CN112763856A - 一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法 - Google Patents

一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法 Download PDF

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CN112763856A CN201911058576.2A CN201911058576A CN112763856A CN 112763856 A CN112763856 A CN 112763856A CN 201911058576 A CN201911058576 A CN 201911058576A CN 112763856 A CN112763856 A CN 112763856A
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Abstract

本申请属于材料特性测试技术领域。现有的在绝缘材料配方改进过程中，直接采用六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验进行性能的衡量是不经济、不环保且耗时多的。本申请提供了一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，包括：步骤1：选取绝缘材料，制作成待测试样；步骤2：对所述待测试样的气固界面特性及交流沿闪电压进行测试并得出测试结果；步骤3：提取所述测试结果，以交流沿闪电压为核心参数进行统计分析，得出其他测试结果与交流沿闪电压的相关性系数；步骤4：对所述相关性系数的绝对值按大小关系进行排序，得到相关性系数最大的气固界面参数。根据统计结果改进绝缘材料，提高绝缘材料在高压环境下的运行稳定性。

Description

一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法
技术领域
本申请属于材料特性测试技术领域，特别是涉及一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法。
背景技术
绝缘材料是电工绝缘材料。按国家标准GB2900.5规定绝缘材料的定义是:"用来使器件在电气上绝缘的材料"。也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高，通常在10～9～10～22Ω·m的范围内。如在电机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来，以保证电机的安全运行。用于使不同电位的导电部分隔离的材料。其电导率约在10西/米以下。不同的电工产品中，根据需要,绝缘材料往往还起着储能、散热、冷却、灭弧、防潮、防霉、防腐蚀、防辐照、机械支承和固定、保护导体等作用。
发生于绝缘材料与六氟化硫气体界面处的交流沿面闪络现象(简称交流沿闪)是交流气体绝缘金属封闭开关(Gas insulated switchgear，简称GIS)或者气体绝缘金属封闭输电管道(Gas insulated transmission line，简称GIL)中常见的绝缘故障。然而，由于交流沿闪过程十分复杂，且容易受到气固界面上诸多因素的影响，给交流闪络的分析带来了极大的困难。此外六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验需要使用大量的昂贵温室气体(即六氟化硫)，且充放气过程使得一套交流沿闪测试的周期极长。
现有的在绝缘材料配方改进过程中，直接采用六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验进行性能的衡量是不经济、不环保且耗时多的。此外，以往关于交流沿闪的研究集中于绝缘材料表面污染或覆冰情况下的实验与分析。而直接探索气固界面上不同界面特性与交流沿闪的关联性很少；因此，难以有针对性地提升去绝缘材料的气固界面交流沿闪电压。
发明内容
1.要解决的技术问题
基于现有的在绝缘材料配方改进过程中，直接采用六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验进行性能的衡量是不经济、不环保且耗时多的。此外，以往关于交流沿闪的研究集中于绝缘材料表面污染或覆冰情况下的实验与分析。而直接探索气固界面上不同界面特性与交流沿闪的关联性很少；因此，难以有针对性地提升去绝缘材料的气固界面交流沿闪电压的问题，本申请提供了一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取绝缘材料，制作成待测试样；
