电气介电强度|交直流介电击穿电压测定仪

介电强度

一、概述：

1 、定义： 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。绝缘材料或结构发生击穿时所加的电压称为击穿电压，击穿点的场强称为击穿场强。

式中： EB —击穿场强（MV/mm）;UB—在规定试验条件下，两极间的击穿电压(MV或KV);d—两电极间击穿部位的距离，即试样在击穿部位的厚度（m或mm）

闪络： -- 指高压电器(如高压绝缘子)在绝缘表面发生的放电现象,称为表面闪络,简称闪络.

绝缘闪络： 绝缘材料在电场作用下，尚未发生绝缘结构的击穿时，在其表面或与电极接触的空气(离子化气体)中发生的放电现象，称为绝缘闪络。

二、影响介电强度的因素：

1 、电压波形 直流、工频正弦及冲击电压下，击穿机理不同，所测的击穿场强也不同，工频交流电压下的击穿场强比直流和冲击电压下的低得多。

2 、电压作用时间，无论电击穿还是热击穿都需要时间，随着加压时间的增长，击穿电压明显下降。

3 、电场的均匀性及电压的极性，电场不均匀往往测得的电压比本征击穿值低。

4 、试样的厚度与不均匀性 试样的厚度增加，电极边缘电场就更不均匀，试样内部的热量更不易散发，试样内部的含有缺陷的几率增大，这些都会使击穿场强下降。

5 、环境条件 试样周围的环境条件，如温度、湿度以及压力等都会影响试样的击穿场强；温度升高，通常会使击穿场强下降；湿度增大，会使击穿场强下降；气压对击穿场强的影响，主要是对气体而言。气压高，击穿场强升高；但接近真空时，也会使击穿场强升高。另外还有：时间、辐射、机械力、电极材料及极性效应。

三、击穿机理：

1 气体介质击穿

1 ）撞击游离： 气体介质在电场中，由于受辐照、电能、热能等因素的作用，总会存在少量的离子和电子。

这些带电质点在电场中运动过程中必然和气体的分子或原子相撞，如果带电粒子的能量大于分子或原子的电离能，则可能由于碰撞时能量的交换而使分子或原子产生电离（即使带电粒子的能量小于电离能，经过多次碰撞也可能使分子发生电离）。气体分子电离之后，放出的电子又在电场中加速碰撞其它的分子或原子使之产生电离，因此电子 的总数越来越多形成电子崩。同时由于离子的质点大，速度慢，而集聚在阴极的附近，造成阴极附近的电场强度增高，使电子 不断从阴极被拉出，源源不断地投入气体中，这就形成 了自持放电即气体击穿。这种击穿理论是符合低气压短间隙（电极间的距离近）的气体击穿。

2 ）流柱理论： 在长间隙、高气压中的放电，除了撞击之外，形成放电发展的主要因素是光游离。在电子崩发展到一定阶段后，电子崩的前部的离子复合增强，而复合时放出的光子又引起周围气体电离，于是又形成新的电子崩，这样在电子崩之间呈成为电子离子的混合通道，这个混合通道称为流柱。

3 ） 在均匀和不均匀电场中气体的击穿电压，在均匀电场中，气体击穿电压与气体起始电离电压相近。击穿电压与气体压力和电极间的距离的乘积成相关。这种关系规律称巴申定律。在不均匀电场中，气体的击穿电压将高于气体起始电离击穿电压，因电场ZUI强的地方总首先开始局部电离放电，之后才逐渐扩大放电范围，直到放电贯穿两电极

时才发生击穿。

2 、液体介质的击穿

1 ）小桥理论： 在液体介质中，含有的各种杂质，如灰尘、纤维、水分等，这些杂质在电场的作用下产生极化并沿着电场方向排列起来，移向电场强度高的地方连成小桥，而使电场发生畸变。造成击穿电场下降。2）撞击游离 和气体电离的理论类似。不过由于液体中分子间的距离比气体小得多，电子在两次碰撞间的自由行程也短得多，因此，要获得足够的能量就要需要更高的电场强度，这说明液体的击穿场强比气体高的多。

3 、 固体材料的电击穿理论 固体材料的本征击穿场强比液体材料高得多，一般在50-150兆伏/米由于固体材料聚集很紧，电子在其中的运动就不能简单地看作单个电子与单个分子或原子相碰撞，而是受周围许多分子或原子对它的制约。如电子通过晶格时，受晶格质点振动的影响，使运动状态发生变化，同时也发生能量的转移，这过程称散射。当电子的获得的能量大于损失的能量时，电子就不断被加速，就会导致击穿发生。从这点出发提出两种最主要的电击穿理论：其一，弗罗利赫（Frohlich）理论，另一个是希伯尔理论。此外，还有许多电击穿理论，如场致发射击穿理论，电机械应力破坏理论。

4 、 固体介质的热击穿理论 介质的击穿因热因素起决定作用的引起的破坏称为热击穿。

5 、 局部放电导致击穿 材料击穿发生在局部，而没有贯穿到两电极之间，这种现象称为局部放电。

万喜堂彩票注册网站- 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。