絕緣材料的抗電壓擊穿強(qiáng)度試驗(yàn)，其核心原理是：在受控條件下，對試樣施加逐步升高的電場，直到材料發(fā)生不可逆的電氣擊穿；記錄擊穿瞬間的電壓值，結(jié)合試樣厚度算出介電強(qiáng)度 Eb=Ub/d，作為材料耐高壓能力的量化指標(biāo)。

專業(yè)術(shù)語拆解如下：

1. 介電強(qiáng)度（Dielectric Strength）  

   定義：材料在不發(fā)生擊穿的前提下所能承受的zui大電場強(qiáng)度，單位 kV·mm?1。  

   物理意義：反映材料本征的耐電極限，數(shù)值越高越不易被高壓擊穿。

2. 擊穿電壓（Breakdown Voltage, Ub）  

   定義：在規(guī)定電極形狀、升壓速率與環(huán)境條件下，使試樣出現(xiàn)貫穿性導(dǎo)電通道的zui低電壓。  

   判定標(biāo)志：電流驟升（一般設(shè)定閾值 1 mA～10 mA）、電壓陡降、可觀察電弧或聲響。

3. 電場分布與邊緣效應(yīng)  

   理想模型假設(shè)平行板電極內(nèi)為均勻電場，實(shí)際由于電極邊緣曲率會出現(xiàn)場強(qiáng)集中?，F(xiàn)代測試需借助有限元仿真對“邊緣擊穿"進(jìn)行修正，以獲得真實(shí)體擊穿數(shù)據(jù)。

4. 主要擊穿機(jī)理  

   - 本征擊穿：強(qiáng)場下電子獲能發(fā)生雪崩式碰撞電離，形成“電子雪崩"導(dǎo)電通道。  

   - 熱擊穿：介質(zhì)損耗發(fā)熱速率 > 散熱速率 → 溫度上升 → 電阻下降 → 正反饋導(dǎo)致熔化、碳化。  

   - 局部放電擊穿：內(nèi)部缺陷（氣泡、雜質(zhì)）或界面處先出現(xiàn)非貫穿放電，長期侵蝕后貫穿整體。  

   - 表面閃絡(luò)：擊穿沿材料-空氣界面發(fā)生，與濕度、污染、爬電距離相關(guān)；測試時常把樣品浸在絕緣油中以抑制閃絡(luò)，提高數(shù)據(jù)重復(fù)性。

5. 試驗(yàn)方式（IEC 60243-1 / ASTM D149 / GB/T 1408.1）  

   - 短時（快速）升壓：恒定速率 0.2–5 kV·s?1 直至擊穿，用于常規(guī)質(zhì)檢。  

   - 步進(jìn)升壓：每級保持 1–3 min，再升一級；更易暴露熱弱點(diǎn)。  

   - 耐壓法：在預(yù)定電壓維持規(guī)定時間，觀察是否擊穿，用于老化篩選。

6. 電極系統(tǒng)與樣品要求  

   常用球-板或柱-柱電極，邊緣需倒圓；樣品厚度 0.1–1 mm，直徑 ≥ 電極直徑 + 30 mm；測試前需干燥、清潔、無氣泡，以消除水分和缺陷帶來的提前擊穿。

7. 數(shù)據(jù)離散與統(tǒng)計(jì)處理  

   由于微觀缺陷隨機(jī)分布，擊穿強(qiáng)度呈統(tǒng)計(jì)分散，通常需 5–10 個有效樣本，用 Weibull 分布提取特征強(qiáng)度 E? 和形狀參數(shù) β，為絕緣設(shè)計(jì)提供概率化安全裕度。