测量方法对电机用绝缘浸渍树脂电气强度测量值的影响分析

王贤泉

（海军驻武汉七一二所军事代表室，武汉 430064）

0 引言

通用型快干无溶剂绝缘树脂于上世纪九十年代年鉴定，其电气强度的指标是根据GB2643-81《电工绝缘无溶剂漆试验方法》，并在JZ-11型击穿耐压自动控制仪大量试验数据的基础上制订的。该产品生产十几年来，工艺过程稳定，各批次产品根据GB2643-81规定，用JZ-11击穿仪测试电气强度的实测值在27～30 MV/m，完全满足设计要求，多年的实际使用证明该产品质量是稳定可靠的。由于JZ-11击穿仪为已淘汰检测设备，现在改为HT-50型击穿电压测试仪。该测试仪在设计上较老耐压仪有较大改进，耐压指数由指针式改为数显式，并且升压方式也由原来单一的连续升压，改为现在的连续升压、逐级升压两种升压方式。但是，同一批产品依据GB2643-81规定的方法，用HT-50型击穿电压测试仪测试电气强度实测值较小，与原使用的JZ-11击穿仪实测值存在较大差异。为此，我们按要求取同一批次绝缘树脂的产品共制备漆饼样片 60片进行了摸底对比试验。

试验方法分别采用连续升压方式和逐级升压方式进行。前者为老式JZ-11击穿仪采用连续升压方式进行检测，其实测值为：25.3～31.5 MV/m，平均值为：=27.8 MV/m。后者为新式 HT-50型击穿电压测试仪采用逐级升压方式进行检测，其实测值为：17.6～25.2 MV/m，平均值为：X=20.2 MV/m。说明对同一批绝缘漆试样采用JZ-11击穿仪和 HT-50型击穿电压测试仪测试的电气强度实测值存在较大的差异出现差异，本文是为了分析差异造成的原因及提出细化完善电气强度标准测试方法和合理的判据。

根据电气强度的定义：在规定的试验条件下发生击穿时的电压与承受外施电压的两电极间距离之商。说明它与击穿强度内涵、单位不一样。经过大量试验实验，我们发现下列规律。

表1 常温下 JZ-11击穿仪实测值与HT-50型击穿电压

常温下 JZ-11击穿仪实测值与HT-50型击穿电压测试仪电气强度（连续升压）实测值比较(MV/m)

1 影响电气强度的因素

电气强度受到下列许多因素的影响：

1) 试验电压的频率、波形和电压施加的时间

这是最主要的影响因素。对比试验时要规定一些特定的边界条件，以便迅速地进行质量控制及类比试验。不同的测量方法给出的结果不能直接相比，其电气强度是随电压施加时间的增加而减小的。上述同一批产品的连续升压电气强度测量值明显大于逐级升压测量值，因为连续升压法也叫快速升压法，高电压施加的速率快、时间不到 1 min，而逐级升压法高电压施加的速率慢、时间约 5 min，施加高压时间越长对绝缘材料的耐受力考核越严酷，因此长时耐压值较低，上面的试验数据正好证明了这点。

2) 试样漆饼的厚度、均匀性和是否存在机械

电气强度是随电极间试样漆饼厚度的增加而减小的，存在应力集中、均匀性差的试样，电气薄弱环节多，因此更容易击穿。上述试验中已经排除了这方面的影响。

3) 环境温度、气压和湿度

绝缘材料的电气强度都随温度和湿度的变化而变化，因而必须规定试样处理和试验环境条件。上述测试试验环境条件为(23±2)℃、相对湿度(50±5)%，此因素的影响已排除。

4) 试样漆饼中存在气体杂质

试样漆饼中存在气体杂质导致杂质气体电晕放电现象发生，电气击穿首先从此开始直至击穿为止。

5) 试验仪器电极的几何尺寸

JZ-11击穿仪的电极是上下直径为 25mm的等径电极，而HT-50型击穿电压测试仪的电极是上部直径50 mm、下部直径25 mm的不等径电极，前者对漆饼接触面积小，相对电气薄弱环节少，因此大直径的电极较易击穿，上述的数据验证了此观点。

6) 周围媒质的电、热特性

此试验是在50 kV的试验机上进行的，为防止试验产生闪络或剧烈放电而无法进行，选择较高电气强度的绝缘液体媒质（如硅油）中进行，气体放电就可避免。

2 电气强度相关检测方法比较

1) GB2643-81与GB/T15023的对比

GB2643-81《电工绝缘无溶剂漆试验方法》现已被GB/T15023-94《电气绝缘无溶剂可聚合树脂复合物试验方法》所替代，二者对电气强度测试方法的主要区别在于升压方式不同：GB2643-81规定为连续（快速）升压方式，GB/T15023-94规定为逐级升压方式。

2) GJB5504-2005和GJB5871-2006简介

GJB5504-2005《舰船电机绝缘用H级无溶剂浸渍树脂规范》为2005年12月12日发布，2006年5月1日实施，该标准3.2条表1规定H级无溶剂浸渍树脂常态电气强度测试指标为≥22 MV/m，4.7.9规定测试方法为连续升压法。

GJB5871-2006《航空电机用耐高温无溶剂浸渍漆规范》为2006年12月15日发布，2007年5月1日实施，该标准3.1条表1规定航空电机用耐高温无溶剂浸渍漆常态电气强度测试指标为≥20 MV/m，4.5.10规定测试方法为快速升压法（也称连续升压法）。

3 针对电气强度指标测试方法差异细化完善标准测试方法的建议

据调查目前国内外无溶剂绝缘漆电气强度采用逐级升压法测试值一般在 15.0～20.0MV/m之间，指标一般定为≥15.0 MV/m；连续升压法测试值一般在20.0～25.0 MV/m之间，指标一般定为≥20.0 MV/m。

按照 GB/T15023-94规定，通用型快干无溶剂树脂使用HT-50型击穿电压测试仪、采用逐级升压方式的电气强度指标定为≥20.0 MV/m；另外，考虑使用方可能由于测试设备的限制，无法采用逐级升压的方式进行电气强度的测试，参考GJB5504-2005和GJB5871-2006规定，使用HT-50型击穿电压测试仪、采用连续升压方式的电气强度指标定为≥22.0 MV/m。

建议细化快干无溶剂树脂电气强度标准测试方法及指标具体如下：

1) 采取连续升压方式时，电气强度测试方法为：升压速度为2 kV/s，指标为≮22.0 MV/m（常态），击穿电压的取值以样品被击穿时的瞬间电压为准，电气强度结果为各样品电气强度的平均值；

2) 采取20 s逐级升压方式时，电气强度测试方法为：指标为≮20.0 MV/m（常态），击穿电压的取值以样品被击穿时的瞬间电压为准，电气强度结果为各样品电气强度的平均值。

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[1]GJB5504-2005.舰船电机绝缘用H级无溶剂浸渍树脂规范, 2005.

[2]GJB5871-2006. 航空电机用耐高温无溶剂浸渍漆规范. 2006.

[3]GB2643-81. 电工绝缘无溶剂漆试验方法.

[4]GB/T15023-94. 电气绝缘无溶剂可聚合树脂复合物试验方法.