ASTMD149_StandardTestMethodforDielectricBreakdownVoltageandDielectricStrength

1、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

2、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2.1 ASTM

3、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2.2 IEC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2.3 ANSI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

4、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

5、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

6、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

7、。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

8、。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25（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，4

9、0mA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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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502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。 H 7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.

15、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

16、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

17、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

18、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是必须的。在电极周围的绝缘和屏蔽的材料可能影响击穿电压。通常具有较高击穿电压的样品是较好的。或者甚至要在绝缘油中做试验。在绝缘液体中所得到的击穿电压值不能与在空气中的击穿电压值相比较。绝缘液体的性质和前期使用的程度可影响试验结果。在空气中所做的试验要求非常大的样品尺寸，或在击穿之前引起大量的表面放电和燃烧，在空气中试验的有些电极装置应在电极周围使用压力罩，以防止跳火。当试验非常薄的材料时，表面修整是非常重要的，不适当地修整电极会造成机械损坏。当表面重修时，不能改变电极表面和所规定的边角半径之间

19、的过渡。 6.4.1 当试验在绝缘油中进行时，应该提供适当尺寸的油浴。注1：注意：玻璃容器的使用不能用作10kV以上的试验电压，在击穿时所释放的能量可能足以损坏容器。金属油浴必须接地。建议使用满足D3487规范中型或型要求的矿物油，应该有像通过至少26kV的方法D877测定电介质的击穿电压。如果规定，可以使用其他电介质流体作为环境介质。这里包括但不限于硅流体和企图用于变压器、断路器、电容器或电缆的其他流体。 6.4.1.1 绝缘油的质量对试验结果具有显著的影响。此外对前面所讲的介电击穿电压，当试验非常薄(25um(1mil)或更薄)的样品时粒状杂质是非常重要的。这取决于被试验材料的性能，包括不

20、溶气体的含量、水分含量、油的损坏因子，同样对结果的影响。 6.4.1.2 使用具有不同电性能的液体得到的击穿值不是可比较的，见X1.4.7。如果试验不是在室温来做，必须提供使流体加热或冷却的方法以及保证浴槽温度的均匀。为了控制温度，在某些情况下小的浴槽必须放在恒温器中（见6.4.2）。如果要使流体强制循环，必须注意防止在流体中激起气泡。除非另有规定，在电极外，温度应该保持在新规定的试验温度的5的范围内。在许多情况下，规定在绝缘油中被试验的样品，必须预先用油浸润并且在试验之前不从油中移出（参照D2413）。对于这样的材料，浴槽必须这样设计，在试验前样品不必暴露在空气当中。 6.4.2 如果在空气

21、中的试验不是在室温或环境温度来做，就必须为试验提供恒温器或湿度控制箱。当只控制温度时，满足D5423规定要求的恒温器并备有引入试验电压的手段将是适用的。 6.4.3 如果试验是在其他气体中不是在空气中进行，一般要求使用可以抽空并用试验气体充满的容器，通常是在某一控制压力下。这样的容器的设计将由保证试验程序类型决定。 6.5 试验箱：试验箱或者在其中进行试验的区域应该有足够的空间以便容纳试验设备，并且应备有闭锁装置以防止偶然与带电的部件接触。许多不同的有形排列的电源、测量设备、浴槽或恒温器以及电极都是可能的，但主要的是：（1）所有通向各试验部位的入口或门，在其中有被闭锁的带电部件，以便当打开时切

22、断电压源；（2）余地要足够大，以便在电极和样品区域的电场不被破坏，并且除了在试验电极之间以外不发生跳火和部分放电（电晕）；（3）在试验中样品的插入和移动都尽可能的简单和方便。希望在试验期间经常观察电极和实验样品。7 危险性 7.1 警告：在每次电介质击穿试验期间都存在致命的电压。主要的是试验仪器和所有的在设计、安装和操作时在电气方面连接到仪器的有关设备。因此，对于任何人都不可能使之同带电体接触。在完成任何试验时对任何部件接地所提供的应用方法：在试验期间高电压时；在试验期间已要求电感充电；甚至在电源断开之后保持充电。要以适当的方法告知所有的操作人员要安全地进行试验。当在高压下用大面积电极做试验时

