航空ゴム電撃貫通強度試験機宇宙偉創LDJCシリーズ

航空ゴム製品の用途は広く、多くの自動制御システムにおいて絶縁ガスケット、電子部品のシールなどとして用いられ、その絶縁抵抗、破壊強度などの電気的性質要求がある。ゴムに常用される電気性能試験方法はGB/T 1692-2008「加硫ゴム絶縁抵抗率の測定」、GB/T 1693-2007「加硫ゴム誘電率と誘電損失正接値の測定方法」、GB/T 1695-2005「加硫ゴム工数破壊誘電強度と耐電圧の測定方法」がある。

ブレークダウン強度試験

ゴムの破壊強度テストキーGB/T 1695-2005「加硫ゴム工数破壊誘電強度と耐電圧の測定方法」の規定により行う。

(1)航空ゴム電撃貫通強度試験機宇宙偉創LDJCシリーズ原理

破壊強度試験は加硫ゴムに対して所定の電圧下の絶縁強度試験を行い、ゴム材料の絶縁レベルを審査し、絶縁欠陥を発見し、過電圧を測定する能力である。加硫ゴムの破壊強度と耐電圧試験には連続均一昇圧と段階的昇圧の2種類の方法があり、試料に破壊まで交流電圧を印加し、破壊電圧値を測定し、試料の単位厚さ上の破壊電圧を計算し、すなわち破壊強度である；速やかに昇圧する方法で電圧を所定値に上昇させ、一定時間破壊しないように保持し、この試料の耐電圧値とする。テスト原理を図に示します。試験条件23℃±2℃、相対湿度50%±5%。

ブレークダウン電圧試験原理

（2）試料

試料は23℃士2℃の条件下で24時間処理し、試料の寸法は表を参照する。通常（つうじょう）板状試料の電極直径は25.0 mm±0である.1mm、高さは25.0 mm±0.1 mmで、変圧器油中で試験した。

（3）結果評価

連続昇圧法を用いて、試験電圧はゼロから始まり、連続速度は上昇し、試料が破壊されるまで、破壊電圧値を読み取る。破壊電圧<20 kVでの昇圧速度は1 kV/s、破壊電圧>20 kVでの昇圧速度はkV/sである。

段階的昇圧法（すなわち1 min段階的昇圧）を用いて、第1試料のブレークダウン値50%から各ステップは1 min保持され、試料が破壊されるまで段階的に昇圧される。昇圧中に破壊が発生した場合は、前段の電圧値を読み取る必要があります。もし破壊が一定の状態で発生したらでんあつレベルをオンにすると、この段の電圧を破壊電圧とする。

数式による計算：

式中E---破壊強度、kV/mm；

U−破壊電圧、kV；

d-試料厚、mm。

各グループの試料は3個以上であり、試験結果は各グループの試験値の中央値で表される。

（4）影響要因

①試験機器

条件がある場合はできるだけ自動昇圧破壊電圧測定器を採用し、それは電圧の均一な上昇を保証し、さらに試験精度を高めることができる。

②試料厚

同じ材質に対して、試料は厚さの増加に伴い、誘電強度が低下した。これは試料が厚く、放熱がよくないため、単位厚さ当たりの誘電強度が低下したためである；同時に試料が厚いほど、電子加速時間が増加し、電子が電極から逃げやすくなり、誘電強度が低下する；また、試料が厚いほど試料内部の欠陥の数が多くなり、早期破壊が発生しやすくなり、誘電強度が低下する。

③昇圧速度と保圧時間

電気ショック破壊を主とする試料では、昇圧速度は誘電強度にあまり影響しない；熱破壊を主とする試料は、昇圧速度が速いほど誘電強度が増加する。したがって、標準規定では、破壊電圧<20 kVでの昇圧速度は1 kV/s、破壊電圧>20 kVでの昇圧速度は2 kV/sである。

