在電氣工程領(lǐng)域,絕緣材料的擊穿特性是評(píng)估其可靠性的核心指標(biāo)。擊穿強(qiáng)度(Dielectric Strength)是材料耐受電場(chǎng)而不發(fā)生擊穿的臨界值,通常以 kV/mm 表示。當(dāng)材料承受的電壓超過(guò)其擊穿電壓(Breakdown Voltage)時(shí),會(huì)引發(fā)不可逆的電擊穿現(xiàn)象,導(dǎo)致絕緣失效。
測(cè)試過(guò)程中需嚴(yán)格區(qū)分交流試驗(yàn)電壓與直流試驗(yàn)電壓的作用機(jī)制。工頻(50/60Hz)交流電壓下,材料內(nèi)部介質(zhì)損耗會(huì)加劇熱積累,而直流電壓更易暴露材料中的空間電荷效應(yīng)。擊穿標(biāo)準(zhǔn)(如 IEC 60243 系列)規(guī)定了不同材料的測(cè)試條件,包括電極形狀、升壓速率和環(huán)境參數(shù)。
漏電流監(jiān)測(cè)是擊穿測(cè)試的重要輔助手段。當(dāng)材料出現(xiàn)局部放電或沿面閃絡(luò)(Flashover)時(shí),漏電流會(huì)顯著增大。通過(guò)校準(zhǔn)(Calibration)高壓電源和測(cè)量系統(tǒng),可確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。工業(yè)應(yīng)用中,耐壓試驗(yàn)(Withstand Voltage Test)分為過(guò)程控制測(cè)試(生產(chǎn)線(xiàn)上的快速篩查)和驗(yàn)證測(cè)試(成品全檢),而科研機(jī)構(gòu)更側(cè)重?fù)舸C(jī)理研究。
不同測(cè)試場(chǎng)景對(duì)設(shè)備要求各異:工廠(chǎng)檢測(cè)需滿(mǎn)足 GB/T 1408 標(biāo)準(zhǔn)的全自動(dòng)系統(tǒng),科研部門(mén)則需要高精度的脈沖電源和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電極設(shè)計(jì)(如球 - 球電極、平板電極)直接影響電場(chǎng)分布,需根據(jù)材料類(lèi)型選擇。值得注意的是,節(jié)點(diǎn)失效(如電纜接頭處的局部放電)往往是系統(tǒng)故障的主要誘因,因此現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中需結(jié)合局部放電檢測(cè)技術(shù)。
目前,介電強(qiáng)度測(cè)試已形成標(biāo)準(zhǔn)化流程,但材料老化、溫度變化等因素仍需在測(cè)試中加以控制。通過(guò)建立多參數(shù)耦合的失效模型,可提升絕緣系統(tǒng)的可靠性評(píng)估水平。
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