绝缘材料高阻测量方法初探.pdf

《绝缘材料高阻测量方法初探.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绝缘材料高阻测量方法初探.pdf（4页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、收稿日期:2003-04-16作者简介:俸永格(1964-),男,广西桂林人,海南大学理工学院实验师.第 21 卷 第 3 期海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版Vol.21 No.32003 年 9月NATURAL SCIENCE JOURNAL OF HAINAN UNIVERSITYSep.2003?文章编号:1004-1729(2003)03-0234-04绝缘材料高阻测量方法初探俸永格1,刘文进2(1.海南大学 理工学院;2.信息科学技术学院,海南 海口 570228)摘?要:对绝缘材料的高电阻和体积电阻率的测量方法进行了探讨,介绍防漏电流影响检测电极的制作方法,并采用不同方法

2、对某型绝缘材料进行实际测量,得出了较好的结果.关键词:高阻;电极;测量;计算中图分类号:TN 141.1?文献标识码:A绝缘材料的性能和项目较繁杂,主要有电气性能,机械性能,理化性能和热性能几方面.其中电气性能主要有体积电阻率,表面电阻率,击穿强度,相对介电系数,电老化等等.对于绝缘材料的体积电阻率、表面电阻率等电气性能的测量,常见的手摇式兆欧表、数字万用表等仪器仪表,由于量程太小根本无法对其进行测量.但使用普通的光电检流计或冲击检流计对其进行测量却能得到较好的结果.1?检测电极的制作1.1?高阻测量对检测电极的要求?对绝缘材料的高阻进行测量时,漏电流对测量结果有着直接的影响.为了免除漏电流对

3、测量结果的影响,可在引起测量误差的漏电线路上安置保护导体,截住有可能引起测量误差的杂散电流,使其不能流经测量回路而影响测量结果.保护导体在测量过程中主要起两方面的作用:一方面可使表面电流不通过测量仪表,使测量电极下的电场分布更加均匀;另一方面,当测量表面电阻时,还可以使体积电流减小到不能影响表面电阻的测量.1.2?检测电极的制作方法1.2.1?检测电极制作材料的选择?制作检测电极的材料对测量结果有着直接的影响,若材料选用不当将会直接导致检测工作失败.常用的检测电极制作材料有:铝箔、导电橡皮、喷涂金属层、导电粉末和黄铜等等.1.2.2?检测电极的制作?对不同的待测试样,检测电极的制作也有所不同.

4、图1为检测平板状绝缘材料试样专用的三电极剖面图示,图2为该电极的俯视图,图3为管状绝缘材料试样专用的三电极制作图示.图 1 3中 1 为测量电极,2 为保护电极,3 为高压电极,d1为平板测量电极直径,d2为平板保护电极直径,d3为平板高压电极直径,l 为管状测量电极长度,t 为平板试样厚度或管状试样壁厚,g 为测量电极与保护电极之间的间隔,D1为管状试样内径,D2为管状试样外径.2?测量方法2.1?电量法?采用电量法检测绝缘材料高阻的电路连接如图4 所示,图中 E 为电源,R0为临界辅助电阻,R1为待测高阻,C0为标准电容,G 为AC4/3 镜式检流计,K,K1为单刀单掷绝缘开关,K2为单刀

5、双掷绝缘开关,K3为光斑回零开关.V 为电压表.K 闭合,K2接?端外加电压向 C0充电,电压表读数为U0,标准电容的电容值为 C0,则有Q0=C0U0,(1)K2悬空,闭合 K1,用秒表记录标准电容 C0通过待测高阻R1的放电时间t,放电到一定时间后,将K2迅速打向 端,并读取 G 的偏转读数d,则 C0上的剩余电量为Q=Cdd,(2)式中 Cd为G 的电量常数.电容器的放电规律为1Q=C0U0exp-t/RC0,(3)由式(2)代入式(3)可得lnd=t/RC0+ln(C0U0/Cd),(4)式中 R 为待测高阻R1与标准电容的漏高阻 RC的总电阻.考虑到在高压条件下,由于离子化运动加剧,