段階的昇圧法は保圧時間を1 minと規定している。時間を長くすると、熱蓄積により誘電強度が時間とともに低下する。

④電極面取り

試験時の電極面取りrは2.5 mmである。面取りは試験結果に直接影響するので、必ず要求通りに電極を加工しなければならない。面取りが小さいほど、つまり面取りが鋭くなり、その誘電強度が低くなります。これは、電極の面取りが異なるため、そのエッジ効果も異なり、つまり印加電界の作用下でエッジの尖角に近いところの電界強度が大きいためである。そのため、電極中央部の電界強度は誘電強度よりもはるかに低く、エッジではすでに試料の破壊電圧に達しており、試料を破壊している。

⑤周囲温度と湿度

標準規定は23℃でなければならない±2℃、相対湿度50%±5%の条件下で試験を行った。一般に、温度が材料のガラス転移温度Tより高い場合、誘電強度は温度の上昇とともに急速に低下する。原因は電気破壊のほか、熱破壊、電気機械破壊などの「二次」破壊が存在することにある。

湿度の影響は誘電性能と同じで、水分が人の誘電体に浸漬することによりその抵抗が低下し、コンダクタンスが大きくなり、その誘電強度も低下する。

⑥絶縁媒体

破壊試験は通常、変圧器油などの絶縁媒体中に電極と一緒に試料を入れ、その目的は面に沿ってアークが飛ばないようにすることである。しかし、絶縁媒体は電極間の電界分布に影響を与え、誘電強度が変化する。絶縁媒体が清浄で、導電性不純物を含まないか、導電性不純物が少なく、含有量が固定であれば、絶縁媒体自体の電気性能が安定しているので、テストした結果も安定している。絶縁媒体中の導電性不純物の含有量が多く、成分が固定されておらず、絶縁媒体自体の電気的特性指標の変動が大きい場合、電場の作用下で絶縁媒体よりも誘電率の大きい懸濁導電性不純物が電極付近に集中し、試料上に薄い層が形成されていることが肉眼的にわかる、すなわち試料の縁に明らかな不純物集積物の痕跡がある。この凝集物薄層は半導体膜の作用を有し、それは電界分布の均一化を促し、電気ショック破壊を主とする試料の誘電強度を高くし、試験結果に影響し、熱破壊を主とする材料に対する影響は比較的に低い。したがって、標準的な規定で使用される変圧器油の誘電強度は25 kV/2.5 mmを下回ってはならない。

(5)破壊強度試験の注意事項

①高圧試験を行う場合は、2人以上が参加し、分業を明確にし、相互の連絡方法を明確にし、現場の安全及び試料の試験状態を観察する専任者がいなければならない。操作者は絶縁ゴム手袋を着用し、足元にゴムマットを敷いて、高圧電撃による生命の危険を防止しなければならない。

②被測定体を接続したり取り外したりする時、高圧出力が「0」であることと、「リセット」状態で出力アース線と交流電源線を短絡しないことを保証しなければならず、筐体が帯電し、危険をもたらすことがない。テストランプ、ちょうろうえいランプ、破損した場合は、誤審を起こさないようにすぐに交換しなければなりません。トラブルシューティングを行う場合は、電源を切り、専門技術者が修理を行う必要があります。

③器具は日光の正面直射を避け、高温、湿気、多塵の環境で使用しない、或いは保管作業と保管場所は絶縁に深刻な影響を与えないガス、蒸気、化学性塵埃及びその他の爆発性と侵食性媒体

④試験中、昇圧速度は速すぎてはならず、突然の全電圧通電やパワーオフも決して許されない。昇圧または耐圧試験の過程で、以下の異常を発見した場合、直ちに降圧し、電源を遮断し、試験を停止し、原因を明らかにしてから試験を行う：電圧計の針の揺れが大きい；絶縁焦げの異臭、発煙現象を発見；被試験サンプル内で異常な音がした。試験中、試料が短絡したり故障したりして破壊された場合、箱の過電流リレーを制御して動作し、この時調圧器をゼロ位に戻し、電源を切った後、試料を取り出すことができる。

⑤直流高圧漏洩試験を行わない場合、試験終了後、調圧器をゼロビットに下げ、電源を遮断し、放電棒を用いて試料またはコンデンサの高圧端を対地に放電し、コンデンサに残っている電位が感電危険にならないようにする。