6偏差——該測試方法不能測定固有絕緣強度。測試結果取決于試樣的幾何形狀，電極和其他可變參數，以及樣品的性質，這使得很難描述偏差。

耐電壓擊穿試驗儀

16. 關鍵詞

16.1擊穿，擊穿電壓，校準，擊穿標淮，介電擊穿電壓，介電失效，介電強度，電極，閃絡，電源頻率，過程控制測試，驗證測試，質量控制測試，快速增加，研究測試，取樣，慢速，逐步，環境介質，耐壓。

附錄

（非強制信息）

Xl. 絕緣強度測試的意義

X1.1 介紹

簡要回顧了擊穿的三種假定機制，分別是：（1）放電或電暈機制，（2）熱機制，以及（3）固有機制，討論了在原理上對實際電介質產生影響的因素，并對數據的解釋提供幫助。擊穿機制常常與其他機制相結合，而非單獨發揮效用。隨后的討論僅針對固體和半固體材料。介電擊穿的假定機制由放電造成的擊穿——在對工業材料進行的許多測試中，都是由于放電造成了擊穿，這通常造成較高的局部場。對于固體材料來說，放電常常發生在環境介質中，因此增加測試的區域將在電極邊緣上或外側產生擊穿。放電也會發生在內部出現或生成的一些泡沫或氣泡里。這會造成局部的侵蝕或化學分解。這些過程將一直持續到在電極間形成完全的失效通路為止。熱擊穿——在置于高強度電場時，在許多材料內的局部路徑上會積聚大量的熱，這將造成電介質和離子導電性能的損失，進而迅速產生熱量，所產生的熱量將大于所能耗散掉的熱量。由于材料的熱不穩定性，導致了擊穿的發生。

符合標準

GB1408.1-2016《絕緣材料電氣強度試驗方法?*部分;工頻下試驗、第2部分》

GBT13542.1-2009電氣絕緣用薄膜*部分

GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

GB/T  3333-1999《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》1 范圍

GB/T 13542的本部分規定了電氣絕緣用薄膜的定義、一般要求、尺寸、檢驗規則和標志、包裝、運

輸和貯存。

本部分適用于電氣絕緣用薄膜，

2規范性引用文件

下列文件中的條款通過GB/T 13542的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文

件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵根據本部分達成

協議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本

部分。

GB/T 13542.2-2009電氣絕緣用薄膜第2部分:試驗方法(IEC60674-2:1988,MOD)

3術語和定義

下列術語和定義適用于本部分。

3.1

卷繞性windability

薄膜的卷繞性用于評定成卷薄膜的變形情況,可由偏移/弧形和凹陷兩方面衡量。

3.1.1

偏移/弧形bias-camber

當薄膜平整地打開時,其邊緣不呈直線(偏移或弧形)、

3.1.2

凹陷

sag

當一段薄膜由兩個呈水平位置的平行輥支撐并承受一定張力的情況下,其中有部分薄膜會低于總

的水平面。接頭耐熱性或耐溶劑性等特殊要求應由供需雙方協商。

4.4管芯

薄膜應卷在圓形管芯上,管芯在卷繞拉伸下應不掉屑、坍塌或歪扭,也不應損壞薄膜或使其性能降

低。管芯的所有性能和尺寸及其偏差由供需雙方協商,管芯的優選內徑為76 mm和152 mm,管芯可以

伸出膜卷的端部,或者與端部平齊。

5尺寸

5.1厚度

按GB/T 13542.2-2009第4章所述的方法測定厚度,除非在產品標準中另有規定,且測得的厚度

應在標稱值±10%范圍內。

5.2寬度

寬度應在產品標準中規定,按GB/T 13542.22009第6章規定的方法測定的寬度，除非產品標

準另有規定,其允許偏差應符合表1的規定。

表1薄膜寬度

單位為毫米

寬度

偏差

≤50

±0.5

>50~300

±1.0

>300~450

±2.0

>450

±4.0

5.3長度

對長度的要求由產品標準規定。

6檢驗規則GB/T 13542《電氣絕緣用薄膜)分為以下幾個部分:

一第1部分:定義和一般要求;

一一第2部分:試驗方法;

一第3部分:電容器用雙軸定向聚丙烯薄聵;

一第4部分:聚酯薄膜

.…。

本部分為GB/T13542的第1部分。

本部分修改采用IEC60674-1:1980《電氣用塑料薄膜第1部分:定義和一般要求(英文版)。

本部分與IEC60674-1的主要技術差異如下:

1)增加了“規范性引用文件"章;

2)增加了“檢驗規則"章。

本部分代替GB/T 13542-1992《電氣用塑料薄膜一般要求》,

本部分與GB/T 13542-1992相比主要差異如下:

1)將“引用標準”改為“規范性引用文件”

2)定義3.1.1中“偏斜”改為“偏移/弧形”。

本部分由中國電器工業協會提出。

本部分由全國絕緣材料標準化技術委員會(SAC/TC51)歸口，

本都分起草單位:桂林電器科學研究所,東材科技集團股份有限公司。

本部分主要起草人:王先修、趙平。

本部分所代替標準的歷次版本發布情況為:

