化工检测

GB/T 2951.11是电缆和光缆绝缘/护套材料通用试验方法的重要组成部分，其中耐电压测试用于评估塑料材料在电场作用下的绝缘耐受能力，是聚氯乙烯、聚乙烯等塑料进入电力系统应用的关键验证项目。该测试通过模拟实际使用中的电场环境，验证材料是否能在规定电压下保持绝缘性能，直接关系到电力设备的运行安全。

试样制备的关键要求

耐电压测试的试样需从待测试材料的均匀部位截取，严禁使用有裂纹、气泡、杂质或机械损伤的材料。试样厚度需与被测试材料的实际使用厚度一致——若产品标准未明确，需按GB/T 2951.11制备为1mm±0.1mm的薄片，过厚会导致内部电场分布不均（中心电场低于表面），过薄则易因电极压力引发机械破损，均会影响结果真实性。

试样形状推荐为150mm×150mm的矩形或直径≥120mm的圆形，确保电极能完全覆盖试样表面。取样时需避开材料边缘、接头或加工应力集中部位（如电缆护套中间部位），避免生产过程中的拉伸/挤压导致性能异常。

试验设备的选型与校准

试验需使用符合GB/T 1695要求的高压试验装置，输出电压范围需覆盖测试最高电压（通常0~10kV），且电压波动≤1%。电极采用光滑无氧化的铜或不锈钢平板，表面粗糙度Ra≤0.8μm，面积≥100cm²（如100mm×100mm），防止局部电场集中引发提前击穿。

电极间距需根据试样厚度调整：试样厚度≤2mm时，间距等于厚度；厚度＞2mm时，间距固定为2mm（用绝缘陶瓷垫片固定）。

此外，需配备1.0级精度的电压表（并联在试样两端测实际电压）和电流表（监测泄漏电流），试验前需校准所有仪器，误差控制在允许范围内。

试样的预处理流程

试样制备完成后，需在标准环境（23℃±2℃、相对湿度50%±5%）下放置24小时，消除加工产生的热应力或机械应力，让材料达到湿度平衡。若模拟高温使用环境（如电缆运行温度），需将试样在70℃±2℃恒温箱中加热16小时，再冷却至室温测试——高温预处理能加速内部缺陷暴露，更接近实际状态。

预处理期间试样需单独放置，避免污染或吸湿；若从成品电缆截取护套，需先剥去内部绝缘层，确保试样为单一材料，排除其他材质干扰。

耐电压测试的操作步骤

第一步，设备检查：确认高压装置接地良好，电极表面无灰尘/油污（用无水乙醇擦拭晾干）；空载运行5分钟，验证电压输出稳定。

第二步，试样安装：将预处理后的试样平整铺在下电极上，确保完全贴合无空隙；若试样表面不平整（如电缆护套弧形面），用柔软绝缘橡胶垫铺垫，保证接触良好。

第三步，电压施加：以100V/s速率缓慢升压（如0升至3kV需30秒），升压中密切关注电流表——若泄漏电流超过限值（如1mm聚乙烯试样限值5mA），立即停升压检查击穿情况（表面烧蚀/烟雾）。

第四步，电压保持：达到规定电压后保持1分钟，持续观察试样状态——若击穿（高压自动断电或电流飙升），记录击穿电压和位置；未击穿则保持至时间结束。

第五步，试验结束：以50V/s速率降压至0，关闭设备；取出试样用放大镜检查击穿痕迹（烧蚀点/裂纹），记录施加电压、保持时间、泄漏电流等数据。

测试结果的判定规则

结果分为“耐受”和“击穿”两类：试样在规定电压和时间内未击穿（无电流突变、无痕迹），判定为“耐受”；若击穿，记录击穿电压——当击穿电压≥产品标准最小值（如聚乙烯要求≥2.5kV/mm），仍合格。

需测试至少5个平行试样，取平均值。若1个试样击穿电压低于标准，需重测5个；仍有不合格则判批次不符。注意：击穿位置距电极边缘≤10mm时结果无效（边缘效应导致电场集中），需重新测试。

试验过程的安全与误差控制

试验需在接地屏蔽室进行，操作人员戴绝缘手套、站绝缘垫，避免接触高压装置。高压输出端设≥100kΩ保护电阻，防止击穿时大电流损坏设备或伤人。

测试环境需稳定：温度波动≤1℃，相对湿度波动≤3%——湿度过高增加泄漏电流，温度过高降低材料绝缘电阻，均会引发误判。试验前用标准试样（如已知击穿电压的聚乙烯片）验证设备准确性，确保结果可靠。