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核心测试原理

测试的本质是模拟绝缘材料在极诲耻补苍电场下的失效过程。基本原理可分为以下几个步骤：

1.  电场施加：将试样置于两个特定形状的电极之间，电极与试样良好接触以消除气隙。通过高压发生器在电极上施加电压，从而在试样内部建立均匀（理想情况下）或非均匀的电场。

2.  电压爬升：按照预设的升压方式（如快速升压、慢速升压或步进升压）持续增加施加的电压。

3.  击穿判定：当电压升高到某一临界值时，材料的绝缘性能发生不可逆的破坏，表现为：

      电流急剧增大（通常有设定阈值）。

      试样上出现贯穿性的导电通道（可能伴随电弧、声响、灼烧痕迹）。

      电压无法维持而骤降。

   此时的电压值即为击穿电压。

4.  强度计算：根据击穿电压和试样的厚度，计算出材料的介电强度（即抗电压击穿强度）。

关键专业术语详解

A. 核心性能术语

1.  介电强度 / 电气强度

      定义：材料能承受而不被击穿的最诲补电场强度，是衡量绝缘材料抗击穿能力的核心参数。

      计算公式：Eb = Ub / d

          Eb：介电强度，单位通常为 千伏每毫米（kV/mm） 或 伏每米（V/m）。

          Ub`：击穿电压，即发生击穿时施加的电压值，单位千伏（kV）或伏特（V）。

          d：试样在两电极间的厚度，单位毫米（mm）或米（m）。

      注意：它是一个强度概念，与试样厚度有关，但理论上应是材料的本征属性（需排除边缘效应等）。

2.  击穿电压

      定义：在规定的试验条件下，导致试样发生电气击穿所需的最诲颈电压。

3.  相对电容率 / 介电常数

      定义：衡量电介质材料在电场中储存电荷能力的物理量。在交变电场中，它会影响到材料内部的电场分布和热效应，是分析击穿机理的重要参数。

B. 击穿机理术语

击穿是复杂的物理过程，主要机理包括：

1.  本征击穿：在强电场下，材料内部载流子（电子、离子）获得足够能量，通过碰撞电离产生“电子雪崩"，导致电流急剧增大而击穿。这反映了材料在纯净、均匀状态下的极限绝缘能力。

2.  热击穿：

      原理：材料在交变电场中因介质损耗而产生热量。若发热速率大于散热速率，材料温度将持续升高，导致电阻下降、电流增大、发热更剧，形成恶性循环，最终使材料局部熔化、碳化或烧毁。

      影响因素：材料的损耗因数、导热率、环境温度、电压频率等。

3.  电晕放电与局部放电击穿：

      电晕放电：在不均匀电场中，电极曲率半径较小的箩颈补苍端附近，空气或介质局部电离，产生发光、发声的放电现象。它会产生臭氧、氮氧化物，长期作用会腐蚀和劣化绝缘材料表面。

      局部放电：在材料内部缺陷（如气泡、杂质）或界面处发生的局部、非贯穿性放电。它是绝缘老化的先兆，持续的局部放电会逐渐侵蚀绝缘通道，最终导致全击穿。

4.  表面闪络

      定义：击穿未发生在材料内部，而是沿着绝缘材料与空气的界面发生放电，形成导电通道。

      影响因素：表面污染、湿度、爬电距离、电场分布等。测试中需通过电极设计和环境控制来尽量避免表面闪络，以测得真实的体击穿强度。

C. 测试相关术语

1.  电极系统：常用有平行板电极（适用于均匀电场）、圆柱电极、球电极等。电极边缘需倒圆角以减少边缘场强集中。标准（如IEC 60243, ASTM D149）对电极形状、尺寸有严格规定。

2.  升压方式：

      短时法：以恒定速率连续升压直至击穿。

      步进法：以固定步长逐级升压，每级维持一定时间。

      慢速升压法：升压速率较慢，更易暴露热击穿等弱点。

3.  试验环境：温度、湿度对结果影响显着，需在标准条件下进行。常在绝缘油中进行测试，以抑制表面闪络和电晕放电，获得更稳定、可重复的体击穿数据。

4.  分散性：绝缘材料的击穿数据通常具有较大的统计分散性，因此测试需要足够多的样本（如5-10个），并采用威布尔分布等统计方法处理数据，以得到可靠的特征击穿强度和阈值强度。