步骤2：对所述待测试样的气固界面特性及交流沿闪电压进行测试并得出测试结果；
步骤3：提取所述测试结果，以交流沿闪电压为核心参数进行统计分析，得出其他测试结果与交流沿闪电压的相关性系数；
步骤4：对所述相关性系数的绝对值按大小关系进行排序，得到相关性系数最大的气固界面参数。
本申请提供的另一种实施方式：所述步骤1中所述待测试样为40mm*40mm*2mm的薄方片，或直径为10mm，厚度为1mm的薄圆片。
这里的尺寸和形状不局限于这两种，也可以是其他合理的片状尺寸和形状。
本申请提供的另一种实施方式：所述步骤2中的所述气固界面特性包括表面形貌、水接触角、表面化学成分、表面化学键合、表面陷阱密度、表面电导率、介电常数及介电损耗和局部放电量。
本申请提供的另一种实施方式：所述表面形貌采用扫描电子显微镜和源于力显微镜进行测试得出表面粗糙度，所述水接触角采用接触角测量仪进行测试得出水接触角，所述表面化学成分采用X光电于能谱测试法得出表面硅元素原子比，所述表面化学键合采用红外光谱测试法得出红外特征峰变化比例，所述表面陷阱密度采用表面电致发光测试法得出电致发光稳态光子数，所述表面电导率采用高场电导测试法得出表面电导率，所述介电常数及介电损耗采用介电谱仪进行测试得出工频下介电常数和介电损耗，所述局部放电量采用局部放电测试法得出工频下局部放电量，所述交流沿闪电压采用交流沿闪测试法。
本申请提供的另一种实施方式：所述电致发光测试法为将待测材料被做成平板试样，放置于电极系统试样槽中，然后将所述电极系统试样槽置于样品室中；在外部电压作用下激发的单光子信号通过样品室中安装的石英玻璃观察窗，被光子计数探头PMT捕获，并通过光子计数器将处理后的信号经示波器传入计算机。
本申请提供的另一种实施方式：所述电致发光测试法采用8kV的直流高压来激发环氧材料，待发光现象稳定后，记录稳态光子数用以反映材料的表面陷阱密度特性；所述稳态光子数越低，则材料表面的浅陷阱越少。
本申请提供的另一种实施方式：所述交流沿闪测试法为用酒精擦拭待测环氧样片及电极的表面；安装所述待测样片，拧动旋钮使得所述样片与指状电极接触面贴紧；在所述指状电极两侧施加逐渐增大的交流电压直至闪络发生，记录闪络电压。
本申请提供的另一种实施方式：所述交流沿闪测试法的整个加压过程在20℃，1个大气压的六氟化硫气体氛围中进行；所述交流沿闪测试法中每种样片进行60次交流沿闪，从而得到沿闪电压值的分布。
本申请提供的另一种实施方式：所述步骤3中所述统计分析方法采用传统统计学方法，机器学习数据分析方法或者深度学习数据分析方法。
本申请提供的另一种实施方式：还包括根据所述相关性系数，同一体系下的绝缘材料，通过测量绝缘材料气固界面特性参数，将所述气固界面特性参数与所述相关性系数加权求和，得出交流沿闪电压的表征值。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法的有益效果在于：
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，为了能够不进行六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验也能进行绝缘特性的判断，同时也为了有目标、有方向地提高绝缘材料在高压环境下的运行稳定性，提升其交流沿闪电压，采用基于绝缘材料气固界面特性的综合评判方法。
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，包含一整套基于气固界面特性的综合判别方法：通过多种气固界面的测试手段得到各个界面特性的相关参数，基于相关参数的综合分析得出界面特性与交流沿闪的相关系数，此后，即可利用相关系数与界面特性参数的简单加权计算得出交流沿闪的预期值。
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，通过气固界面特性综合评判方法的结果来知道绝缘材料配方设计，即基于测试结果来有目标、有方向地提高绝缘材料某几个方面的气固界面特性，从而提高绝缘材料在高压环境下的运行稳定性；
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，通过气固界面特性综合评分方法来预测不同绝缘材料配方间的交流沿闪电压的变化情况，从而避免进行六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验。