23、，特别地是在压缩气体或在油中做试验时，击穿时所释放的能量足以引起着火、爆炸或试验箱的破裂。试验设备、试验箱和试验样品的设计都要使发生上述现象的可能性最小，并消除伤害人的可能性。 7.2 警告：臭氧在升高浓度情况下是一种生理危害性气体。爆炸极限由政府机构确定。无论电压是否存在，臭氧是通常存在的，这是由于在含氧的空气或其它大气中引起部分或全部的放电所致。臭氧具有特殊的气味，在低浓度时开始是可辩别的，而吸入臭氧后，会引起对臭氧气味敏感性的暂时消失。因为采用工业用可行的探测装置，探测大气中臭氧含量是重要的，无论臭氧气味是否持久存在或当臭氧含量产生的条件连续存在时。用适宜的方法如排空，以减少在工作区臭氧

24、的浓度达到可接受的水平。 8 取样 8.1 被试验材料的详细取样方法应该在那种材料的技术说明中规定， 8.2 为了质量控制目的取样方法，应该提供足够的样品以估计被检测的批量样品的平均质量和可变性；在取样至在实验室中或其他实验室内开始制备试验样品期间在适当地保存样品。8.3 对大多数试验来讲，希望从不是直接从与材料中有明显缺陷和不连续的区域相邻的地方取样。应该避免成卷材料的外几层、板材包装的顶上几层、紧接着下一片或下一卷边缘的材料。除非有接近或存在缺陷或不连续处在材料的研究中是重要的。 8.4 样品应该足够大，以便可以作为特殊材料所要求的许多单独的试验。（见12.4） 9 试验样品 9.1 制备

25、和处理 9.1.1 按照第8节从所收集的样品制备试样。 9.1.2 当使用平面电极时，同电极接触的试样的表面应该是平滑的平行平板，尽可能在不是机械加工的实际表面限度内。 9.1.3 试样应该有足够大的尺寸以防止在试验情况下跳火。对于薄的材料，使用足够大的试样以便在一个单片上做一次以上的试验是方便的。 9.1.4 对于较厚的材料（通常厚度大于2毫米），击穿强度可能足够高。以致在击穿之前可能发生跳火或者在厚的表面上部分放电（电晕）。可以用来防止跳火或减小部分放电（电晕）的技术包括： 9.1.4.1 在试验期间将试样浸入绝缘油中。对于影响击穿的周围介质的因素见X1.4.7。例如，这对于没有经过干燥和

26、没有用油浸渍过的试样，以及已经按照方法D2413制备过的试样可能是必要的（见6.4）9.1.4.2 机加工一个凹槽或者在试样的一面或两面钻上平底的洞以减少试验厚度。如果使用不同的电极（如表1中的6型）并且只有一个表面被机加工，则两个电极中较大的一个应该同机加工表面接触。在机加工试样时必须注意不要使它们受到污染或机械损坏。 9.1.4.3 围绕着同试样接触的电极加密封或屏蔽以减少跳火的倾向。 9.1.5 不是平板形的材料将使用适合于材料和样品几何形状的试样（电板）。基本上对于试样和电极的材料以及材料的技术要求来规定。 9.1.6 无论什么形状的材料。如果不是做面对面穿孔强度试验，则要以材料的技术

27、要求确定试样和电极。 9.2 在几乎所有的情况下，试验试样的实际厚度都是重要的。除非另有规定，在试验之后要在最邻近击穿区域测量厚度，在室温（255）下做测量。 应用D374方法正确的程序测量10 校准 10.1 在作校准测量时要注意，电极上的电压值可以在6.2中所给出的精确度范围内由电路中的试验样品来测定。 10.2 使用加到试验电压源输出的单独校准的电压表以检验测量设备的精确度。具有可比精确度的静电电压表、分压器或测量电压的变压器都可用作校准测量。10.3 在上述大约12kVrms（16.9kV峰）电压时，球的间隙可以用来校准电压测量设备的读数。在这样的校准时，遵从ANSI C68.1规定的

