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交直流介 电击 穿 强 度/耐 电压强 度 试验仪

介 电强 度定 义 ：

介 电强 度是一种材料作 为绝缘 体 时 的 电强 度的量度，它定 义为试样 被 击 穿 时 ， 单 位厚度承受的最大 电压 ，表示 为 伏特每 单 位厚度。物 质 的介 电强 度越大，它作 为绝缘 体的效果越好。

1 、介 电强 度 简 介

介 电强 度：是材料抗高 电压 而不 产 生介 电击 穿能力的量度，将 试样 放置在 电 极之 间 ，并通 过 一系列的步 骤 升高所 施加的 电压 直到 发 生介 电击 穿，以此 测 量介 电强 度。尽管所得的 结 果是以kv/mm 为单 位的，但并不表明与 试样 的厚度 无关。因此，只有在 试样 厚度相同的条件下得到各种材料的数据才有可比性。

2 、与介 电强 度相关的几个概念

介 电 常数：

用于衡量 绝缘 体 储 存 电 能的性能，它是两 块 金属板之 间 以 绝缘 材料 为 介 质时 的 电 容量与同 样 的两 块 板之 间 以空气 为 介 质 或真空 时 的 电 容量之比。介 电 常数 代表了 电 介 质 的极化程度，也就是 对电 荷的束 缚 能力，介 电 常数越大， 对电 荷的束 缚 能力越 强 。 电 容器两极板之 间 填充的介 质对电 容的容量有影响，而同一种介 质 的 影响是相同的，介 质 不同， 介 电 常数不同。

3 、体 积电 阻率

是材料每 单 位立方体 积 的 电 阻， 该试验 可以按如下方法 进 行：将材料在500V 电压 下保持1分 钟 ，并 测 量所 产 生的 电 流，体 积电 阻率越高，材料用做 电绝缘 部件的效能就越高。

4 、 损 耗因子

也指耗 损 正切，是交流 电 被 转 化 为热 能的介 电损 耗(耗散的能量)的量度，一般情况下都期望耗 损 因子越低越好。

介 电强 度 试验 与 绝缘电 阻 试验 的区 别

在我 们 的常 识 中， 经 常将介 电强 度 试验 和 绝缘电 阻 试验 混淆， 误认为 是同一个 试验 ，但 这 两个 试验 之 间还 是存在 一定的差异。

绝缘 介 电强 度 试验 是在相互 绝缘 的部件之 间 或 绝缘 的部件与地之 间 ，在 规 定 时间 内施加 规 定的 电压 ，以此来确定 电 机在 额 定 电压 下能否安全工作,能否耐 受由于开关、浪

涌及其它 类 似 现 象所 导 致的 过电压 的能力，从而 评 定 电 机 绝缘 材料或 绝缘间 隙是否合适。如果 电 机有缺陷， 则 在施加 试验电压 后，会 产 生 击 穿放 电 或 损 坏。 击 穿放 电 表 现为飞 弧(表 面放 电 ) 、火花放 电 ( 空气放 电 ) 或 击 穿( 击 穿放 电 ) 现 象。 过 大的漏 电 流可能引起 电 参数或物理性能的改 变 。

介 电强 度 试验 与 绝缘电 阻 测试 是不能等同的。清 洁 、干燥的 绝缘 体尽管具有高的 绝缘电 阻,但却可能 发 生不能 经 受 绝缘 介 电强 度 试验 的故障；反之，一个 脏 的、 损伤 的 绝缘 体，其 绝缘电 阻 虽 然低,但在高 电压 下也可能不会被 击 穿。由 于 绝缘 部件是由不同材料制成或是由不同材料合成的，它 们 的 绝缘电 阻各不相同。因 此, 绝缘电 阻的 测试 不能wan全代表 对 清 洁 度或无 损伤 程度的直接量度。但是， 这 种 测试对 确定高温、潮湿、 污 物、氧化或 挥发 性材料等 对绝缘 特性影响 程度是极 为 有 益的。

事 实 上，一台由于 过热 而使 绝缘 材料已 经 老化 变 脆的 电 机，其 绝缘电 阻仍可高达100MΩ,但却无法通 过绝缘 介 电强 度 试验 。 绝缘电 阻 测试对绝缘 材料受潮特 别 敏感, 对绝缘 材料老化 则显 得力不从心。