附图说明
图1是本申请的电致发光测试法设备结构示意图；
图2是本申请的指状电极结构示意图；
图3是本申请的指状电极实物结构示意图；
图4是本申请的对待测试样进行脱模剂处理后得到的气固界面特性测试结果示意图；
图5是本申请的对待测试样进行冷热冲击处理后得到的气固界面特性测试结果示意图；
图6是本申请的对待测试样进行一次固化处理后得到不同处理时间的气固界面特性测试结果示意图；
图7是本申请的对待测试样进行一次固化处理后得到不同处理温度的气固界面特性测试结果示意图；
图8是样品A1的电致发光曲线示意图；
图9是本申请的电致发光过程的能带变化示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
参见图1～9，本申请提供一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取绝缘材料，制作成待测试样；
步骤2：对所述待测试样的气固界面特性及交流沿闪电压进行测试并得出测试结果；
步骤3：提取所述测试结果，以交流沿闪电压为核心参数进行统计分析，得出其他测试结果与交流沿闪电压的相关性系数；
步骤4：对所述相关性系数的绝对值按大小关系进行排序，得到相关性系数最大的气固界面参数。即得出了基于测试绝缘材料体系下的一套调控目标参数。
进一步地，所述步骤1中所述待测试样为40mm*40mm*2mm的薄方片，或直径为10mm，厚度为1mm的薄圆片。
进一步地，所述步骤2中的所述气固界面特性包括表面形貌、水接触角、表面化学成分、表面化学键合、表面陷阱密度、表面电导率、介电常数及介电损耗和局部放电量。
进一步地，所述表面形貌采用扫描电子显微镜(SEM)和源于力显微镜(AFM)进行测试得出表面粗糙度，所述水接触角采用接触角测量仪进行测试得出水接触角，所述表面化学成分采用X光电于能谱(XPS)测试法得出表面硅元素原子比，所述表面化学键合采用红外光谱(IR)测试法得出红外特征峰变化比例，所述表面陷阱密度采用表面电致发光测试法得出电致发光稳态光子数，所述表面电导率采用高场电导测试法得出表面电导率，所述介电常数及介电损耗采用介电谱仪进行测试得出工频下介电常数和介电损耗，所述局部放电量采用局部放电测试法得出工频下局部放电量，所述交流沿闪电压采用交流沿闪测试法。
进一步地，所述电致发光测试法为将待测材料被做成平板试样，放置于电极系统试样槽中，然后将所述电极系统试样槽置于样品室中；在外部电压作用下激发的单光子信号通过样品室中安装的石英玻璃观察窗，被光子计数探头PMT捕获，并通过光子计数器将处理后的信号经示波器传入计算机。
进一步地，所述电致发光测试法采用8kV的直流高压来激发环氧材料，待发光现象稳定后，记录稳态光子数用以反映材料的表面陷阱密度特性；所述稳态光子数越低，则材料表面的浅陷阱越少。
发光现象来源于已处于激发态的原子(或分子)通过发射光量子来实现去激发的过程。通过波尔的古典量子理论，可以解释发光现象，其基本内容如下：
(1)在电子围绕原子核运动的所有可能轨道中，只有电子的动量矩p等于h/2π的整数倍的那些轨道运动才是稳定的，即
p＝nh/2π (2-3)
式中h—Planck常量，h＝6.625×10-24J·s；
n—量子数，n＝1，2，3，...的整数值。
(2)电子在这些轨道中的任一条轨道n上运动时，电子具有一定的能量En，而不向外辐射能量，这称为稳定运动状态，简称定态。
(3)只有当电子从一个较高能量Eh的定态过渡到另一个较低能量El的定态时，原子才辐射出具有一定频率的光子，该光子的能量为这两个定态能量之差，即
hν＝Eh-El (2-4)
式中ν—光波的频率，s-1；
实际上这一跃迁过程也有辐射跃迁和非辐射跃迁两种，只有辐射跃迁才产生发光现象，而在非辐射跃迁中，所释放的能量通过不同的机理以热的形式耗散掉。
要使一个分子或原子激发可以有许多不同的方法，据此可以将发光分为光致发光、阴极发光、离子致发光(或辐射发光)、摩擦发光(或声致发光)、化学发光、生物发光、热致发光以及电致发光等。其中，电致发光(Electroluminescence-EL)的初始激发能量来自外加电场的作用。
光电倍增管(PMT)用于探测微弱发射源的低光信号。
发光现象来源于已处于激发态的原子(或分子)通过发射光量子来实现去激发的过程。电致发光则是由电场作用实现原子(或分子)的初始激发。电致发光反映着电场作用下载流子激发、输运、复合等过程的强弱，可被用于研究材料表面或内部陷阱特性以及电荷存贮和输运特性。
