绝缘材料电气强度试验：理论与实践

电气强度是衡量绝缘材料在强电场下抵抗电击穿能力的关键参数，是保障电力设备、电子元器件安全可靠运行的指标。本文旨在系统性地阐述绝缘材料电气强度的试验方法，涵盖其基本概念、试验原理、主要标准、实施步骤、关键影响因素以及结果分析与注意事项，为从事电气材料研发、质量检验和工程应用的技术人员提供一份实用的技术参考。

在电气电子行业中，绝缘材料扮演着隔绝电流、支撑导体、散热防潮等多重角色。其绝缘性能的优劣直接决定了设备的寿命与安全性。电气强度试验，又称介电强度试验或耐压试验，是一种通过施加持续升高的交流或直流电压，直至材料发生击穿，来测定绝缘能力的方法。该试验不仅是材料入厂检验、型式试验的必检项目，也是研发新型绝缘材料、优化配方的关键评价手段。

一、试验原理与基本概念

电气强度定义：

在规定的试验条件下，绝缘材料单位厚度所能承受的高击穿电压。通常以千伏每毫米（kV/mm）或伏特每微米（V/μm）表示。计算公式为：

E_b = U_b / d

其中：

E_b 为电气强度（kV/mm）

U_b 为击穿电压（kV）

d 为试样在两电极间的平均厚度（mm）

击穿机制：

当施加于绝缘材料上的电场强度超过其固有阈值时，材料会从绝缘状态急剧转变为导电状态，形成导电通道，这一现象称为电击穿。其主要机制包括：

本征击穿：由电场直接加速载流子，碰撞电离分子链所致，反映了材料的性能。

热击穿：材料介电损耗产生的热量大于散发热量，导致温度持续升高，热失控造成破坏。

局部放电击穿：在材料内部气泡、杂质或电极边缘电场集中处发生局部电离，长期侵蚀导致绝缘性能劣化。

二、试验方法

1.工频耐压试验

2.直流耐压试验

3.梯度试验

4.击穿试验