GB/T13542-1992。

6.1薄膜應進行出廠檢驗和型式檢驗。

6.2型式檢驗項目為產品標準中技術要求規定的全部項目，每三個月至少進行一次。當原材料變更

或工藝條件改變時,也應進行型式檢驗。

6.3產品批量、抽樣方法和出廠檢驗項目在產品標準中規定，每批薄膜應進行出廠檢驗,產品經檢驗

合格才能出廠。制造廠應保證出廠產品符合產品標準中全部技術要求。

6.4當試驗結果中任何一項不符合技術要求時,應在該批薄膜另外二卷中各取一組試樣重復該項試

驗,如仍有一組不符合要求時,該批薄膜為不合格品。

6.5使用單位可按產品標準的全部或部分項目進行驗收檢驗。預處理條件按GB/T13542.2-2009

中3.2要求進行。

6.6使用單位有要求時,制造廠應提供產品檢驗報告。

7標志、包裝、運輸和貯存

7.1薄膜卷要用防潮紙或塑料薄膜包裹,外層套裝塑料袋,并架空支撐放置于包裝箱中,使薄膜在通常

的貯存和運輸條件下得到充分保護而不受損壞和變質。

7.2每箱薄膜應有明顯而牢固的標志:

TVS瞬間防護技術

●  多級循環電壓采集技術:

材料擊穿后,瞬間放電速度約為光速的1/5~1/3,國際通用的方法為壓降法進行采集擊穿電壓。即變壓器的初級電壓瞬間下降一定比率來判別材料是否擊穿。顯然記錄擊穿電壓值產生偏差。而采用多級循環采集技術對擊穿后的電壓采集將解決此難題。

●  低通濾波電流監測技術:

高壓壓放電過程中將產生高頻信號。而無論是國產與進口電流采集傳感器,大都為工頻電流傳感器。而采集過程中無法將高頻信號處理時,從而造成檢測不準確。無論是采用磁通門或霍爾原理所設計的傳感器存在擊穿后瞬間輸出電壓或電流信號過大,從而燒壞控制系統的采集部分。華測開發的低濾波電流采集傳感器將高頻雜波信號進行相應處理。同流采集華測自主開發的保護模塊來保證采集精度與保護采集元件。

●  雙系統互鎖技術及隔離屏蔽技術:

采用雙系統互鎖技術應用于電擊穿儀器,生產的電壓擊穿儀器不僅具備過壓、過流保護系統,它*的雙系統互鎖機制,當任何元器件出現問題或單系統出現故障時,將瞬間切斷高壓。

品名稱：電壓擊穿試驗儀

產品型號：BDJC-10KV、BDJC-50KV、BJC-100KV

產品品牌：北京北廣精儀

控制方式：計算機控制

符合標準：GB/T1408、ASTM D149、IEC60243-1等

適用材料：橡膠、塑料、薄膜、陶瓷、玻璃、漆膜、樹脂、電線電纜、絕緣油等絕緣材料

測試項目：擊穿電壓測試、介電強度測試、電氣強度測試、耐電壓擊穿強度測試等

試驗電壓：10KV、20KV、50KV、100KV、150KV等

電壓精度：≤1%

適用材料：絕緣材料

升壓速率：10V/S-5KV/S

試驗方式：交流/直流、耐壓、擊穿、梯度升壓

控制系統：PLC控制升壓

核心部件：采用進口配件

試驗介質：絕緣油、空氣

顯示方式：曲線顯示、數據打印

其它特點：無線藍牙控制

設備組成：主機、計算機、電極

電極規格：25mm、75mm、6mm

電器容量：3KVA、5KVA、10KVA

耐壓時間：0-8H

安全保護：九級安全保護

質保日期：三年、終身維護。

培訓方式：工程師上門培訓安裝

出據證書：514所、304所、科學研究院等單位均可

主機尺寸：1000*600*1400mm、1700*600*1400mm

主機重量：100KG、200KG

北廣產品保修售后服務承諾：

一、安裝調試：協助試驗機的安裝，負責試驗機的運輸、調試。

二、驗收標準：試驗機按訂貨技術附件進行驗收。終驗收在買方進行，對用戶提供的試樣進行試驗，并提供測試報告。

三、培訓：安裝調試同時，在儀器操作現場一次性免費培訓操作人員2-3名，該操作人員應是由需方選派的長期穩定的員工，培訓后能夠對設備基本原理、軟件使用、操作、維護事項理解和應用，使人員能夠獨立操作設備對樣品進行檢測、分析，同時能進行基本的維護。

四、軟件升級：終生免費提供新版本控制軟件。

五、保修：1、設備保修兩年，終身售后服務，一年內非人為損壞的零部件免費更換，保修期內接到用戶邀請后，遲響應時間為2小時內，在與用戶確認故障后，我公司會在48小時內派工程師到達現場進行免費服務，盡快查清故障所在位置和故障原因，并向用戶及時報告故障的原因和排除辦法。