绝缘 介 电强 度 试验 一般采用50Hz正弦波交流 电 ，而 绝缘电 阻 测试 均采用直流 电 。

概述：

✔特点：所有的 绝缘材料都只能在一定的电场强度下保持其绝缘特性，当电场强度超过一定限度时，绝缘材料便会瞬时失去绝缘特性，使整个设备破坏。

✔特征：介 电强度是最基本的绝缘特性参数。

✔ 应用：不管是在电气产品的生产中，还是在使用中，都要经常做介电强度的试验。

1.1 定义；

1.1.1 电气击穿；

绝缘材料或结构，在电场作用下瞬间失去绝缘特性，造成电极间短路，称为电气击穿。

1.1.2 击穿电压、击穿场强；

在试验或使用中，绝缘材料或结构发生击穿时所施加的电压，称为击穿电压；击穿点的场强称为击穿场强。

E_B ＝ U_B/d

1.1.3 介电强度；

绝缘材料的介电强度是指材料能承受而不致遭到破坏的最高电场场强，对于平板试样

1.1.4 闪络、闪络电压；

在气体或液体中，电极之间发生放电，当放电至少有一部分是沿着固体材料表面时，称为闪络。通常试样表面闪络后，还可以恢复绝缘特性。闪络时试样上施加的电压称为闪络电压。

1.1.5 击穿或闪络的判别：

✔ 试样上电压突然降落；

✔通 过试样上的电流突然增大；

✔有 时会发出光或声；

✔ 试样上有贯穿的小孔、裂纹以及碳化的痕迹；

1.2 介电强度试验分类；

1.2.1 击穿试验：

在一定试验条件下，升高电压直到试样发生击穿为止，测得击穿场强或击穿电压，测量试样的介电强度，用来测量绝缘材料的介电强度。不能作为选定应用于工作场强的依据，而只能作为选用材料的参考。

1.2.2 耐电压试验：

在一定试验条件下，对试样施加一定电压，经历一定时间，若在此时间内试样不发生击穿，即认为试样是合格的。只能说明试样的介电强度不低于该试验电压的水平，但不能说明究竟有多高。

对于电气设备使用，施加电压略高于工作电压，经历时间 1min 、 5min 或更长

1.3 影响介电强度的因素；

1.3.1 电压波形：

✔直流、工 频正弦以及冲击电压下击穿机理不同，击穿场强也不同

✔工 频交流电压下的击穿场强低的多

✔根据使用条件及 试验目的，选择电压或叠加电压

1.3.2 电压作用时间

✔ 电击穿所需时间短，小于微秒级

✔ 热击穿需要较长时间的热的积累，在直流或工频电压下，随着施加电压的时间增长，击穿电压明显下降。

✔施加 电压时间很长时，由于试样内存在局部放电或其他原因，试样老化，降低击穿电压

✔有机材料，一般在小于几微秒和大于几秒 时，击穿电压随时间增长而明显下降，在几微秒至几秒范围内，击穿电压变化不大

1.3.3 电场的均匀性及电压的极性

✔材料的本征 击穿场强是在均匀电场下测得的。但不均匀电场中，如电极边缘电场强度比较高，会首先出现局部放电，扩展到试样击穿，测得的击穿电压偏低

✔在不均匀 电场下，直流和冲击电压的极性对击穿电压有明显的影响。由于空间电荷的效应改变了电极间介质的电场分布，从而影响了击穿电压。

1.3.4 试样的厚度与不均匀性

✔ 试样厚度增加，电极边缘电场就更不均匀，试样内部的热量更不容易散发，试样内部含有缺陷的几率增大，使得击穿场强下降

✔薄膜 试样，厚度减小，电子碰撞电离的几率减小，也会使击穿场强提高

✔工 业上绝缘材料含有杂质和缺陷，使得试样击穿场强降低

✔材料中残留的机械 应力，使得击穿场强降低

1.3.5 环境条件

✔温度升高，会使 击穿场强下降。在材料的玻化温度范围，击穿场强下降zui明显，对于某些材料，在低温区可能出现相反的温度效应。

✔湿度增大，会使 击穿场强下降。材料吸湿后会增大电导和介质损耗，会改变电场分布，从而影响击穿场强。

✔气 压对击穿场强的影响，主要是对气体而言。气压高，电子在碰撞过程的自由行程就短，击穿场强会升高。但在接近真空时，由于碰撞的几率减少，也会使击穿场强升高，可用巴申曲线阐明

击穿场强与温度 击穿场强与水分 巴申曲线（气压）

交直流介 电击 穿 强 度/耐 电压强 度 试验仪 调试 培 训说 明

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