6、电导电流的增加远比外加电压增加的快,两者关系不再严格遵循欧姆定律 2.检测时可以取固定的电压值 U0,对应 C0的不同放电时间 t 从G 上读取不同的d 值,作 lnd!t 曲线,由该直线的斜率即可算出总电阻 R 的值R=-1C01?lnd/?t=-1C0?t?lnd.(5)断开K1按上述同样的方法可再测出另一组 d、t 值,作出相应的lnd!t 曲线,由其斜率求算出标准电容的漏高阻 RC,于是待测高阻 R1即可由下式求算#R=R1 RC,%R1=RRC/(RC-R).?(6)2.2?微电流测量法?一般来说,绝缘材料的电阻值都很大,即使外加上 1 000 V 的高压,流经235?第 3期?俸永

7、格等:绝缘材料高阻测量方法初探材料的电流强度仍然十分微弱,通常都在 10-7A 以下,如果再将该微电流利用较精密的电阻器进行分流,便可以用诸如 AC15/4 等直流复射式检流计进行微电流测量,从而实现对绝缘材料高阻值的间接测量.检测时电路连接,如图 5 所示.待测高阻的测量结果为R1=UCgnd,(7)式中 U为外加高压,Cg为G 的分度值,d 为G 的偏转分度数,n 为分流比.2.3?体积电阻率的计算?在实际检测过程中,采用电量法或微电流法测出绝缘材料的高电阻R1后,还应结合待测绝缘材料的厚度,三电极检测电极的具体尺寸求算出材料的体积电阻率,这是衡量绝缘材料性能好坏的一个重要特征参数.其计算

8、方法为?v=R1 S/t=R1(d1+g)2/4t,(8)式中 S 为平板式测量电极的有效面积,d1为测量电极直径,g 为测量电极与保护电极间的间距,t 为待测试样厚度.3?测量结果笔者利用微电流测量法,用上海电表厂生产的AC15/4 直流复射式检流计(Gg=2.6&10-9Amm-1),对某石化企业的 ESD 地板材料的 6个试样进行了实际检测,并将所测结果与利用北京市劳动保护研究所生产的 EST121 型数字高阻计进行检测的结果进行了比较(见表 1).表 1?实测数据及计算结果测量项目试样 1试样 2试样 3试样 4试样 5试样 6U/V1 0101 0101 0101 0101 0101

9、 010n606060606060d/mm14.515.014.515.014.514.5R1/G!44.643.244.643.244.644.6R1/G!44.042.043.042.044.044.0?注:R1为根据实测数据由文中(7)式计算所得结果;R1为 EST121型数字式高阻计的直读结果;检测时温度为28(,相对湿度为64%RH.4?结束语对绝缘材料高阻进行测量或许还有许多更合理、更简便的方法和手段.本文仅仅是进行了初步探讨,所提出的 2 种测量方法也难免存在不足之处.在测量过程中,如何彻底消除诸如热电势、接触电势、电解电势和杂散耦合静电感应电势等不利因素对测量结果的直接或间接影

10、响,提高测量精密度,完善测量方法,尚待今后继续努力.236海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版?2003年?参考文献:1 刘尚和.静电理论与防护M.北京:兵器工业出版社,1997.2 熊建平.静电基础理论与应用技术研究M.海口:南海出版社,2002.Study on the Way of Using Hing?resistance toMeasure the insulating MaterialFENG Yong?ge1,LIU Wen?jin2(1.Science and Engineering College;2.College of Information Science and

11、 Technolgy,Hainan University,Haikou 570228,China)Abstract:Having a discussion on the high?resistance of insulating material and the way to measure the vol?ume resistivity,introducing the produce method of examing pole influenced by leakage?proof current,andadopting different ways to measure certain

12、insulating material practically,obtaining a good result.Key words:High?resistance;pole;measurement;calculation(上接第 233 页)2 SHOREY T N,TIJDEMAN R.Exponential Diophantine EquationsM.Cambridge:Cambridge University Press,1986.3 SCOTT R.On the equations px-by=c and ax+by=czJ.Number Theory,1993,44:153-165

13、.4 曹珍富.关于 Diophantus 方程 ax+by=cz()J.科学通报,1986,22:1 688-1 690.On the Diophantine Equation 2x-2y3z-3w=5DENGMou?jie,LONG Lun?hai(College of Information Science andTechnology,Hainan University,Haikou 570228,China)Abstract:By using elementary method,this paper gives all solutions in integer of the Diophantine equation2x-2y3z-3w=5,where x 0,y 0,w 0,z 0.Key words:Exponential Diophantine equation;solutions in integer;elementary method237?第 3期?俸永格等:绝缘材料高阻测量方法初探