28、方法。 11 调节 11.1 大多数固体绝缘材料的介电强度受温度和湿度的影响。如此受影响的材料，在试验之前应该同所控制的温度和相对湿度的大气进行平衡。对于这样的材料，应该参考这个方法的技术要求中所包括的调节。 11.2 除非另有规定，要遵从D618方法中的步骤。 11.3 对于许多材料湿度的大小比温度对介电强度有更大的影响。对于这些材料调节时间应该足够长，以使试样达到湿度平衡及温度平衡。11.4 如果调节环境使得在试样表面上发生冷凝，则希望在试验之前擦净试样的表面。通常这将减少表面跳火的可能性。 12 方法 12.1 (提醒：在任何试验开始之前见第7节。)12.2施加电压的方法12.2.1 A

29、法，短时间试验：以图1所示的速率之一将电压均匀地从零加到试验电极上，直至发生击穿。除非另有规定要使用短时间试验。 12.1.1.1 当开关的新技术要求有次序地建立速率时，要选择这样的速率，对于已知的一组试样。将给出10和20秒之间的平均时间。为了确定最合适的升压速率，做一次或两次初步试验可能是需要的。对许多材料使用500伏/秒的速率。 12.2.1.2 如果涉及这个方法的文献一贯地使用所规定的升压速率，就不管偶然的平均击穿时间是否落在10到20秒范围的外面。在这种情况下，失效的次数应作为报告的一部分。 12.2.1.3 在进行一系列的试验来比较不同的材料时，可以使用与在10到20秒之间平均时间

30、所容许的已知速率相同的升压速率。如果不能遵循这个击穿时间，这个时间应作为报告的一部分。 速率（V/s）20% 100 200 500 100020005000图1短时间测试电压波形图12.2.2 B法 逐级试验：如图2所示，以所选用的起始电压逐步地和持续地加到试验电极上，直至发生击穿。 12.2.2.1 从图2表中选择初始电压VS，使之在短时间试验之下，最接近于经验测定的或所期望的击穿电压的50。 12.2.2.2 如果选择初始电压不是在图2中所列的值，建议电压极差是紧接在选择值下面所选用初始电压的10。 12.2.2.3 由从零开始增加电压来施加初始电压，就像所能完成的那么快，而不引入超过在

31、6.1.3中所允许的峰值电压。类似要求将适用于相邻档极之间的升压过程。在初始档极之后，升高至随后档极的电压所需要的时间将算作在随后档极时间的一部分， 12.2.2.4 如果在电压正在升到下一档时发生击穿，应该记作在上一个较低档发生的击穿，并且还要报告实际的击穿电压Vws，等于刚结束的那一档的电压。如果击穿出现在任何一档耐压期间的末期，样品的介电耐受电压Vws取最后一个完整档的电压。击穿时的电压Vbd通常用来计算击穿强度。介电耐受强度由厚度和介电耐受电压Vws来计算（见图2）。 首选的起始电压，Vs为0.25，0.50，1，2，10，20，5，50，和100千伏。阶梯电压当 增量Vs（KV）A

32、为 KV 5或更小 10%*Vs大于5小于10 0.5大于10小于251大于25小于502大于50小于1005大于10010 AVs=0.5（Vbd短时间测试）除非限制无法满足 约束 (t1 t0) = (t2 t1) = . = (60 5)s 交替步进时间，(20 3)s和 (300 10)s 120Stbd720s，60s的阶梯 图2步进试验电压波形图12.2.2.5 在4到10档之间发生击穿是所希望的。但是不要少于120秒。如果在第3档或以下或者少于120秒发生击穿，那么在一组中试样就要更大，多于一个试样，应该以更低的初始电压重复试验。如果在第12档或者大于720秒还不发生击穿，则要增

33、加初始电压。 12.2.2.6 记录初始电压、电压档极、击穿电压和保持击穿电压的时间长短。如果当电压正在向起始电压增加时发生损坏，则损坏的时间应该是零。 12.2.2.7 也可以规定电压档级的时间长度，这取决于试验的目的。通常所使用的时间长短是20秒和300秒（5分钟）。为了研究起见，对于一种给定材料也可以使用大于一个时间间隔的值进行试验。 12.2.3 C法 慢速升压试验：以图3所示的速率，从起始电压开始将电压加到试验电极上，直至发生击穿。 12.2.3.1 按照11.1.1中的规定从所做的短时间试验选择初始电压。如在11.1.2.3中所规定的将达到初始电压。 12.2.3.2 从要求这个方

