絶縁耐力 -短時間法 -段階法 -1分間耐電圧

■絶縁耐力

試験片を挟んだ電極間に商用周波数の高電圧を印加して、材料の絶縁破壊電圧を測定します。

絶縁耐力試験装置

　
装置操作部　　　　　　　　　　　　高電圧発生部

　
試験電極（絶縁油中）　　　　　　　　　　試験電極（シリコーン油中）

　
試験電極（空気中）　　　　　　　　　　恒温油槽（熱間油中試験用）

耐電圧試験器：100kV絶縁破壊試験装置YST-243AT-100 (ヤマヨ試験器)
　　　　　　※油中では、RT～200℃までの温度依存性試験ができます。

試験方法

短時間法	平均10～20秒で絶縁破壊が起こるような一定速度で、電圧を印加して絶縁破壊を生じたときの電圧を、試験片厚さで除して絶縁破壊強さを求めます。
段階法	短時間法により求めた破壊電圧の40%^※1に近い電圧を20又は60秒間印加し、破壊しなければ規定の段階電圧に昇圧して20又は60秒間印加、これを破壊を生じる電圧まで繰り返して、破壊を生じなかった最大電圧を絶縁破壊電圧とします。
1分間耐電圧	なるべく速やかに試験電圧まで一様に上昇させて、1分間耐えるかを評価します。

^※1 ASTM D149では破壊電圧の50%

試験条件

試験規格	昇圧速度	主な電極形状・寸法 (mm)	試料推奨寸法 (mm)
IEC 60243-1	100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 V/s	Φ25円柱/Φ25円柱 Φ25円柱/Φ75円柱 Φ20球/Φ25円柱 Φ6円柱/Φ6円柱	100×100×t1～2
ASTM D149	100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 V/s	Φ25円柱/Φ25円柱 Φ25円柱/Φ75円柱 Φ51円柱/Φ51円柱
JIS C 2110-1	100, 200, 500, 1000, 2000 V/s ^※2	Φ25円柱/Φ25円柱 Φ25円柱/Φ75円柱 Φ20球/Φ25円柱 Φ6円柱/Φ6円柱
JIS K 6911	10～20sで破壊する速度	Φ20球/Φ25円柱	100×100×t2

^※2 「全ての関係者が同意した場合、この昇圧速度以外を用いても良い」と記述あり

ISO/IEC 17025認定取得

プラスチック・積層板(ガラス布エポキシ・プリント基板等)の耐電圧試験について、ISO/IEC 17025を認定取得しています。認定範囲内の耐電圧試験については、認定シンボルを付した結果報告書の発行が対応可能です。詳しくは、千葉/高分子材料試験所までお問い合わせください。

認定範囲：JIS C 2110-1等、交流耐電圧試験　23 ℃油中
詳細は>>JAB認定情報<<をご参照ください。

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試験雰囲気

絶縁破壊試験では、試験雰囲気の選択が重要です。板状の試料では、絶縁油中で行う場合が多いです。絶縁破壊電圧が高いため、空気中では試料表面に放電し、破壊せずに短絡してしまいます。フィルムは、A4サイズ程度の大きな試験片を用いて、空気中で行うことが多いです。

絶縁破壊とは

自由に動き回れる電荷担体をほとんど持たない絶縁体に高電圧を負荷することにより、絶縁体内に電荷担体が急増して導体になる構造変化をいいます。絶縁破壊には、短時間で破壊する短時間破壊と、長時間を要する長時間破壊(絶縁劣化)があります。短時間破壊には、主に三つの破壊機構が提案されています。

1.電子なだれ破壊
高分子中に少量存在する電荷が、印加される電圧により加速され、高分子中の原子、分子に衝突し、電荷の数が増大し、なだれ的に絶縁破壊に至ります。

2.純熱破壊
高分子絶縁体に電圧を印加した際、電流により発生した熱(ジュール熱)が放熱を上回ると温度が上昇し、高分子構造が変化して破壊に至ります。

3.電気力学的破壊
高分子絶縁体に電圧を印加すると、各電極面に正負の分極を生じます。これら分極の引力(マックスウェル応力)により、試料厚さが減少し、破壊に至ります。

プラスチックの絶縁破壊強さは、温度および周波数が高くなるほど、低下します。また、誘電率が大きい材料ほど、絶縁破壊強さは低下することが知られています。