如图1所示的电致发光测试法设备，包括相互连接的加压单元和计数单元；
所述加压单元包括高压交直流电源，所述计数单元包括暗室和光子计数器，所述光子计数器设置于所述暗室内，所述暗室内设置有样品台，所述高压交直流电源与所述样品台相连接，所述光子计数器与所述样品台相配合。
这里的配合是指如图1所示，样品台中样品发出的光可以被光子计数器捕获。
所述加压单元还包括高压套管和保护电阻，所述高压交直流电源、所述保护电阻、所述高压套管和所述样品台顺次连接。
所述加压单元还包括高压电缆，所述高压交直流电源通过所述高压电缆与所述样品台相连接。
所述光子计数器暗噪声均值小于20cps/200μs，所述光子计数器最小测量值小于3×10-17W，所述光子计数器光谱范围为300nm～800nm。
所述光子计数器包括探头，所述探头捕获单光子信号。
所述计数单元还包括示波器，所述示波器与所述光子计数器相连接。
还包括数据储存单元，所述数据储存单元与所述计数单元相连接。
所述数据储存单元为智能终端，所述智能终端与所述示波器相连接。
所述智能终端为计算机。当然，也可以是相关人员的手机，方便其查看。
还包括模拟信号采集组件，所述模拟信号采集组件与所述光子计数器相连接。这里的模拟信号采集组件只要能实现对计数信号的采集并进行存储即可。
在线测量绝缘材料表面电致发光平台的示意图如图1所示，整个平台中包括样品台、暗室、高压套管、保护电阻、高压交直流电源、示波器、光子计数器以及用于存储数据的计算机。其中，样品台夹持待测样品，并通过与高压套管入线连接来对待测样品施加电压。样品台放置于不透光的暗室中，暗室内外通过一根高压套管来实现接线。高压套管外部引线通过保护电阻与高压交直流电源连接，从而实现高压交直流电源对暗室内部样品的加压。此外暗室内部放置有光子计数器，可以对样品发出的光子数进行计数，并将计数结果实时传递给外部的示波器，示波器采集计数信号后传递给计算机进行数据储存。
测量核心部件为暗室、光子计数器、高压交直流电源。其余部件为平台的测量安全性及便捷性服务。
其工作原理与具体实时方法为：待测材料被做成平板试样，放置于电极系统试样槽中，二者置于样品室中。样品室应兼顾安装、多窗口布置、光路和体积诸因素的要求，从快速获得真空度的角度考虑，样品室的体积应尽量小，但由于样品室内包含高压引线，这又要求样品与样品室之间距离不能超过3cm。试样放置好以后，在交流电压作用下激发的单光子信号通过样品室中安装的石英玻璃观察窗，被光子计数探头PMT捕获，并通过光子计数器将处理后的信号传入计算机。电致发光是极其微弱的信号，其波长范围可存在于近紫外到红外普段(280nm～800nm之间)，光功率一般在10-16W以下。
对样品进行相同条件下的电致发光测试，得到了规律性的结果。其测试过程大致如下：在间距2mm的电极间施加直流电压，该电压起始状态为0，在2s内升压至+18kV(或-18kV)，此后维持电压300s，最后在2s内将电压降至0。利用光子计数器(PMT)记录全过程的表面光子发射数量，其计数间隔为200ms(即记录每200ms产生的总的光子数)。某一样品的表面电致发光的测试结果如图2所示，其横坐标为时间，纵坐标为每200ms的光子发射总数。
在实际测试过程中，发现不同样品在电致发光曲线的变化趋势上呈现出相似性。可将施加电压后的电致发光曲线划分为S1、S2、S3三个阶段，如图8所示。S1阶段电致发光曲线呈现急剧上升态势，其持续时间约为2s，与升压时间一致；S2阶段电致发光曲线呈现快速下降趋势，其持续时间约为30s～90s；S3阶段电致发光曲线呈现基本稳定的态势，此阶段不同的样品具有不同的稳定值，且部分样品出现了光子发射数量的大幅波动。
图9电致发光过程的能带变化：其中EF为费米能级，Ec为环氧导带底，Ev为环氧价带顶，φm-χ为接触势垒能，qV1、qV2为外加电场产生的势能，其中0<V1<V2。红色箭头为电荷运动方向。
尝试通过能带理论解释电致发光曲线的三个阶段。环氧树脂作为绝缘电介质，初始状态在无外加电场的情况下，与金属电极接触处呈现欧姆(注入)接触，如图9(a)所示。此状态下，为了保证两侧的费米能级EF相等，环氧树脂侧界面处的能带发生了弯曲，致使环氧侧界面处的导带底Ec更接近费米能级，使金属侧的电子易于向环氧侧注入，形成具有充足载流子的电子层。由于环氧树脂电阻率极高，电子层被束缚在界面附近难以进入环氧体内。