34、法的文献中所规定的初始值。使用该升压速率升高电压。通常选择接近逐级试验平均速率的速率。 12.2.3.3 如果在小于120秒内多于一组试样的一个试样击穿，就要减小初始电压或升压速率，或者即减小初始电压又减小升压速率。 12.2.3.4 如果一组试样多于一个试样在小于初始电压1.5倍时击穿，就要减小初始压力。如果在不大于初始值2.5倍（在超过120秒的时间）时重复发生击穿，就要增加初始电压。 速率（V/s）20% 约束 1 tbd120s2 12.3 击穿：电介质的损坏或电介质的击穿(在术语包括导电性增加，限制可以被维持的电场。这个现象最普通的证据是试验期间在整个试样厚度上突然击穿，这可以看到和

35、听到，并且在击穿区引起可见的穿孔和试样的分解。这种形式的击穿一般是不可逆的。重复施加电压(有时低的不可测量），通常在击穿区域有附加的损坏。这种重复的施加电压也可以给出击穿的确实证据并造成更为可见的击穿路径。 12.3.1 泄漏电流的迅速升高可能导致看不见的样品分解，而电压源断开。这种类型的损坏，通常在升高温度时与慢速升压试验有关。可能在某些情况下是可逆的，即如果试样在重新施加电压之前可以冷却到原来的试验温度就可能发生介电强度的恢复。对于所发生的这种类型的损坏。电压源必须在比较低的电流时迅速断开。12.3.2 电压源的断开可能是由于飞孤、部分放电电流、在高电容样品内的电抗电流而发生的，或者由于短

36、路器的失灵而发生。这样的试验中断不构成击穿（除了跳火试验之外）并且不应该认为是满意的试验。 12.3.3 如果断路器电源设置太高，或者断路器失灵，将发生试样的过度烧毁。 12.4 试验数目：除非对特殊的材料另有规定，要做5次击穿。 13计算 13.1 在击穿时，以千伏/毫米或伏/密尔为单位，计算每个试验的介电强度，并且对于逐极试验，计算不发生击穿的最高电压档极时的梯度。 13.2 计算平均介电强度和标准偏差或其他可变性的量度。 14 报告 14.1 报告包括下列内容： 14.1.1 试验样品的标识； 14.1.2 对于每个样品； 14.1.2.1 被测定样品的厚度； 14.1.2.2 所耐受的

37、最大电压（对于逐极试验）； 14.1.2.3 电介质的击穿电压； 14.1.2.4 介电强度（对于逐极试验）； 14.1.2.5 介电击穿强度； 14.1.2.6 损坏的部位（电极的中心、14.1.3 对于每个样品； 14.1.3.1 所耐的平均介电强度； 14.1.3.2 平均介电击穿强度； 14.1.3.3 可变性指示，首选的是标准偏差和变化系数（变化率）； 14.1.3.4 试验试样的说明； 14.1.3.5 状态调节和试样制备； 14.1.3.6 周围环境的温度和相对湿度； 14.1.3.7 周围介质； 14.1.3.8 试验温度； 14.1.3.9 电极的说明； 14.1.3.10

38、施加电压的方法； 14.1.3.11 如果已规定，电流敏感元件的损坏证明； 14.1.3.12 试验日期。 15 精度和偏差 15.1 拥有四个实验室的实验室研究和八种材料的结果归纳在表2中。这个研究使用一种电极装置和一种试验介质。 15.2 单个实验室的精度：取决于试验材料和可变性、试验厚度、施加电压的方法、瞬变电压波动的控制和耐受范围。变化率（标准偏差被平均值除）可以从较低的1到20或更高。当由相同的样品在五个样品上做重复试验时，变化率通常小于9。 15.3 多个实验室的精度：在不同的实验室所做试验的精度（或者在同一实验室使用不同的设备所做的试验）可能完全不同。如果使用典型的设备且严格地控

39、制试样的制备、电极和试验步骤，个别操作员的精度也可能非常接近。当对两个或更多实验室的结果做比较时，建议评价所涉及的各实验室之间的精度。 15.4 如果试验条件下的材料、样品厚度、电极形状或环境介质于表1所述。或这种设备的电源敏感元件的损坏证明不能严格控制，在15.2和15.3所述的精度则不能被认可。 15.5 对厚度为0.001英寸或更小的材料应使用特殊的技术和设备。电极接触不能毁坏试验。准确在测定击穿时的电压。 15.6 偏差：本方法不测定固有的介电强度，试验值取决于试样的几何形状、电极和其他可变因素。除了样品的性质之外，不可能做精度的陈述。16关键词16.1 击穿；击穿电压；校准；标准击穿

