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商业电频下固体绝缘材料介电击穿和介电强测试标准1范围1.1这种测试方法包括在规定条件下于工业电源频率时固体绝缘材料介电强度测定的方法。1.2除非另有规定，该试验应在60Hz下进行。当然这个方法可用于从25到800Hz的任何频率。在800Hz以上的频率时存在绝缘材料的介电发热问题。1.3打算将这个方法同其它方法或与涉及这个方法的其它文献资料配合使用。对于这个文献资料的引用应该确定新使用的具体选择1.4这个方法可以用在各个温度并且用在任何合适的气体或液体环境介质中。1.5本文法不打算用来测量在试验条件下为流体的材料的介电强度。1.6本方法不打算用来测定固有介电强度，直流电压介电强度或在电应力下的热损坏。1.7本方法最常见的是用来测定通过一定厚度的试验样品的介电击穿电压（穿孔）。它也可以用来测定沿固体样品和环绕气体或液体介质界面的介电击穿电压（跳火）。加上修改部分12的说明，本方法可用于验证试验。1.8本方法与IEC出版物243-1相似。本方法中所有的步骤都包括在IEC243-1中。IEC243-1之间的差异主要是编辑上的。1.9本标准中无意提及所有的安全注意事项。如有，也仅是与其使用有关，方法的使用者有责任在使用本方法前制定合适的安全防护措施，并确定各项安全条令的适用性。具体的危险陈述在第7节中给出。也见6.4.1。2相关文档2.1ASTM标准D374测试固体电绝缘厚度（2013撤回）D618实践调节塑料试验D877用于测试磁盘电极绝缘液体介电击穿电压的方法D1711电气绝缘术语D2413绝缘纸的制备实践和液体介质浸渍纸板D3151该测试方法是针对电压力下的固体绝缘材料的热损耗（2007撤回）D3487用于电气装置的矿物绝缘油的规范D5423电绝缘评定用强制对流试验室规范2.2IEC标准：发表.243-1固体绝缘材料电强度试验方法，1部分：功率频率测试2.3ANSI标准C68.1介电测试技术，IEEE第47号标准3术语3.1定义3.1.1介电击穿电压（电击穿电压），n：所述条件下，在置于两电极之间的电绝缘材料中出现电损坏的内在差别（见附录X1）。讨论：术语介电击穿电压有时简称为“击穿电压”。3.1.2介电损坏（在试验下）n：在试验所经受的极限电场下在绝缘材料中导电性的增加而证实的结果。3.1.3介电强度，n：在规定的试验条件下，绝缘材料出现介电损坏的电压梯度。3.1.4电强度，n：见介电强度。3.1.4.1讨论：“电强度”几乎是国际性的通用。3.1.5跳火，n：在绝缘材料上或在环境介质中的突然放电，可以或不可以引起绝缘材料的永久性损坏。3.1.6定义其他与固体绝缘材料有关的项目，参考术语D17114测试方法摘要4.1在工频（60Hz，除非另外规定）时，施加交流电压在试样上。从零或者从击穿电压以下的电压值增加电压，并以三种新规定的施加电压的方法之一增加电压直至试验品发生介电损坏。4.2最普通的，在使用简单试验电极施加电压在试验的相对面上。样品可以模塑或浇铸或者在样品支面从平整的片或板上切下。也可以使用其他电极和样品构成以适应样品材料的几何形状。或者为了评价材料而模拟特殊的用途。5意义和应用5.1在电场存在的任何地方应用，电绝缘材料的介电强度是一种重要的性能。在许多情况下，材料介电强度，在使用电介质的仪器中是决定的因素。5.2按照此中的规定所做的试验可用来提供一部分决定已知应用材料的适用性能所需要的资料：同样，也可用检测起因于加工变量、老化条件或其制造情况和环境情况与正常进行的偏差或变化。该方法对于加工控制、验收或研究试验都是有用的。5.3在实际应用中，由这个方法所得到的结果很少用来直接测定材料的介电性能。在大多数情况下，为了估计具体材料的重要性，这些结果通过同由其他有作用的试验所得到的结果或者由其他材料试验所得到的结果相比较是必要的。5.4在12节中规定了三种用于电压应用的方法：方法A，短时试验；方法B，逐级试验；方法C慢速升压试验。