塑料性能测试 (2).pptVIP

基本原理通常介电强度越高，材料的绝缘质量越好。塑料击穿的主要表现绝缘性能破坏，击穿点上产生电弧，材料穿孔熔化、变焦、烧毁等。固体介质中，总有一些自由电子存在，在外电场作用下被加速而撞击中性原子，致使原子电离，最终造成材料击穿。高分子的击穿通常与温度有关当低于某一温度时，界电强度与温度无关——电击穿高于这一温度时，随温度升高而界电强度降低。高分子材料在发生电击穿时，常伴随有热击穿。热击穿，介电强度随温度增加而迅速降低。塑料击穿的特点：塑料材料的击穿过程，通常伴随着热击穿与电击穿，很难说界定是某种击穿。一般来说，工作温度高，散热条件差，介质电导及损耗大的材料，发生热击穿的几率高。第30页，共63页，星期日，2025年，2月5日基本原理热击穿的原理塑料介质在电场中发生的热量大于它能散发的热量，使其内部温度不断升高。温度升高导致其电阻下降，流经试样电流增大，产生的热量更多，如此循环不已，致使介质转变为另一种聚集态，失去了耐电压能力、材料被破坏。热击穿的外部表现：介电强度随温度升高而迅速下降；热击穿与电压作用的长短有关；与电场畸变及周围介质的电性能关系不大；击穿点多发生在电极内部。第31页，共63页，星期日，2025年，2月5日试验方法短时法（连续均匀升压）施加于试样的电压从零开始，以均匀速率逐渐增加到材料发生介电破坏。低速升压法（逐级升压）将预测击穿电压值的一半作为起始电压，然后以均匀速率增加电压直到发生击穿。每级升压值大约为V击穿的5～10﹪。在交变电场中，介电损耗而发热，会造成介电强度试验时所用电场的频率不同，介电损耗也不同。在交流电场中使用的材料，应在规定频率的交流电下进行。在直流场合使用的材料，试验要在直流电下进行；第32页，共63页，星期日，2025年，2月5日试验方法介电强度试验方法有ASTMD149—1992、GB1048—1989、IEC出版物243主要设备高压变压器，该变压器应具有足够的容量，保证在介质被击穿的瞬间不被烧坏，其电流波形失真度不低于5﹪，否则影响测试结果。自动升压装置，保证电压能均匀上升，并能控制升压速度。T1为自偶变压器，T2是升压变压器。T2变压比不同，其输出最高电压不同，当T1升压时，T2高压输出也升高，直到试样被击穿。第33页，共63页，星期日，2025年，2月5日自动升压电路图第34页，共63页，星期日，2025年，2月5日操作要点1）准备：装上试样，接通电源。电源电压表指示电压值，直流电压表指示直流电压。合上高压开关K1，电流继电器J1动作，红灯亮。2）升压：按升压按钮Ky正，升压继电器J2动作直流电动机带动调压变压器匀速升压，当试样被击穿瞬间，过电流继电器J4动作，J4-1常闭触头断开，切断J1、J2，红灯灭（高压断开），蓝灯灭（电机停转）。当试样未被击穿时，上限行程开关B1动作，常闭触头断开，动作同上。3）降压：在试样被击穿或上限行程开关动作的瞬间，自动降压接头短接，降压继电器J3动作，绿灯亮，电机换向旋转，使调压变压器电压降至“0”的位置，B2下限行程开关动作，切断J3，电机停转。第35页，共63页，星期日，2025年，2月5日试样形状和尺寸见表。试样厚度不大于3mm，可以单面或双面加工成2±0.1mm。第36页，共63页，星期日，2025年，2月5日操作要点测量试样的厚度在电极面积下沿直径方向测三点，或在击穿部位附近测量其厚度；试验环境：常态，20±5℃，相对湿度65±5%。热态或潮湿环境，按产品标准规定调节。试验媒质：气体媒质一般采用空气，液体媒质用变压器油或能耐高温的气缸油。试样表面需用绸布蘸上对材料无任何作用的溶剂擦净，装入仪器内两电极之间，保持良好接触。试样击穿判断沿施加电压方向的位置有贯穿小孔、开裂或烧焦等痕迹可用重复施加试验电压来判断。第37页，共63页，星期日，2025年，2月5日影响因素与讨论（一）试样的厚度随试样厚度增加，介电强度减小。在击穿中，既有电击穿，也有热击穿。从热击穿理论来讲试样厚度增加，散热条件变坏，促使单位厚度的击穿电压降低。从电击穿理论讲当试样较薄时，电子加速时间相应地减小，电子不易从电极上逸出，其介电强度也相应增加。第38页，共63页，星期日，2025年，2月5日（二）升压速度以电击穿为主的试样，升压速度的影响不大；以热击穿为主的试样，随升压速度提高而增大。第39页，共63页，星期日，2025年，2月5日（三）电极倒角r电极与试样接触平面边缘形成的半径r的角称为倒角。当电极面积变化不大时，介电强度变化不大，当电极变成半圆球状（r很大），介电强度变化较大。边缘效