40、；介电击穿电压；介电故障；介电强度；电极；放电；电源频率；过程控制试验；证明试验；质量控制试验；快速上升；研究试验；抽样；缓慢的速度上升；一步一步；周围介质；耐压附 录 X1 介电强度试验的意义 X1.1 引言 X1.1.1 三种假定的击穿机理的简要评论，即：（1）放电机理或电晕放电机理；（2）热机理；（3）在此给出内在机理，以及影响实际电介质试验的主要因素的讨论以帮助解释数据。击穿机理通常是联合地而不是单独的起作用。下面讨论只适用于固态和半固态的材料。 X1.2 假定的电介质击穿机理 X1.2.1由放电所引起的击穿：在许多关于工业材料的试验中，击穿是由放电引起的，它产生高的局部电场。用固态材

41、料时放电发生在周围的介质中，这样要增加试验区域并在电极的边缘或边缘的外面产生损坏。放电也可能发生在任何内部空穴或内部汽泡中，这些内部空穴或内部汽泡存在或可能发展。这些可能引起局部侵蚀或化学分解。这个过程可能持续直至在电极之间形成完全损坏的通路。 X1.2.2热击穿：当有高电场作用时在许多材料内的局部路径上累积的加热扩展，引起电介质和离子导电损耗，它产生的热量比耗散热量更快。由于材料的热不稳定性则可能发生击穿。 X1.2.3固有击穿：如果放电或热不稳定性不引起击穿的话，当电场强度变得足以使电子加速通过材料时将发生击穿。这个临界电场强度被称为固有介电强度。虽然机理本身存在，但它不能由这个试验方法来

42、测定。 X1.3电绝缘材料的性质 X1.3.1工业用电绝缘材料一般是不均匀的，而且可能包含各种类型的介电缺陷。介电击穿经常发生在试验样品区而不是发生在电场强度最大的区域。并且有时发生在电极之间远离材料的区域。在应力作用时体积内的薄弱点有时决定试验结果。 X1.4试验和试样条件的影响 X1.4.1电极：通常，击穿电压将随着电极面积的增加而减小，在试验样品范围内这个面积的影响更显著。试验结果也受到电极几何形状的影响。结果也可能受电极构成材料的影响，因为热机理和放电机理分别受电极材料的热导和功函数的影响。一般来说，由于实验数据的分散，电极材料影响的确定是困难的。 X1.4.2试样厚度：固态工业电绝缘

43、材料的介电强度大大地依赖于试样的厚度。经验表明，对于固态和半固态材料，介电强度随着试样厚度的分数幂成反比而变化，并且对于相对均匀的固体，有明显的证据证明，介电强度近似地随厚度平方根的倒数而变化。在固体的情况下，在两个固体电极之间浇注至凝固，可以清楚地确定电极距离的影响很小。因为在这样的情况下，电极的距离可以随意固定，所以习惯上在液体和可熔的固体上进行介电强度试验，所用电极具有一个标准固定距离，因为介电强度如此依赖于厚度，所以对于没有说明所使用的试验试样厚度的材料，报告介电强度数据是没有意义的。 X1.4.3温度：试验试样的温度和它的周围介质影响介电强度，虽然对于大多数材料，室温微小的变化的影响可忽略不计。一般地，介电强度将随着温度的升高而减小，但是对此真实地依赖于被试验的材料。当已知所需的材料不是在通常的室温下操作时，基本上材料的介电强度温度关系要由遍及所期望的工作温度范围来确定。 X1.4.4时间：试验结果将受到电压施加速率的影响。通常，击穿电压将趋向随着电压施加速率的增加而增加。这是所希望的，因为热击穿机理是依赖于时间的，并且放电机理通常也依赖于时间，虽然在某些情况下后者的机理可能因产生危险性高的电场强度，而引起迅速的损坏。 X1.4.5波形：通常，介电强度受所施加的电压波形的影响。在本方法中规定的范围内，波形的影响是不重要的。 X1.4.6频率：