方法A是质量控制试验中最常用的试验。然而，长时间试验，方法B和C通常出比较低的试验结果，当不同材料相互比较时可给出有意义的结果。如果试验用电机驱动来控制电压是可行的。那么慢速升压试验较逐级试验简单优越。用方法B和C所获得的结果可以相互比较。5.5使用这种方法的规范也应该加以规定：5.5.1施加电压的方法。5.5.2如果规定用慢速升压的方法，升高电压的速度也要加以规定。5.5.3样品的选择、比较和调节。5.5.4在试验期间的周围介质和温度。5.5.5电极5.5.6如果可能，电流敏感元件的损坏判断5.5.7任何所要求的与作为已知推荐方法的偏差。5.6如果在5.5中所列的任一要求在所规定的资料中没有，那么对于几个变量的建议应遵从。5.7除在5.5中所规定的条款外，用这种不适于该试验方法的参考依据所进行的试验，不适于该试验方法。如果在5.5中所列的条款在试验期间不能精密地控制。在15.2和15.3所确定的准确性是不真实的。5.8故障标准的变化（电流设置和响应时间）的电流传感元件影响测试结果5.9附录X1，包括介电强度试验重要性的较完善讨论。6仪器6.1电压源：由一个可变的正弦低压源提供给升压变压器以得到试验电压。变压器，它的低压源和相关的控制器将有下列的能力：6.1.1当电路中的试验样品，在所有的电压都大于击穿电压的50％时，试验电压的峰值对均方根试验电压的比将等于√2±5％（1.34到1.48）。6.1.2电源的容量应该足够大，以维持试验电压直至发生介电击穿。对于大多数材料，使用类似于表1中所示的电极，40mA输出电流的容量通常是满意的。对于较复杂的电极外形，或者对于高损耗的材料，可能需要更高的电流容量。对于大多数试验，低电容样品，电压升至10kV的试验，功率的额定值将多0.5kVA电压升至100kV的5kVA。6.1.3按照12.1，有关可变低电压源的控制，应该能够改变供给电压和最终的试验电压，要平滑、均匀且没有过调量或瞬变现象。任何电压瞬变的峰值绝不能超过所指示的试验电压有效值的1.48倍。对于短时间（见12.1.1）或者慢速升压试验（见12.1.3）驱动马达的控制应该良好。6.1.4配备具有电路击穿装置的电压源，该装置将在三周期的范围内工作。由于试样击穿引起试验仪器过载，该装置将使电压源装置与电源辅助装置断开并保护它免于过载。如果延长伴随击穿的电流，将导致试验样品不必要的烧毁，电极的腐蚀以及在介质周围任何液体的污染。6.1.5电路击穿装置在升压变压器的次极应该有一个可调的电流敏感元件，以便调节到与样品的特性一致并准备检测样品的电流。设置敏感元件对电流进行响应。以如12.3中定义的那样指示样品击穿。6.1.6电流的设定对试验结果具有重要影响。短暂的，如不完全放电，不是太高不会引起跳闸，而使试样过度燃烧，伴随电极损坏，将出现击穿。最佳的电流设定对所有样品来讲是不同的，并且取决于材料的用途和试验的目的，对所给样品在多于1种设定电流下进行试验是合乎要求的。电极的面积对电流的设定具有重要影响。6.1.7样品电流检测元件可在升压变压器的初极。借助于样品电流校准电流标度盘。6.1.8在设定电流控制的响应时要注意。如果控制电流设定太高，当电路发生击穿时，电路将不响应；如果设置太低，它可能影响泄漏电流、电容电流，或部分放电（电晕）电流，或者当检测元件位于变压器的初极时，升压变压器的磁化电流。6.2电压的测量：必须提供电压表来测量试验电压的有效值。也可以使用峰值读数的电压表，在此情况下分度的读数乘以√2以得到有效值。电压测量电路的总误差不应超过测量值的5％。此外，电压表的响应时间延迟在任何升压速度时都不应大于满刻度的1％。表1各种绝缘材料的介电强度试验的典型电极A电极类型电极说明B.C绝缘材料1一对圆柱体，直径51毫米（2英寸），厚25毫米（1英寸）圆边角，直径6.4毫米（0.25英寸）纸、膜、纤维品、模塑塑料、叠层、板、玻璃、云母和陶瓷平整的片。