航空橡膠制品用途廣泛，在許多自動控制系統中用作絕緣墊片、電子元器件的密封等，對其絕緣電阻、擊穿強度等電性能有要求。橡膠常用的電性能測試方法有GB/T1692-2008《硫化橡膠絕緣電阻率的測定》、GB/T1693-2007《硫化橡膠介電常數和介質損耗角正切值的測定方法》、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿介電強度和耐電壓的測定方法》。

擊穿強度試驗

橡膠的擊穿強度試驗按GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿介電強度和耐電壓的測定方法》的規定進行。

(1)原理

擊穿強度試驗是用于對硫化橡膠進行規定電壓下的絕緣強度試驗，以考核橡膠材料的絕緣水平，發現絕緣缺陷，衡量過電壓的能力。硫化橡膠擊穿強度和耐電壓試驗有連續均勻升壓和逐級升壓兩種方法，對試樣施加交流電壓直至擊穿，測量擊穿電壓值，計算試樣單位厚度上的擊穿電壓，即為擊穿強度；用迅速升壓的方法將電壓升到規定值，保持一定時間不擊穿，定為此試樣的耐電壓值。測試原理如圖所示。試驗條件23℃±2℃，相對濕度50%±5%。

擊穿電壓測試原理

(2)試樣

試樣應放在23℃士2℃條件下處理24h，試樣尺寸見表。通常板狀試樣的電極直徑為25.0mm±0.1mm、高為25.0mm±0.1mm，在變壓器油中測試。

(3)結果評定

采用連續升壓法，試驗電壓從零開始，連續速上升，直至試樣被擊穿，讀取擊穿電壓值。擊穿電壓<20kv時升壓速度為1kv>20kV時升壓速度為kV/s。

采用逐級升壓法(即1min逐級升壓)，從第1個試樣的擊穿值50%開始每個臺階保持1min，逐級升壓，直至試樣被擊穿。若在升壓過程中發生擊穿，應讀取前一級的電壓值。若擊穿發生在保持不變的電壓級上，則以該級電壓作為擊穿電壓。

按公式計算：

式中 E--擊穿強度，kV/mm；

U--擊穿電壓，kV；

d--試樣厚度，mm。

每組試樣不少于3個，試驗結果以每組測試值的中位數表示。

(4)影響因素

①測試儀器

有條件時應盡可能采用自動升壓擊穿電壓測試儀，它能保證電壓均勻上升，進一步提高測試精度。

②試樣厚度

對同一材質，試樣隨厚度的增加，介電強度降低，這是因為試樣厚，散熱不好，致使單位厚度的介電強度降低；同時試樣越厚，電子加速時間相應增加，電子容易從電極上逸出，而使介電強度降低；另外，試樣越厚，試樣內部缺陷的數量越多，越容易發生早擊穿，使介電強度降低。

③升壓速度與保壓時間

以電擊穿為主的試樣，升壓速度對介電強度影響不大；以熱擊穿為主的試樣，升壓速度越快，介電強度相應增大。因此標準規定，擊穿電壓<20kv時升壓速度為1kv>20kV時升壓速度為2kV/s。

逐級升壓法規定保壓時間為1min。若延長時間，則由于熱量積累而使介電強度隨時間增加而降低。

④電極倒角

測試時電極倒角r為2.5mm。一定要按要求加工電極，因為倒角直接影響測試結果。倒角越小，即倒角越尖，其介電強度越低。這是由于電極倒角不同，其邊緣效應也不同，即在外加電場作用下靠近邊緣尖角處電場強度大。因此，在電極中部的電場強度遠低于介電強度，邊緣處卻早已達到試樣的擊穿電壓，而使試樣擊穿。

⑤環境溫度與濕度

標準規定應在23℃±2℃，相對濕度50%±5%的條件下進行試驗。通常當溫度高于材料的玻璃化溫度T時，介電強度隨溫度的升高而迅速下降。原因在于除了電擊穿之外，還存在熱擊穿、電機械擊穿等“二次"擊穿。

濕度影響與介電性能相同，水分浸人電介質導致其電阻降低，電導變大，致使其介電強度也隨著下降。

⑥絕緣介質

擊穿試驗通常是將試樣與電極一起放在絕緣介質(如變壓器油)中，其目的就是防止沿面飛弧。但是絕緣介質會影響電極間的電場分布，致使介電強度發生變化。若絕緣介質潔凈，不含導電雜質或導電雜質少且含量固定，則絕緣介質本身的電性能穩定，故所測試的結果也穩定。如果絕緣介質中導電雜質含量多且成分不固定，絕緣介質本身的電性能指標波動大，則在電場作用下一些介電常數比絕緣介質大的懸浮導電雜質就在電極附近集中，肉眼可見在試樣上形成一個薄層，即在試樣邊緣有很明顯的雜質集聚物痕跡。這個聚集物薄層具有半導體膜作用，它促使電場分布均勻，致使電擊穿為主的試樣介電強度偏高，影響測試結果，而對熱擊穿為主的材料影響較下。因此標準規定所用的變壓器油的介電強度不應小于25kV/2.5mm。

(5)擊穿強度試驗注意事項

①做高壓試驗時，必須由2人或2人以上人員參加，并明確做好分工，明確相互間的聯系方法，并有專人監護現場安全及觀察試樣的試驗狀態。操作者必須戴絕緣橡膠手套，腳下墊橡膠墊，以防高壓電擊造成生命危險。

②在連接被測體或拆卸時，必須保證高壓輸出為“0"及在“復位"狀態切勿將輸出地線與交流電源線短路，以免外殼帶電，造成危險。測試燈、超漏燈，一旦損壞，必須立即更換，以免造成誤判。排除故障時，必須切斷電源，由專業技術人員進行維修。

③儀器避免陽光正面直射，不要在高溫、潮濕、多塵的環境中使用或存放工作和存放場所應無嚴重影響絕緣的氣體、蒸汽、化學性塵埃及其他爆炸性和侵蝕性介質

④試驗過程中，升壓速度不能太快，也決不允許突然全電壓通電或斷電。在升壓或耐壓試驗過程中，發現下列不正常情況時應立即降壓，并切斷電源，停止試驗，查明原因后再做試驗:電壓表指針擺動很大；發現絕緣燒焦的異味、冒煙現象；被測試樣品內有不正常的聲音。試驗中，如果試樣短路或故障擊穿，控制箱中的過流繼電器工作，此時將調壓器回至零位，并切斷電源后，方可將試樣取出。

⑤不進行直流高壓泄漏試驗時，試驗完畢后，將調壓器降至零位，并切斷電源，然后應用放電棒將試樣或電容器的高壓端對地進行放電，以免存留在電容中的電勢發生觸電危險。