当施加正向外加电场(由电介质指向金属)时，能带发生整体弯曲，如图9(b)所示。此时界面处的少数电子可能会受激发进入环氧树脂体内的导带底进行定向运动，在定向运动过程中，部分电子被费米能级上方的浅陷阱俘获，这些电子去激发产生一定数量的光子，同时部分电子被费米能级下方的深陷阱俘获，产生一定数量的光子。随着外加电场的增强(即外电场势能的绝对值增加)，能带进一步向下弯曲，电子运动数量和速率同时增加，从而使得产生的光子数量随电压升高而急剧上升，最终产生了S1阶段的电致发光曲线急剧上升态势。在该阶段中，深浅陷阱均处于未被完全占用的状态，光子数量与外部电压值以及总的陷阱数成正相关性。
如图9(c)所示，当电压稳定后，浅陷阱快速被电子填满，此时表面发射的光子数由深陷阱俘获电子的过程和浅陷阱间的电子跳跃传导所主导。由于进入深陷阱的电子难以重新被激发，因此随着深陷阱逐步被填满，由深陷阱俘获电子所产生的光子数量下降，产生了S2阶段的曲线下降态势。因此该阶段初始与末尾状态的光子发射数量差值与深陷阱的数量成正相关性。
在图9(d)中，当深陷阱被电子填满，最终的表面发射光子数由浅陷阱间的电子跳跃传导主宰，在电压稳定的情况下，此过程产生的光子数呈现出一种动态平衡的状态，产生了S3阶段的曲线稳定态势。浅陷阱越多，电子在陷阱间跳跃传导发生的可能性越高，则发射的光子数越多。因此该阶段产生的光子数与浅陷阱的数量成正相关性。
用能带理论对电致发光进行解释，则电致发光曲线的不同阶段与电压变化、深浅陷阱的占用以及陷阱之间的跳跃传导相关。则通过电致发光测量平台可以研究材料表面陷阱特性，电荷存贮能力和输运特性，从而为研究材料表面特征与载流子运动关系做出贡献。
进一步地，所述交流沿闪测试法为用酒精擦拭待测环氧样片及电极的表面；安装所述待测样片，拧动旋钮使得所述样片与指状电极接触面贴紧；在所述指状电极两侧施加逐渐增大的交流电压直至闪络发生，记录闪络电压。
进一步地，所述交流沿闪测试法的整个加压过程在20℃，1个大气压的六氟化硫气体氛围中进行；所述交流沿闪测试法中每种样片进行60次交流沿闪，从而得到沿闪电压值的分布。
本申请中所采用的指状电极结构如图2和图3所示，其电极间距离为20mm。在平台下方，设置了一个紧压旋钮，用来施加垂直方向上的压力，使得待测样片表面能够与金属电极紧密接触。
除表面电致发光以及交流沿闪测试外，其余均为标准化的测试，因此不再对这些标准化的测试方法进行赘述。
进一步地，所述步骤3中所述统计分析方法采用传统统计学方法，机器学习数据分析方法或者深度学习数据分析方法。
进一步地，还包括根据所述相关性系数，同一体系下的绝缘材料，通过测量绝缘材料气固界面特性参数，将所述气固界面特性参数与所述相关性系数加权求和，得出交流沿闪电压的表征值。该表征值可以通过大小关系反映绝缘材料的耐压能力，越大则耐压能力越强，即可以避免进行交流沿闪电压的试验。
实施例
对几种不同工艺配方的环氧树脂样品按步骤进行综合评判：
步骤一：制造了如表1所示的4种工艺参数与交流沿闪电压的关联性研究的试验组。每个试验组中存在多组样品，用于进行对比分析。
表1试验样片分类
Figure BDA0002257234080000091
步骤二：对待测试样进行气固界面特性相关测试，得到相关的测试结果如图4～图7所示。
图4～图7：(a)为SEM图像(3千倍)，(b)为XPS测试结果，(c)为水接触角，(d)为红外光谱曲线，(e)为电导率、介电及局部放电测试结果，(f)为电致发光测试结果，(g)为交流沿闪电压。
步骤三：每种样品选取以下8种参数作为界面参数：(1)硅元素原子比(2)水接触角(3)体电导率(4)表面电导率(5)介电常数(6)损耗角正切(7)局部放电量(8)稳态光子数。
步骤四及步骤五：获得了上述8个数组后，将交流沿闪电压视为应变量，进行相关系数的数学计算。由于试验数据规整性不高，采用Spearman相关系数与Kendall相关系数来描述界面参数与交流沿闪电压的关系。
计算得到各界面参数与交流沿闪电压的Spearman相关系数与Kendall相关系数如表2所示：
表2界面参数与交流沿闪电压的相关系数
Figure BDA0002257234080000101
可见两种相关系数的具体数值有所差异，但其绝对值的大小关系相同，均为:介电常数>稳态光子数>表面电导率>水接触角>损耗角正切>局部放电量>体电导率>硅元素原子比。其中水接触角、表面电导率、介电常数以及局部放电量均为负相关，其余为正相关。
从上述结果中可以得出初步结论：影响交流沿闪电压的三个最关键的因素分别为介电常数、稳态光子数以及表面电导率。从其相关性系数的正负关系来看，介电常数越低、稳态光子数越高、表面电导率越低，则环氧材料的交流沿闪电压越高。
因此可以通过降低环氧材料的介电常数和表面电导率来提高环氧材料的交流沿闪电压。
