电解质强度及测试.doc

中国医疗器械杂志 07.第4期发表 电 介 质 强 度 及 测 试 李雨明 张宜川 潘全亮 本文从电介质的性质、电介质强度、电介质强度的测试及测试设备的角度对比叙述，并从理论上和实际操作上分析，提出了符合目前实际情况的测试方法和测试判定。 电介质强度的测试过程中，由于国家标准规定的测试方法与要求及合格与否的判定不具体，造成电介质强度测试方法和判定的不同，并且形成一定的争议。在此，根据我们工作中所碰到的情况在此提出，供大家参考。 电介质及强度 什么是电介质：其基本电磁性能是受电场作用而极化的物质。有称：一切绝缘体统称为电介质；或者是在外电场的作用下内部结构发生变化，并且反过来影响外电场的物质。例如空气、云母、陶瓷、玻璃纸、塑料、油等都是电介质。从极化过程可以看到，电介质分子中正、负电荷在外电场中受电场力的作用有被分离的趋势。如果外电场足够强大，有可能使一些电子在电场力作用下脱离原子核束缚而成为自由电子，这些自由电子在外电场作用下又获得加速，具有很大的动能。它们在遇到其它分子时。可能使被碰撞的分子又释放出电子来，这种连续反应使电介质中的自由电子愈来愈多，可使介质失去绝缘性能成为导体，这种情况叫做电介质的“击穿”。各种电介质材料都有一定的能承受而不致遭到破坏而击穿的最高电场强度?,又称绝缘场强。电介质中的场强超过击穿场强会引起介质中出现大量自由电子，导致流过介质的电流急剧增加，介质温度也迅速上升，最后介质被烧坏。 这类在强电场作用下，电介质丧失电绝缘能力的现象，?导致击穿的最低临界电压称为击穿电压。均匀电场中，击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度（穿）。它反映电介质自身的耐电强度。???固体电介质击穿有3种形式?：电击穿、热击穿和电化学击穿。电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能。热击穿是因在电场作用下，电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力。电化学击穿是在电场、温度等因素作用下，电介质发生缓慢的化学变化，性能逐渐劣化，最终丧失绝缘能力。电介质的化学变化通常使其电导增加?，?这会使介质的温度上升，因而电化学击穿的最终形式是热击穿。 A、大型调压器升压型电介质强度测试装置 这类电介质强度试验装置的结构简单，抗干扰能力强，输出功率大，输出电压高（数十千伏甚至数百千伏），但对被试品有电弧、爬电、闪络等绝缘性能方面的潜在隐患不敏感，升压变压器常用油浸式，体积大，全套装置很难形成一体，多为人工操作进行控制，不便于对多个被试品连续测试，多用于电力系统的电介质强度试验。 B、小型调压器升压型电介质强度测试仪 这类电介质强度测试仪的结构较前一类复杂，测试源输出功率较大，输出电压较高（数十千伏），输出电压设置必须在电压输出的情况下进行，在功率范围内，输出电压会随负载电流的变化而变化。漏电流显示值有时会受测试电压高低的影响。升压变压器常用干式，全套装置可形成一体，其体积取决于功率的大小，有自动切断功能，可对被试品连续、多次进行立即升压测试，但对有分时分压试验标准或缓慢升压标准的被试品，不便于进行连续自动测试。又被称作“传统机型”，价格较低。 2、程控型电介质强度测试仪 这种电介质强度测试仪的结构较复杂，通过脉宽调制方式变频输出，输出波形失真稍大，输出频率可变（50Hz/60Hz），输出电压精度和输出电压调整范围较前者低，在功率范围内输出电压稳定，不受负载变化的影响，测试源输出功率容易达到数千瓦，超功率输出时仪器能自动保护，输出电压设置在无电压输出的情况下进行，安全性好。对被试品有电弧、爬电、闪络等绝缘性能方面敏感。电压输出方式可通过软件满足多种标准要求，击穿保护速度快，工作时对电网干扰较大，仪器的校准通过按键或通信接口进行，便于和计算机联网完成测试统计、分选工作，可对被试品连续进行测试，价格略高。 电介质强度测试思考 电介质强度测试是企业对电气产品的电气安全性能最基本的出厂检验，由于电介质强度测试是破坏性的测试，因此，一般在电气产品的正常使用寿命内，均不再做电介质强度测试，为了保证电气产品在正常使用寿命的若干年内，保持电介质的绝缘性能，要求电气产品必须进行电介质强度测试。 目前的电介质强度测试方法和要求上，均是要求先给一半的额定测试电压，然后在几秒内逐步升到额定测试电压，并保持60秒。在市场上提供的电介质强度测试仪也能够达到。 但是，在测试结果的判定上存在较大差别： 1、击穿是绝缘材料在电场的作用下丧失绝缘性能，至少是暂时地丧失。由于绝缘材料（电介质）的材质，加工工艺，使用环境，使用条件的不同，绝缘性能存在很大差别，就是同一块绝缘材料，其不同部位的绝缘性能也存在很大差别，所以，绝缘材料的击穿性能差别也很大，如果按照被测绝缘材料由