2、保修期內人為損壞的零部件按采購（加工）價格收費更換。

3、保修期外繼續為用戶提供優質技術服務，在接到用戶維修邀請后3天內派工程師到達用戶現場進行維修。并享有優惠購買零配件的待遇。

4、傳感器過載及整機電路超壓損壞不在保修范圍內。

六、售后管理：

我公司實現計算機化管理，實行客戶定期電話回訪制度，定期復查設備的工作情況，定期電話指導用戶對設備進行保養和檢測，以便設備正常運轉，跟蹤客戶的設備使用情況，以便及時對設備進行維護

電壓擊穿試驗儀安全保護措施：公司簡介

 北京北廣精儀公司是一家專業從事檢測儀器，自動化設備生產的高新科技企業公司，擁有現代化設計開發技術和先進的生產設備。積極專注于多種高性能檢測設備及非標自動化設備的生產和研制，主要研發生產的產品：絕緣材料檢測儀器（電壓擊穿試驗儀、電阻率測試儀、介電常數測試儀、漏電起痕測試儀、耐電弧測試儀等）海綿泡沫檢測儀器（落球回彈測試儀、壓縮變形測試儀、壓陷硬度測試儀、疲勞沖擊試驗儀），力學設備（萬能試驗機）等質量已領先國內先進水平。

GB/T1408絕緣材料電氣強度試驗方法第1部分：工頻下試驗

1、范圍

GB/T1408的本部分規定了測量固體絕緣材料工頻（即48Hz～62Hz）短時電氣強度的試驗方法．本部分規定了用液體和氣體作為固體絕緣材料試驗時的浸漬劑或周圍媒質，但不適用于液體和氣體的試驗．

注：本部分包括測定團體絕緣材料表面擊穿電壓的方法．

2、規范性引用文件

下列文件中的條款通過GB/T 1408的本部分的引用而成為本部分的條款。 凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單<不包括勘誤的內容>或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成 協議的各方研究是否可使用這些文件的ZUI新版本。 凡是不注日期的引用文件，其ZUI新版本適用于本部分．

GB/T 1981. 2-2003 電氣絕緣用漆第2部分：試驗方法（IEC 60464“2: 2001, IDT)

GB/T 7113. 2-2005 絕緣軟管 試驗方法（IEC 60684-2:1997 ,MOD)

GB/T 10580-2003 固體絕緣材料在試驗前和試驗時采用的標準條件(IEC 60212: 1971,IDT) ISO 293: 1986 塑料 熱塑性材料壓模塑試樣

ISO 294-1: 1996 塑料 熱塑性材料試樣的注模塑法 第1部分： 一般原則、多用途模塑件及條形試樣

ISO 294-3: 1996 塑科 熱塑性材料試樣的注模塑法 第3部分：小板 ISO 295: 1991 塑料 熱固性材料壓模塑試樣

ISO 10724: 1994 塑料 熱固性模塑料 注塑成型多用途試樣

IEC 60296: 2003 變壓器和開關用的未使用過的礦物絕緣油規范

IEC 60455-2, 1998 電氣絕緣用柑脂基反應復合物 第2部分：試驗方法 IEC 60674-2: 1988 電氣用塑料薄膜 第2部分z試驗方法

3、定義

下列定義適用于本部分。

電氣擊穿試樣承受電應力作用時，其絕緣性能嚴重損失，由此引起的試驗田路電流促使相應的回路斷路器動作．

注：擊穿通常是由試中羊和電極周圍的氣體或液體媒質中的局部放電引起，并使得較小電極（或等徑兩電極）邊緣的試樣遭到破壞

閃絡試樣和電極周圍的氣體或液體媒質承受電應力作用時，其絕緣性能損失，由此引起的試驗回路電流促使相應的回路斷路器動作．注：碳化通道的出現或穿透試樣的擊穿可用于區分試驗是擊穿還是閃絡。

擊穿電壓<在連續升壓試驗中>在規定的試驗條件下，試樣發生擊穿時的電壓。<在逐級升壓試驗中>試樣承受住的高電壓，即在該電壓水平下，整個時間內試樣不發生擊穿。

電氣強度在規定的試驗條件下，擊穿電壓與施加電壓的兩電極之間距離的商。 注除非另有規定，應按本部分5.4規定測定兩試驗電極之間的距離。試驗的意義按本部分得到的電氣強度試驗結果，能用來檢測由于工藝變更、老化條件或其他制造或環境情況而引起的性能相對于正常值的變化或偏離，而很少能用于直接確定在實際應用中的絕緣材料的性能狀態材料的電氣強度測試值可受如下多種因素的影響：

 試樣的狀態a) 試樣的厚度和均勻性，是否存在機械應力；

b) 試樣預處理，特別是干燥和浸漬過程；

c) 是否存在孔隙、水分或其他雜質。

試驗條件a) 施加電壓的頻率、被形和升壓速度或加壓時間；

b) 環境溫度、氣壓和濕度；

c) 電極形狀、電植尺寸及其導熱系數；