航空橡胶制品用途广泛，在许多自动控制系统中用作绝缘垫片、电子元器件的密封等，对其绝缘电阻、击穿强度等电性能有要求。橡胶常用的电性能测试方法有GB/T1692-2008《硫化橡胶绝缘电阻率的测定》、GB/T1693-2007《硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法》、GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿介电强度和耐电压的测定方法》。

击穿强度试验

橡胶的击穿强度试验按GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿介电强度和耐电压的测定方法》的规定进行。

(1)原理

击穿强度试验是用于对硫化橡胶进行规定电压下的绝缘强度试验，以考核橡胶材料的绝缘水平，发现绝缘缺陷，衡量过电压的能力。硫化橡胶击穿强度和耐电压试验有连续均匀升压和逐级升压两种方法，对试样施加交流电压直至击穿，测量击穿电压值，计算试样单位厚度上的击穿电压，即为击穿强度；用迅速升压的方法将电压升到规定值，保持一定时间不击穿，定为此试样的耐电压值。测试原理如图所示。试验条件23℃±2℃，相对湿度50%±5%。

击穿电压测试原理

(2)试样

试样应放在23℃士2℃条件下处理24h，试样尺寸见表。通常板状试样的电极直径为25.0mm±0.1mm、高为25.0mm±0.1mm，在变压器油中测试。

(3)结果评定

采用连续升压法，试验电压从零开始，连续速上升，直至试样被击穿，读取击穿电压值。击穿电压<20kv时升压速度为1kv>20kV时升压速度为kV/s。

采用逐级升压法(即1min逐级升压)，从第1个试样的击穿值50%开始每个台阶保持1min，逐级升压，直至试样被击穿。若在升压过程中发生击穿，应读取前一级的电压值。若击穿发生在保持不变的电压级上，则以该级电压作为击穿电压。

按公式计算：

式中 E--击穿强度，kV/mm；

U--击穿电压，kV；

d--试样厚度，mm。

每组试样不少于3个，试验结果以每组测试值的中位数表示。

(4)影响因素

①测试仪器

有条件时应尽可能采用自动升压击穿电压测试仪，它能保证电压均匀上升，进一步提高测试精度。

②试样厚度

对同一材质，试样随厚度的增加，介电强度降低，这是因为试样厚，散热不好，致使单位厚度的介电强度降低；同时试样越厚，电子加速时间相应增加，电子容易从电极上逸出，而使介电强度降低；另外，试样越厚，试样内部缺陷的数量越多，越容易发生早击穿，使介电强度降低。

③升压速度与保压时间

以电击穿为主的试样，升压速度对介电强度影响不大；以热击穿为主的试样，升压速度越快，介电强度相应增大。因此标准规定，击穿电压<20kv时升压速度为1kv>20kV时升压速度为2kV/s。

逐级升压法规定保压时间为1min。若延长时间，则由于热量积累而使介电强度随时间增加而降低。

④电极倒角

测试时电极倒角r为2.5mm。一定要按要求加工电极，因为倒角直接影响测试结果。倒角越小，即倒角越尖，其介电强度越低。这是由于电极倒角不同，其边缘效应也不同，即在外加电场作用下靠近边缘尖角处电场强度大。因此，在电极中部的电场强度远低于介电强度，边缘处却早已达到试样的击穿电压，而使试样击穿。

⑤环境温度与湿度

标准规定应在23℃±2℃，相对湿度50%±5%的条件下进行试验。通常当温度高于材料的玻璃化温度T时，介电强度随温度的升高而迅速下降。原因在于除了电击穿之外，还存在热击穿、电机械击穿等“二次”击穿。

湿度影响与介电性能相同，水分浸人电介质导致其电阻降低，电导变大，致使其介电强度也随着下降。

⑥绝缘介质

击穿试验通常是将试样与电极一起放在绝缘介质(如变压器油)中，其目的就是防止沿面飞弧。但是绝缘介质会影响电极间的电场分布，致使介电强度发生变化。若绝缘介质洁净，不含导电杂质或导电杂质少且含量固定，则绝缘介质本身的电性能稳定，故所测试的结果也稳定。如果绝缘介质中导电杂质含量多且成分不固定，绝缘介质本身的电性能指标波动大，则在电场作用下一些介电常数比绝缘介质大的悬浮导电杂质就在电极附近集中，肉眼可见在试样上形成一个薄层，即在试样边缘有很明显的杂质集聚物痕迹。这个聚集物薄层具有半导体膜作用，它促使电场分布均匀，致使电击穿为主的试样介电强度偏高，影响测试结果，而对热击穿为主的材料影响较下。因此标准规定所用的变压器油的介电强度不应小于25kV/2.5mm。

(5)击穿强度试验注意事项

①做高压试验时，必须由2人或2人以上人员参加，并明确做好分工，明确相互间的联系方法，并有专人监护现场安全及观察试样的试验状态。操作者必须戴绝缘橡胶手套，脚下垫橡胶垫，以防高压电击造成生命危险。

②在连接被测体或拆卸时，必须保证高压输出为“0”及在“复位”状态切勿将输出地线与交流电源线短路，以免外壳带电，造成危险。测试灯、超漏灯，一旦损坏，必须立即更换，以免造成误判。排除故障时，必须切断电源，由专业技术人员进行维修。

③仪器避免阳光正面直射，不要在高温、潮湿、多尘的环境中使用或存放工作和存放场所应无严重影响绝缘的气体、蒸汽、化学性尘埃及其他爆炸性和侵蚀性介质

④试验过程中，升压速度不能太快，也决不允许突然全电压通电或断电。在升压或耐压试验过程中，发现下列不正常情况时应立即降压，并切断电源，停止试验，查明原因后再做试验:电压表指针摆动很大；发现绝缘烧焦的异味、冒烟现象；被测试样品内有不正常的声音。试验中，如果试样短路或故障击穿，控制箱中的过流继电器工作，此时将调压器回至零位，并切断电源后，方可将试样取出。

⑤不进行直流高压泄漏试验时，试验完毕后，将调压器降至零位，并切断电源，然后应用放电棒将试样或电容器的高压端对地进行放电，以免存留在电容中的电势发生触电危险。