GB-1410-1989.pdf
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1、中华 人 民共 和 国 国 家 标 准 固 体 绝 缘 材 料 体 积 电 阻 率 和表 面电阻率试验 方法 G B 1 4 1 0 一8 9 代替 G B 1 4 1 0 - - 7 8 Me t h o d s o f t e s t f o r v o l u me r e s i s t i v i t y a n d s u r f a c e r e s i s t i v i t y o f s o l i d i n s u l a t i n g ma t e r i a l s 本标准等效采用国际标准I E C 9 3 ( 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法; (
2、1 9 s 。 年YJ , . 1 主题内容与适用范围 本标准规定了固体绝缘材料体积电阻率和表面电 阻率的试验方法。 这些试验方法包括对固体绝缘 材料体积电阻和表面电阻的测定程序及体积电阻率和表面电阻率的计算方法。 体积电阻和表面电阻的试验都受下列因素影响: 施加电压的大小和时间; 电极的性质和尺寸; 在试 样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、 湿度。 2 术语 2 . 1 体积电阻 在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商; 该电 流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 2 . 2 体积电阻率 在绝缘材料里面的直流电场强度与
3、稳态电流密度之商, 即单位体积内的体积电阻。 2 , 3 表面电阻 在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商; 该电流主要 为流过试样表层的电 流, 也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可 能形成的极化忽略不 ; 十 。 2 . 4 表面电阻率 在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商, 即单位面积内的表面电阻。 3 说明 3 , , 通常, 绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘, 固体绝缘材料还起机械支撑作用 一 般希望材料有尽可能高的绝缘电阻 并具有合适的机械、 化学和耐热性能。 3 . 2 体积电 阻率可作为 选择 绝缘材料的一
4、个 参数, 电阻率随温度和湿度的变化 而显著 变化 体积电 阻 率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀. 或者用来检测那些能影响材料质量而又不能用其他方法检 测到的导电杂质。 3 . 3 当直流电压加到与试样接触的两电极间时 通过试样的电流会指数式地衰减到一个稳定值。电流 随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致。对于体积电阻率小于I o , n“ m的 材料, 其稳定状态通常在 1 m i n内达到。因此, 要经过这个电化时间后测定电阻。 对于电阻率较高的材 中华人民共和国机械电子工业部 1 9 8 9 - 0 1 一 2 5 批准1 9 9 0 一 0 1 一 0 1 实施
5、GB 1 4 1 0 一8 9 料, 电流减小的过程可能会持续儿分钟、 几小时、 几天, 因此需要用较长的电化时间。 如果需要的话, 可用 体积电阻率与时间的关系来描述材料的特性。 3 . 4 由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去, 因此只能近似地测量表面电阻, 测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度。所以, 表面电阻率不是表征材料本身特性的参 数, 而是一个有关材料表面污染特性的参数。 当表面电阻较高时, 它常随时间以不规则的方式变化。测量表面电阻通常都规定1 m i n 的电化时 I司 4 电源 电源为直流稳压电源, 试验电压通常为1 0 0 V, 2 5 0 V
6、, 5 0 0 V , 1 0 0 0 V, 电压误差应小于士5 %. 在某些情况下, 试样的电阻与施加电压的极性有关。 若电阻与极性有关, 应该在报告中注明, 并以两 次电阻值的几何平均值作为结果。 5 测量方法和精度 5 门方法 测量高电阻常用的方法是直接法和比较法。 直接法是测量加在试样上的直流电压和流过试样的电流而求得试样电阻。直接法主要有检流计法 ( 见附录中A l . 1 条) 和直流放大法( 高阻计法, 见附录中Al . 2 条) ; 比较法主要有检流计法( 见附录中 A 2 . 1 条) 和电桥法( 见附录中A2 . 2 条) 。 5 . 2 精度 对于大于 1 0 “ n的电