2一对圆柱体，直径25毫米（1英寸），厚25毫米（1英寸）圆边角，直径3.2毫米（0.25英寸）与类型1相同，特别适于玻璃、云母、塑料和陶瓷。3一圆柱形棒，直径6.4毫米（0.25英寸），圆边角，直半径D0.8毫米（0.0313英寸）与类型1相同，特别适用于漆塑料、其他薄膜和带，在此小样品使用小电极，即在此要求小面积的试验4平板，6.4毫米（0.25英寸）和108毫米（4.25英寸）长，方形且圆边角，半径3.2毫米（0.25英寸）与类型1相同，特别适于橡胶带和其他窄宽度的薄形材料5半球形电极，直径E12.7毫米（0.5英寸）填充和处理的化合物、凝胶和半固体化合物及润滑脂、嵌入和密封材料。6一对圆柱体，下部的直径为75毫米（3英寸），上部的直径为25毫米（1英寸），厚25毫米（1英寸），两者均为圆边角，半径F3毫米（0.12英寸）和类型1和2相同7一对圆形平板，直径G150毫米G，厚10毫米，圆边角，半径H3至5毫米平的片、板材料、用于平行于表面的电压梯度试验A这些电极是在本方法中最常列举和提到的电极。除了类型5的电极之外，不试图建议做不是平面材料的电极系统。其他的电极在规范中规定或者与买主和卖主的意见一致，在表中没有这些电极对于适当评价被试验的材料是适当的。B电极通常由黄铜或不锈钢来做。应该参考决定被试验材料的实验方法，哪一种材料更好一些就决定用哪一种材料。C电极的表面应抛光并且没有以前试验所造成的不平整外观。D对于通过上面的电极所施加的负载要参考适当的方法。除非另有规定，上面的电极将为50±2克。E对于适当的间隙调节要参考合适的方法。F关于电极的同心度它们比类型1和类型2的评论更少G其它直径的电极也可使用，试样的所有部分至少在电极边缘的15毫米。H7型电极，如表和注G中所述，都在F_CL_HC_SL0238中进行平行于表面的试验所叙述的。6.2.1使用电压表或测量用变压器测量电压要连接到样品电极，或者在试验变压器上单独的电压表绕组，即不受升压变压器负载的影响。6.2.2在击穿之后，在电压表得到所加试验电压的最大读数是合乎需要的，因此击穿电压可精确地读出和记录。6.3电极：基于所给试样的构造，电介质的击穿电压变化相当大，这取决于试验电极的几何形状和部位。为此，当规定这个方法叙述使用的电极是很重要的。并在报告中注明。6.3.1在表1中所列的电极应该由提供这个方法的文献来确定。如果没有确定电极，就要从表1中选择一个合适的电极。或者当标准电极由于被试验材料的性质或外形而不能使用时，要使用可用于有关部件的其他电极。一些特殊电极的例子见附录X2中的参考文献。任何情况下，电极必须在报告中叙述出。6.3.2表1中类型1至4和类型6的电极应与覆盖整个电极平面区域的试样相接触。6.3.3使用类型7电极试验的电极应为这个尺寸，在试验期间样品的所有分布不小于电极边缘的15毫米或均在其内。在大多数情况下，采用类型7电极的试验是在各个位置中电极表面的平板上进行的。用卧式电极所做的试验不应直接与立式电极的试验相比，特别是当试验在液状环境介质中进行时。6.3.4要保持电极表面的清洁和平滑，并且没有突出的由以前试验引起的不规则外观。如果已以产生凹凸不平，必须除掉。6.3.5电极的初始制造和后来的表面重修应根据这样的一个方法进行，保持电极所规定的形状和修整要求，以及电极的边角形状，这一点很重要。6.3.6每当电极的大小和形状不相似时，存在最小的应力集中，通常是尺寸较大并且半径最大的电极应处于接地电位。6.3.7在某些特殊情况下，使用液体金属电极，金属箔电极、金属小球、水或者导电涂层电极。必须承认，这些电极可能给出大大不同于由其他类型电极所得到的结果。6.3.8由于电极对试验结果的影响，通常用一种类型以上的电极进行试验。得到材料（或一组材料）的介电性质方面的附加资料是可能的。这个技术对于试验研究具的特别的价值。6.4周围的介质：文献要求这个方法应该规定周围介质和试验温度。必须避免跳水，并且在击穿之前的部分电效应降至最小，即使在短时间的试验当中，在绝缘液体中（见6.4.1）进行试验通常是例行的且有时