选用ZJC-50E可控温击穿电压试验仪进行聚乙蹄基ＢＮ纳米复合绝缘材料的击穿场强测试实验。设备的实物图如图1所示，主要技术参数如表1所示。

主要由:升压系统(高压变压器)、测量系统、A/D转换器、放电系统、电极、油箱、电极定位架、计算机数据处理系统、软件等组成;高压变压器主要产生试样所需的直流电压,调压器用于调节升压变压器输入端电压以产生高压所需的输入电压,电压测量主要是从高压变压器测量端测量,高压变压器测量端和高压端是线性的;试验软件是我公司*研发的功能强大、操作简单、显示直观的试验软件系统。采用计算机控制,通过人机对话方式,完成对、绝缘介质的工频电压击穿,工频耐压试验。

表1ZJC-50KV可控温击穿电压试验仪的主要技术参数

主要用于塑料、薄膜、硫化橡胶、陶瓷、玻璃、涂料图层、电线电缆、电容器纸、高压电缆、电工材料、复合材料、高分子材料、环氧树脂、丙烯酸树脂、环氧板、绝缘油、绝缘带，绝缘胶，绝缘纸、绝缘板、绝缘带、绝缘漆，绝缘漆漆膜、绝缘子、绝缘垫片、绝缘套管、漆包线、硅胶、胶片、有机硅、硅橡胶、树脂胶、橡胶片、布胶带、pvc胶带、PVC管、胶粘剂材料、聚四氟乙烯、聚碳酸酯PC材料、聚碳酸酯改性材料、导热材料、耐火、防火、防潮材料、电子材料、保温板、云母纸，云母带，云母板，云母片、石棉及其制品、浸渍纤维制品、塑料复合制品、TPE、色母料、电子五金材料、裸电线、穿管器、石墨烯材料，PE材料，片材，热固性塑料等在工频电压下击穿电压、击穿强度和耐电压的测试。仪器采用特制工频高压试验变压器，新型电量传感器，配备精良的线性放大电路及数字显示设备，可以捕捉到击穿时的电压值和电流值。同时该试验仪具备交流与直流击穿场强测试功能。

在实验中选用不诱钢材质的电极，上下电极均采用圆柱形电极。电极边缘倒成半径为3mm的圆角，其中上电极的直径为25mm、高为25mm；下电极的直径为75mm、高为15mm。两电极表面需光滑，试验时需将两电极同屯、放置，以防止电极边缘放电，本试验采用绝缘强度相对较高的二甲基娃油作为实验媒质。受实验媒质和实验容器的限制，实验击穿时释放的能量不能太大，因此实验材料聚乙蹄基BN纳米复合绝缘材料薄片样品不能太厚。本文主要测试材料在交流下的击穿场强，实验采用的样品直径为10cm、厚度为um的圆形薄片，要求样品厚度均匀表面洁净。对同一材稱，选用10个样品进行击穿场强测试，取实验结果的平均值作为材料的绝缘强度或击穿电压。在击穿实验中，升压速率为化5kv/s。

材料的交流击穿场强实验具体流程如下：

（1）在实验前将实验样品和实验媒质（二甲基巧油）分别进行干燥处理。

（2）实验开始前先检查线路连接，确保所有电缆都己连接且仪器可靠接地，保证试验过程的安全。将短路杆插入均压罩边上的孔中并旋紧，进行常温下的交流击穿试验。

（3）打开仪器，先将仪器预热10分钟左右。将待测材料薄片样品放入装有二甲基娃油的实验器皿中，关紧有机玻璃口，否则口上的保护开关不闭合，将会导致高压无法作用于电极两侧。

（4）进行交流击穿实验，实验结束后，保存数据，关闭高压关断开关。

测试原理

固体电介质击穿有3种形式：电击穿、热击穿和电化学击穿。

1电击穿

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。固体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。温度和电压作用时间对电击穿的影响小，对热击穿和电化学击穿的影响大；电场局部不均匀性对热击穿的影响小，对其他两种影响大。

2热击穿

当固体电介质承受电压作用时，介质损耗是电介质发热、温度升高；而电介质的电阻具有负温度系数，所以电流进一步增大，损耗发热也随之增加。电介质的热击穿是由电介质内部的热不平衡过程造成的。如果发热量大于散热量，电介质温度就会不断上升，形成恶性循环，引起电介质分解、炭化等，电气强度下降，最终导致击穿。

热击穿的特点是：击穿电压随温度的升高而下降，击穿电压与散热条件有关，如电介质厚度大，则散热困难，因此击穿电压并不随电介质厚度成正比增加；当外施电压频率增高时，击穿电压将下降。

3电化学击穿

固体电介质受到电、热、化学和机械力的长期作用时，其物理和化学性能会发生不可逆的老化，击穿电压逐渐下降，长时间击穿电压常常只有短时击穿电压的几分之一，这种绝缘击穿成为电化学击穿。当加在某一绝缘介质上的电压高于过一定程度（击穿电压）后，这时绝缘介质会发生突崩溃而使其电阻迅速下降，继而使得一部分绝缘介质变为导体。在有效的击穿电压下，电击穿现象可以发生在固体、流体、气体或者真空等不同的介质中。

4电树枝（预击穿）

在电气工程中，树化是固体绝缘中的一种电气预击穿现象。这是由于局部放电而造成的破坏性过程，并通过受应力的介电绝缘层，在类似于树枝的路径中进行。固体高压电缆绝缘的树化是地下电力电缆中常见的击穿机制和电气故障来源。当干介电材料在很长一段时间内受到高且发散的电场应力时，首先发生并传播电树。观察到电树化起源于杂质、气孔、机械缺陷或导电突起在电介质的小区域内引起过度电场应力的点。这可以使体电介质内的空隙内的气体电离，从而在空隙的壁之间产生小的放电。杂质或缺陷甚至可能导致固体电介质本身的部分击穿。这些局部放电(PD)产生的紫外线和臭氧随后与附近的电介质发生反应，分解并进一步降低其绝缘能力。随着电介质的降解，气体通常会释放出来，从而产生新的空隙和裂缝。这些缺陷进一步削弱了材料的介电强度，增强了电应力，加速了PD过程。