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，通过气固界面特性综合评判方法的结果来知道绝缘材料配方设计，即基于测试结果来有目标、有方向地提高绝缘材料某几个方面的气固界面特性，从而提高绝缘材料在高压环境下的运行稳定性；
本申请提供的一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，通过气固界面特性综合评分方法来预测不同绝缘材料配方间的交流沿闪电压的变化情况，从而避免进行六氟化硫气体氛围下的交流沿闪试验。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (10)

1.一种绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取绝缘材料，制作成待测试样；
步骤2：对所述待测试样的气固界面特性及交流沿闪电压进行测试并得出测试结果；
步骤3：提取所述测试结果，以交流沿闪电压为核心参数进行统计分析，得出其他测试结果与交流沿闪电压的相关性系数；
步骤4：对所述相关性系数的绝对值按大小关系进行排序，得到相关性系数最大的气固界面参数。
2.如权利要求1所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述步骤1中所述待测试样为40mm*40mm*2mm的薄方片，或直径为10mm，厚度为1mm的薄圆片。
3.如权利要求1所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述步骤2中的所述气固界面特性包括表面形貌、水接触角、表面化学成分、表面化学键合、表面陷阱密度、表面电导率、介电常数及介电损耗和局部放电量。
4.如权利要求3所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述表面形貌采用扫描电子显微镜和源于力显微镜进行测试得出表面粗糙度，所述水接触角采用接触角测量仪进行测试得出水接触角，所述表面化学成分采用X光电于能谱测试法得出表面硅元素原子比，所述表面化学键合采用红外光谱测试法得出红外特征峰变化比例，所述表面陷阱密度采用表面电致发光测试法得出电致发光稳态光子数，所述表面电导率采用高场电导测试法得出表面电导率，所述介电常数及介电损耗采用介电谱仪进行测试得出工频下介电常数和介电损耗，所述局部放电量采用局部放电测试法得出工频下局部放电量，所述交流沿闪电压采用交流沿闪测试法。
5.如权利要求4所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述电致发光测试法为将待测材料被做成平板试样，放置于电极系统试样槽中，然后将所述电极系统试样槽置于样品室中；在外部电压作用下激发的单光子信号通过样品室中安装的石英玻璃观察窗，被光子计数探头PMT捕获，并通过光子计数器将处理后的信号经示波器传入计算机。
6.如权利要求5所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述电致发光测试法采用8kV的直流高压来激发环氧材料，待发光现象稳定后，记录稳态光子数用以反映材料的表面陷阱密度特性；所述稳态光子数越低，则材料表面的浅陷阱越少。
7.如权利要求4所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述交流沿闪测试法为用酒精擦拭待测环氧样片及电极的表面；安装所述待测样片，拧动旋钮使得所述样片与指状电极接触面贴紧；在所述指状电极两侧施加逐渐增大的交流电压直至闪络发生，记录闪络电压。
8.如权利要求7所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述交流沿闪测试法的整个加压过程在20℃，1个大气压的六氟化硫气体氛围中进行；所述交流沿闪测试法中每种样片进行60次交流沿闪，从而得到沿闪电压值的分布。
9.如权利要求1所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：所述步骤3中所述统计分析方法采用传统统计学方法，机器学习数据分析方法或者深度学习数据分析方法。
10.如权利要求1～9中任一项所述的绝缘材料气固界面特性综合评判方法，其特征在于：还包括根据所述相关性系数，同一体系下的绝缘材料，通过测量绝缘材料气固界面特性参数，将所述气固界面特性参数与所述相关性系数加权求和，得出交流沿闪电压的表征值。
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