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材料被击穿时测得的电压与试 样厚度比
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电气强度测量 标准得到改进

November 19, 2015 • Utility Practice & Experience, Utility Practice & Experience, 最近文章汇总

介电强度、电气强度、击穿电压、击穿场强: 我们经常在数据表中见到上述不同 术语, 它们用于表示硅橡胶等各种绝缘材料的特性。通常情况下, 它们都是为了 描述绝缘材料试样在电应力作用下的电强度, 即: 材料被击穿时测得的电压与试 样厚度比。但是, 在用户评估备选材料的性能时, 这些术语也可能使情况变得过 于复杂——面对有机硅弹性体时尤其如此。的确, 在当今这个信息交流迅速的贸 易全球化时代, 全球技术领域还在使用千伏/毫米 (kV/mm) 和伏/密耳 (Volts/mil) 等不同的单位来衡量一个如此重要的参数, 这看起来似乎很是荒谬。 出现这种情况的主要原因, 可能是因为在涉及弹性体时, 之前的国际标准 (特别 是相应的国家标准) 不够精确。事实上, 该标准甚至没有将这种材料归为任何一 种绝缘材料的亚类。 幸运的是, 根据最近发布的IEC 60243标准第3版 (绝缘材料电气强度 — 测试方 法 — 第1部分: 工频下测试), 电力工程师们的工作将会变得简单许多, 因为弹性 体绝缘材料的电气强度第一次有了明确的测量标准。 在 “成型材料” 这一条款下增加了 “弹性体” 这一新的子条款, 描述如下: “使用厚 度为1 mm ± 0.1 mm且横向尺寸足够大 (以防止闪络) 的试样, ......在使用低硬 度弹性体时 (如有机硅弹性体), 应采用......非对等电极 (参见图表1) ......, 并采用 合适的浇注料作为包埋材料。” 实践证明, 如果想对某种材料的击穿电压测定值与由此得到的电气强度进行合 理比对, 指定试样的厚度至关重要。厚度对两者 (即击穿电压和电气强度) 都有 极大的影响。例如, 从被硅油包围的液体硅橡胶试样中收集的数据 (参见图表2 和图表3) 表明, 这种液体硅橡胶材料试样的厚度为1mm时, 其击穿电压为25kV。
Improved Measurement of Electrical Strength 电气强度 电气强度测量 标准得到改进 Improved Measurement of Electrical Strength

左至右:Fig. 1: Sphere-plate-图1: IEC 60243标 准第3版中提出的球-板装置 。图2: 典型液体有机硅弹性体的击穿电 压取决于试样厚度。 图3: 典型液体有机硅弹性体的电气强度取决于试样厚度。

IEC 60243标准第3版要求, 任何测试报告都应提供详细的信息, 包括材料类型、 制备方法和环境条件。另外, 该标准还要求对测试期间的周围介质进行描述, 包括 介质属性 (即温度、气压和湿度)、电极系统、施加电压的模式和频率、每件试样 的厚度和击穿电压, 以及以kV/mm为单位测定的中位数电气强度值。 该标准的最新版本在IEC的网络商店有售。希望越来越多的业内人士能够依据 这一新版标准进行测量。这样, 在以后的绝缘材料数据表中, 我们就有望看到相 同的表述, 即用kV/mm表示材料试样厚度为1mm时的电气强度。
  Jens Lambrecht  

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