7、阻, 仪器误差应在士2 0 %的范围内; 对于不大于 1 0 , 1 0的电阻, 仪器误差应在 士1 0 %的范围内。 5 . 3 保护 测量仪器用的绝缘材料一般只具有与被测材料差不多的性能。试样的测试误差可以由下列原因产 生: a . 外来寄生电压引起的杂散电流。通常不知道它的大小, 并且有漂移的特点; b . 测量线路的绝缘与试样电阻标准电阻器或电流测量装置的并联。 使用高 目 且 绝缘材料可以改善测量误差, 但这种方法将使仪器昂贵而又笨重, 而且对高阻值试样的 测量仍不能得到满意的结果。 较为满意的改进方法是使用保护技术, 即在所有主要的绝缘部位安置保护 导体. 通过它截住了各种可能引起
8、误差的杂散电流; 将这些导体联接在一起组成保护系统, 并与测量端 形成一个三端网络。当线路连接洽当时, 所有外来寄生电压的杂散电流被保护系统分流到测量电路以 外, 这就可大大减少产生误差的可能性。 图1 给出了各不同测试方式的保护系统的使用方法。 在系统的保护端和被保护端之间存在的电解电势、 接触电势或热电动势较小时, 均能补偿掉, 使它 们 在测量中 不引起显著误差。 在电流测量中, 由于被保护端和保护端之间的电阻与电流测量装置并联可能产生误差, 因此前者至 少应为电流测童装置输入电阻的1 0 倍, 最好为1 0 。 倍。 在电桥法测量中, 保护端与测量端带有大致相同 的电 位, 但电 桥中
9、的一个标准电阻与不保护端和保护端之间的电阻并联, 因此, 后者至少为标准电阻的 1 0 倍, 最好 1 0 0 倍。 在开始测试前先断开电 源和试样的连线进行一次测量, 此时设备应在它的灵敏度许可范围内 指示 无穷大的电阻。可用一些已知值的标准电阻来检查设备运行是否良 好。 G B 1 4 1 0 一 8 9 一-了!- 矛!山-一 a 测量体积电阻率b 1, 量表面电阻率 图1 测量体积电阻率和表面电阻率时的基本联接法 1 一电极; 2 一电极; 3 一电极; 4 一试样 6 试样与电极配置 6 . 1 体积电阻率 为了测定体积电阻率, 使用的保护系统应能抵消由表面电流引起的误差。对表面泄漏
10、可忽略的试 样, 在测量体积电阻时可以去掉保护。 d, d. d. 图2 平板试样的电极配置 1 一电极; 2 一电极; 3 一试样; 4 一电极 GB 1 4 1 0 一 8 9 图 3 管状试样的电极配置 1 一电极O; 2 一电极; 3 一电极; 4 一试样 在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙宽度要均匀, 并且在表面泄漏不致引起测量误 差的条件下间隙应尽可能窄, 实际使用时最小为1 m m, 图2 、 图3 给出了三电 极装置的配置。 测量体积电阻时, 电极为被保护电极( 测量电极) , 电 极为 探护电极, 电极为不保护电极。 测量电极的直径d : 或长度l : 应至少为试样
11、厚度的1 0 倍, 实际使用时 通常最小为2 5 m m。不保护电极的直径d , ( 或长度1 , ) 和保护电 极的外径d , ( 或保护电极两外缘的长度 1 3 ) 应该等于保护电极内径d 3 ( 或保护电极两内缘的长度l ; ) 加上至少两倍的试样厚度。 推荐使用d , ( 1 , ) =5 0 mm, d 2 ( 1 2 ) =5 4 mm, d 3 ( 1 , ) =d , ( 1 , ) =7 4 mm. 6 . 2 表面电阻率 为测定表面电 阻率, 使用的保护系统应尽可能地抵消体积电阻引起的影响。图2 、 图3 中电极为 被保护电 极, 电极为保护电 极, 电 极为不保护电 极。
12、 表面电阻可在电极和之间测量, 但这时测得 的 值包括了 一部分体积电 阻。 要消除体积电阻的影响, 则保护间隙9至少应为试样厚度的两倍, 实际使 用时, 至少为1 m m , 被保护电 极直径( 或长度) 至少为试样厚度的1 0 倍, 实际使用时, 至少为2 5 m m。 推 荐使用d , ( l , ) =5 0 m m, d 3 ( l 3 ) =6 0 m m, d 3 ( 1 3 ) = d , ( 1 , ) =8 0 m m. 7 电极材料 7 . , 概述 电 极材料是用于改善金属块电 极与 试样的 接触而施加于试样表面的导电 材料. 电 极材料应容易 加 G s 1 4 1
13、0 一 8 9 到试样上, 能与试样表面紧密接触, 且不致因电极电阻或对试祥污染而产生可观的误差。 在试验条件下, 电极材料应能耐腐蚀。下面是一些可采用的电极材料。 如有必要可使用两种不同的电极材料或两种不同使用方法来了解电极材料是否会产生可观误差。 7 , 2 真空镀膜和金属喷镀电极 真空镀膜电极是在真空下将金界喷镀到试样表面上形成的电极。金属喷镀电极是将低熔点金属喷 镀到试样上形成的电极。这样的电极一加到试样上后. 即可进行试验。电极是多孔性的。因此, 可将喷 有金属电 极的试样进行预处理。使用这种电极材料时 试f应不受离子轰击或真空处理的影响。 了 . 3 液体电极 图4 表示了使用液体
14、电极的装置, 构成上电极的液体应被框住, 例如用不锈钢环来框住。每个环的 下面边缘在不 接触液体的一边被 削成锐 边。 导电 液体为汞, 因汞蒸 气有毒, 故不 推柞长期使 用或高温下 使用汞, 液体电极往往能得到满意的结果。 图 4 液体F 匕 极R LI 1 一电极y; 2 一电 极; 3 一 电极; 4 一试样 了 . 4 胶体石墨 分散在水中或其他合适媒质中的胶体石墨按所规定的电极形状仔细地刷到试样表面即可得到胶体 石墨电极。这种电极是多孔性的。 涂敷后试样仍可进行预处理( 若胶体石墨的溶剂为水, 则不容许进行 浸水甚至受潮试验) 。 这种电极特别适用于湿度一 电阻、 温度一 电阻关系
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