1.击穿装置

击穿实验装置如图2-4所示，在室温250C的条件下，为了研究不同电场分布对聚丙烯薄膜击穿特性的影响，本文分别研究了不同电极结构和不同电极间距对聚丙烯薄膜击穿电压、击穿电流以及击穿图像的影响。另外，为了研究不同极化/去极化程度和不同组分的纳米氧化镁对聚丙烯薄膜击穿特性的影响，分别采用经过极化/去极化Oh,2h,6h和lOh的聚丙烯试样和添加质量分数为0.5%,1%,1.5%和2%纳米氧化镁的聚丙烯试样。针一棒电极和针一针电极作为实验电极使用，其中针电极的曲率半径为0.5mm，棒电极的直径为10mm。电极间距分别设置为2mm,4mm和6mm。实验开始前，将试样裁剪为20mmX20mm的尺寸，并用夹片将其固定在针电极(高压电极)附近，棒电极(地电极)接采样电阻后确保可靠接地。实验过程中，控制高压直流变压器以500V/s的速率进行升压，直至试样发生击穿并记录下此时的击穿电压值。为了减小击穿实验数据的分散性，每组击穿实验进行20次。击穿电流的波形通过1.2SZ的采样电阻和型号为EDS102C的示波器采集获得。击穿区域的图像通过高分辨率工业相机拍照获得，后通过图像处理技术进行定量的分析。

2.击穿电压的处理：

由于击穿电压具有较大的分散性，而韦伯分布方法作为一种最著名的分布模型，可以用来反映电介质材料在某一时刻的故障或者击穿的可能性，所以韦伯分布法被广泛地应用在击穿电压的数据处理中。本文采用两参数的韦伯分布方法，以分析在不同极化/去极化程度、不同电场分布和不同组分的纳米氧化镁下聚丙烯薄膜的击穿电压。其累计密度函数可用以下公式(3-1)表示。

其中P(v)是介电击穿的累积概率，v是测量的击穿电压值，a是尺度参数，即当介质击穿的累积概率为63.2%时对应的电压值。刀为形状参数，反映了实验数据的分散性，当刀值越大时，表明实验数据的分散性越小，而当刀值越小时，表明实验数据的分散性越大。本文利用Minitab软件进行韦伯分布的统计分析，其中单侧置信区间为95%。