绝缘材料电阻率测试面临的挑战

关键词: 绝缘材料,绝缘电阻,体电阻率,表面电阻率,高温电阻率1EC62631-3-1

概述:

绝缘材料又称电介质，是指在直流电压作用下，不导电或导电极微的物质，绝缘材料的绝缘性能通常用绝缘电阻来表征，其电阻率一般大于101210^{12} Ω·m。绝缘材料的主要作用是在电气设备中将不同电位的带电导体隔离开来，使电流能按一定的路径流通，还可起机械支撑和固定，以及灭弧、散热、储能、防潮、防霉或改善电场的电位分布和保护导体的作用。因此，要求绝缘材料有尽可能高的绝缘电阻、耐热性、耐潮性，还需要一定的机械强度。

绝缘材料测试标准及测试项目

针对绝缘材料的测试,国际上有美国标准《ASTM D 257绝缘材料的直流电阻或电导的试验方法》及欧洲标准《1EC62631-3-1 固体绝缘材料的介电和电阻特性》,主要测试项目为体电阻率(单位为ohm-cm) 和表面电阻率(单位为ohm / sq),这两个参数可以通过对被测样品电 阻直接测试,或者通过施加高电压测试漏电流的方法进行间接测试，对体电阻率极高的绝缘材料,只能采用漏电流法。

表面电阻率测试电路图如下:

表面电阻率 ps=KSRp_{s}=K_{S}R

式中R=V/I即测试电阻, KS=PgK_{S}=\frac{P}{g}

其中

P为下图中保护电极的周长 P=ωD0P=\omega D_{0}

g为保护电极与环电极间距离D0 =D1 +g ; g=(D2 – D1)/2

体电阻率测试电路图如下:

体电阻率 （）pv=（Kv/τ）Rp_{v}=（K_{v}/\tau）R

式中 R=V/IR=V/I 即测试电阻,

KVK_{V} 为保护电极有效面积 KV=π(D12+Bg2)2K_{V}=\pi \left( \frac{D1}{2}+B\frac{g}{2} \right)^{2}

BB 为有效面积系数

绝缘材料电阻率测试面临的挑战

挑战1：电阻率极高,如蓝宝石或Teflon可高达1016 ~ 1018 ohm-cm,远高于一般电气设备安全绝缘 电阻测试标准(1012~1016),因此必须用静电计施加高电压,测试漏电流的方法进行测试。

挑战2：高电阻测试受环境(温度,湿度,充电时间, 施加电压等)影响严重,多次测试时需保持测试条件相同。ASTM标准规定500V充电60S测试1EC标准规定100V 60S充电测试。

挑战3：电压正反双极性测试(如下图)可以消除背景电流误差。

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