绝缘电阻率测试分析现象
时间:2024-12-10 阅读:76
体积表面电阻率测试仪的原理取决于材料中所包含的自由电子数量,自由电子能够在材料中移动并形成电流。当材料的电阻率高时,这些电子不容易通过材料导体,因此电流的流动速度相对较慢。相反,当材料的电阻率较低时,电子能够更容易通过材料导体,从而形成更为迅速的电流。
在体积表面电阻率测试仪中,材料被置于两个测试电极之间,测试电极将会施加一个电场。当测试电极施加的电场力强度足够大时,材料内部的自由电子将会被电场激发并在材料中移动。这些移动的自由电子将形成一定的电流,并且该电流的大小可以通过测量测试电极施加的电压和电阻来计算。
ZST-530型体积表面电阻率测试仪主要适用于防静电产品如防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等电阻值的检验以及各种绝缘材料的电阻/率测试,微弱电流如二极管暗电流测量和电子电器产品的绝缘电阻测量,橡胶、薄膜、地毯、织物及粉体液体及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测试。
对于导体材料而言,电流可以沿着体内的材料流动,并且沿着体表的表面也会存在电流且该电流会形成一个固定的电阻。因此,可以通过测量材料体积内的电流和体表的电阻来确定材料的电阻率。而对于绝缘材料,则只存在体内的电流,并且不会在体表形成电阻。
此外,体积表面电阻率测试仪的测试方法可以分为直流法和交流法两种。直流法是一种传统的测试方法,适用于导电性较强的样品;而交流法则可以用于测试绝缘材料和导电性较弱的样品。
绝缘电阻测试分析
1试验现象
影响电线电缆绝缘电阻测量的因素有仪器准确度、环境条件和人员素质等几个方面,下面以GB5023.3-2008中一般用途单芯硬导体无护套电缆(型号60227IEC01(BV))为例,谈谈绝缘电阻测量中应注意的几个问题。按GB5023.3之规定:试验应在5m长的绝缘线芯上进行,水温为(70±2)℃,浸水时间不小于2h,绝缘电阻应在施加电压1分钟后测量。如何理解标准中的这些要求,它们对测量结果有何影响?下面举例说明。
本试验共进行了四次:
第1次:5m长、70℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:8.41MΩ;
第2次:5m长、70℃绝缘电阻、1.5分钟读数测量值为:8.56MΩ;
第3次:5m长、20℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:96.4MΩ;
第4次:10m长、70℃绝缘电阻、1分钟读数测量值为:4.19MΩ。
2原因分析
同样一组电线的绝缘电阻在不同温度、不同长度、不同读数时间为什么会有如此大的差别?现分析如下:
绝缘电阻是指绝缘上所加的直流电压U与泄漏电流I之间的比值
R=当绝缘层加上直流电压时,沿绝缘表面和绝缘内部均有微弱电流通过,对应于这两种电流的电阻分别称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻,一般不加特别说明的绝缘电阻均指体积绝缘电阻。
绝缘层加上电压后,流经绝缘内部的电流有下面四种:
2.1电容电流
因介质极化而产生,实际上以导体和外极(绝缘层)作为一对电级构成一个电器的电容电流,电容电流按指数规律随时间很快的衰减,一般在数毫秒时间内接近消失。
2.2不可逆吸收电流
因绝缘材料中的电解电导而产生,经数秒后衰减至零。
2.3可吸收电流
是指绝缘材料的位移电流,在施加电压的瞬间达大值,然后趋向位移稳定,经数分钟后趋于消失。
2.4泄漏电流
泄漏电流是指绝缘材料中的自由离子及混入的导电杂质所产生的,与电压施加时间无关,在电场强度不太高时符合欧姆定律,电阻随温度升高而增大。它的大小反应了绝缘品质的优劣,严格说来,只有对应恒定电导电流的电阻才是体积绝缘电阻。
由于施加电压后,绝缘中存在着三种随时间而衰减的电流,因此理论上应该等这三种电流全部衰减完后,才读出泄漏电流的数值,以计算绝缘电阻,但由于可吸收电流要经数分钟后才趋于消失,考虑到测量系统长时间的稳定性,测量时间不宜太长。同样测量条件,读数时间不同会造成很大差别,读数时间长,将造成数值偏大,从第1次和第2次的数据可明显看出。因此标准中明确规定在接通电流1分钟后读数,1分钟读数既保证了非泄漏电流大部分已消失,又使测量时间有了统一,使数值具有重复性和可比性。第1次和第3次的数据表明随着温度的升高绝缘电阻迅速下降,这是因为随温度的升高,绝缘材料中的杂质离子运动速度加快,使得电导增大,绝缘电阻下降,温度与绝缘电阻的关系近似符合指数关系。因此测量时,必须严格控制温度,长度的不同绝缘电阻测量值也不同,这是因为绝缘电阻与长度成反比,测量电线长度时,误差要控制在±1%内。
什么是体积电阻率?
体积电阻率,是材料每单位体积对电流的阻抗,用来表征材料的电性质。通常体积电阻率越高,材料用做电绝缘部件的效能就越高。通常所说的电阻率即为体积电阻率。
材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自由电荷,这些自由电荷通常称为载流子,他们可以是电子、空穴、也可以是正负离子。在弱电场作用下,材料的载流子发生迁移引起导电。材料的导电性能通常用与尺寸无关的电阻率或电导率表示,体积电阻率是材料导电性的一种表示方式。简言之,在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻.
什么是表面电阻率?
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;访伸展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计。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.
材料说明
A、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.
B、体积电阻班组可作为选择绝缘材料的一个参数,电阻率随温度和湿度的京戏化而显著变化.体积电阻率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀,或都用来检测那些能影响材料质量而又不能作其他方法检测到的导电杂质.
C、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.对于体积电阻小于10的10Ω.m的材料,其稳定状态通常在1min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料,电流减小的过程可能会持续几分钟、几小时、几天,因此需要用较长的电化时间.如果需要的话,可用体积电阻率与关系来描述材料的特性 .
D、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,因些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,表面电阻率不是表面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11min的电化时间.