標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：GB/T1408.1—2016。

測(cè)試對(duì)象：摻雜不同Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化鋁填料環(huán)氧復(fù)合材料，樣品為直徑100mm、厚度1mm的圓片。

升壓速度：2,000V/s（短時(shí)電場(chǎng)）和100V/s（長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)）。

數(shù)據(jù)處理：結(jié)果采用威布爾分布表示，取63.2%擊穿概率下的值進(jìn)行分析。

一、擊穿強(qiáng)度

關(guān)鍵結(jié)果：

1.短時(shí)電場(chǎng)（2000V/s）：Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.02%至0.04%時(shí)，擊穿強(qiáng)度相對(duì)穩(wěn)定；超過(guò)此范圍（0.06%至0.12%），擊穿強(qiáng)度開(kāi)始逐漸下降。

2.長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)（100V/s）：擊穿強(qiáng)度隨Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加顯著且持續(xù)下降。例如，Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.02%增至0.12%時(shí)，擊穿強(qiáng)度從30.9kV/mm降至25.4kV/mm，降幅達(dá)5.5kV/mm。

主要結(jié)論：

長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)下Na+對(duì)擊穿強(qiáng)度的削弱效應(yīng)遠(yuǎn)大于短時(shí)電場(chǎng)。

Na+的存在降低了材料的體積電阻率，使高能電子更易注入并破壞基體，尤其在長(zhǎng)時(shí)間電場(chǎng)作用下，熱積累和電子雪崩效應(yīng)加劇了破壞。

應(yīng)避免使用高Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化鋁填料，以維持材料的絕緣可靠性。

二、沿面閃絡(luò)電壓總結(jié)

關(guān)鍵結(jié)果：

1.總體趨勢(shì)：無(wú)論短時(shí)或長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)，樣品的沿面閃絡(luò)電壓均隨Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸下降。

2.下降幅度：

短時(shí)電場(chǎng)（2000V/s）：從32.2kV降至30.6kV，降幅約5%。

長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)（100V/s）：從33.0kV降至29.3kV，降幅約11%。

3.特殊現(xiàn)象：

在Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低（0.02%-0.06%）時(shí)，長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)下的閃絡(luò)電壓高于短時(shí)電場(chǎng)。

在Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（0.08%-0.12%）時(shí)，長(zhǎng)時(shí)電場(chǎng)下的閃絡(luò)電壓低于短時(shí)電場(chǎng)。

主要結(jié)論：

Na+的存在對(duì)沿面閃絡(luò)性能同樣不利。

其機(jī)制是Na+降低了材料的表面電阻率，促進(jìn)了表面電荷的遷移和積聚，導(dǎo)致電場(chǎng)畸變和表面碳化。

低Na+含量時(shí)，體積電阻率下降可能使部分電子注入淺表層，反而短暫改善了表面電場(chǎng)分布；但高Na+含量時(shí)，電子注入和熱破壞加劇，最終導(dǎo)致閃絡(luò)電壓在長(zhǎng)時(shí)間下更低。

綜合結(jié)論

1.負(fù)面影響明確：氧化鋁填料中的Na+雜質(zhì)，無(wú)論是對(duì)于材料本體的擊穿強(qiáng)度，還是對(duì)于表面的沿面閃絡(luò)電壓，均產(chǎn)生顯著的降低作用。

2.時(shí)間效應(yīng)顯著：在長(zhǎng)時(shí)、慢速升壓（100V/s）的電場(chǎng)作用下，Na+對(duì)絕緣性能（尤其是擊穿強(qiáng)度）的劣化影響更為突出。這表明材料在長(zhǎng)期工作電壓下的可靠性對(duì)Na+含量更為敏感。

3.材料選擇指導(dǎo)：為保證環(huán)氧復(fù)合絕緣材料在高壓下的長(zhǎng)期可靠性，應(yīng)嚴(yán)格控制氧化鋁填料中的Na+雜質(zhì)含量，優(yōu)先選用低Na+或無(wú)Na+的高純填料。