Методика определения электрической прочности изоляционных материалов в ячейках малого объёма

Работа посвящена разработке, валидации и оценке границ применимости методики определения электрической прочности образцов изоляционных материалов с объёмом несколько миллилитров. Для проведения экспериментов с микроячейками использовался источник питания СКАТ-70М со заданной скоростью подъёма выходного испытательного напряжения 0,5 кВ/с в автоматическом режиме, что обеспечивало неизменный температурный режим для исследуемых образцов в различных экспериментах. Ограничение объёма разрушения структуры образца достигалось путём снижения среднего значения тока через канал пробоя, для чего использовался токоограничивающий резистор с сопротивлением 100 МОм. Статистически (с уровнем значимости 0,05) доказано, что испытания в микроячейках предложенной конструкции эквивалентны аналогичным испытаниям по требованиям ГОСТ 6581-75 для полиметилсилоксана ПМС-10000 и трансформаторного масла. Методика испытаний в микроячейках позволяет существенно (от 0,3 л до нескольких мл) уменьшить объем исследуемого материала для жидких и гелеобразных диэлектриков. Рассмотрены основные требования к геометрическим размерам микроячейки и материалам, применяемым при изготовлении их конструкции. В частности, обсуждается вопрос о 3D-печати микрикроячеек. Для прозрачных материалов дополнительно существует возможность видеофиксации процессов в проходящем свете, происходящих в материале во время и после электрического пробоя. Основным применением методики являются проведение испытаний новых материалов в лабораторных условиях, когда уменьшение объёма образцов становится критически важным.