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絕緣材料的(dí)主(zhǔ)要(yào)及測試方法(fǎ)

更新時間:2019-10-08      點(diǎn)擊(jī)次數:3977

 電阻是電導(dǎo)的(dí)倒(dǎo)數。電(diàn)阻(zǔ)率(shuài)是單(dān)位體(tǐ)積(jī)內的(dí)電阻(zǔ)。材料(liào)電(diàn)導(dǎo)越(yuè)小,其(qí)電阻越大(dà),兩(liǎng)者成倒數關係。對絕(jué)緣(yuán)材料(liào)的(dí)要求(qiú),一(yī)般(bān)情(qíng)況下(xià)總(zǒng)是(shì)希(xī)望(wàng)電阻(zǔ)率盡(jìn)可能(néng)高(gāo)。

絕(jué)緣電(diàn)阻(zǔ):用絕緣(yuán)材料隔(gé)開的兩個導體(tǐ)之間(jiān)的(dí)電阻,即與(yǔ)絕(jué)緣(yuán)材料相(xiāng)接觸的(dí)兩(liǎng)電極(jí)之(zhī)間的(dí)直流(liú)電壓(yā)除(chú)以通(tōng)過兩(liǎng)電(diàn)極(jí)的(dí)總電流所(suǒ)得的(dí)商,它等於(yú)體積電(diàn)阻加表麵電阻(zǔ)的單(dān)位用Ω(MΩ)表示(shì)。

表麵(miàn)電阻(zǔ):在絕(jué)緣(yuán)材(cái)料(liào)同(tóng)一表(biǎo)麵(miàn)兩(liǎng)導體間的電阻,就是在(zài)絕緣材料同一表麵上的兩(liǎng)電極之間的(dí)直流電(diàn)壓除(chú)以電(diàn)極問流過(guò)的電(diàn)流(liú),即電導(dǎo)電流(泄(xiè)漏(lòu)電流),單位為Ω。

表(biǎo)麵電阻率:在絕緣(yuán)材料(liào)表(biǎo)麵的(dí)直(zhí)流電(diàn)場強(qiáng)度(dù)除以(yǐ)電流密度所得的商(shāng),即單(dān)位(wèi)麵積(jī)內的表麵電(diàn)阻。

體(tǐ)積電(diàn)阻:在絕緣材(cái)料(liào)相對(duì)兩(liǎng)表(biǎo)麵(miàn)上放置的(dí)兩電極問所加直(zhí)流(liú)電壓與流過兩(liǎng)電(diàn)極之間的(dí)穩態電(diàn)流之商。

體積(jī)電阻(zǔ)率(shuài):在絕緣材(cái)料(liào)內的(dí)直(zhí)流(liú)電(diàn)場強度(dù)除(chú)以穩態電流(liú)密度(dù)所得的(dí)商(shāng),即(jí)位(wèi)體積內的體(tǐ)積電阻(單(dān)位體積(jī)所(suǒ)流(liú)過的電流)。

測試方(fāng)法見(jiàn)GB/T1410,GB/T10064,GB/T10581。

絕緣(yuán)材料的(dí)用途有(yǒu):①電(diàn)網絡(luò)各(gè)部(bù)件的相互絕緣(yuán)(使導體與其他部(bù)分(fēn)相互(hù)絕緣或(huò)導體相互(hù)分(fēn)開);② 電容器(qì)的(dí)介(jiè)質(儲(chǔ)能(néng))。前者(zhě)要(yào)求相對(duì)介電常(cháng)數小(xiǎo),後(hòu)者(zhě)要(yào)求相(xiāng)對(duì)介電常數大。而兩者都要求(qiú)介質損耗因(yīn)數小,尤其是(shì)在高(gāo)頻與高壓(yā)下(xià)應(yīng)用(yòng)的絕緣(yuán)材(cái)料(liào),為使介質損耗小,都(dū)要(yào)求(qiú)采(cǎi)用介質損(sǔn)耗(hào)因數小(xiǎo)的(dí)絕緣(yuán)材(cái)料。因此(cǐ)在(zài)絕(jué)緣材料的(dí)生(shēng)產(chǎn)與(yǔ)選(xuǎn)用(yòng)時(shí)都(dū)測量其(qí)相(xiāng)對介電常(cháng)數和(hé)介電損耗因數。

相(xiāng)對介(jiè)電(diàn)常(cháng)數是宏觀參數,絕緣材(cái)料的電(diàn)容值(zhí)與(yǔ)同樣的(dí)真(zhēn)空電(diàn)容值的比(bǐ),表征在(zài)交(jiāo)流(liú)電場下極(jí)化程(chéng)度的(dí)一(yī)個量(liáng)。電(diàn)了,離了(liǎo),偶極子,分(fēn)子等帶(dài)電粒(lì)子(zǐ)越易(yì)極化, £也(yě)越大(dà)。

介(jiè)電損耗:在交流(liú)電場作用(yòng)下(xià)絕緣材料中(zhōng)的(dí)部分(fēn)電(diàn)能將轉變成熱,這部(bù)分能量叫(jiào)介電損(sǔn)耗。

在(zài)絕緣(yuán)材料內(nèi)部,由(yóu)J:存在(zài)電介(jiè)質(zhì)電導現(xiàn)象,因(yīn)此(cǐ)有一定的泄(xiè)漏電(diàn)流,造成電介(jiè)質(zhì)發熱,這是電(diàn)介(jiè)質(zhì)損(sǔn)耗的一個(gè)來(lái)源。

電(diàn)介質損(sǔn)耗(hào)的另一個來源是電介(jiè)質內(nèi)部的(dí)緩(huǎn)慢(màn)極(jí)化,由於材料(liào)內部的極化過(guò)程跟不(bù)上電場方(fāng)向轉(zhuǎn)變,從(cóng)而(ér)產生(shēng)電(diàn)介質(zhì)損(sǔn)耗(hào)。

介(jiè)電(diàn)損耗因數:絕緣材料(liào)在(zài)交流電場(cháng)下產(chǎn)生介質(zhì)損(sǔn)耗的人小(xiǎo)與電(diàn)場強(qiáng)度的(dí)平方,電(diàn)場頻率成正(zhèng)比。不同(tóng)絕緣(yuán)材(cái)料在同一電(diàn)場作(zuò)用下(xià)產生損(sǔn)耗的能力是(shì)不(bù)一梓的,常用介電(diàn)損(sǔn)耗(hào)角正切(qiē)tanσ)來(lái)表示絕緣材(cái)料(liào)的這一能力(lì)。在(zài)同樣電場(cháng)下介(jiè)電損(sǔn)耗(hào)角越(yuè)小(xiǎo),損(sǔn)耗(hào)越小(xiǎo),即發(fā)熱(rè)量(liáng)越小。

影(yǐng)響(xiǎng)tan&的幾個(gè)主(zhǔ)要因素,除(chú)絕緣(yuán)材料結構(gòu)影響外,還有以下幾點:

1)頻(pín)率(shuài):隨著(zhuó)電(diàn)場(cháng)頻率變(biàn)化(huà),材(cái)料(liào)的tan&也不同,極性材料影響大,極(jí)性(xìng)材料(liào)不適(shì)合(hé)於應用(yòng)在(zài)高頻領域(yù);

2)電場(cháng)強(qiáng)度:電場強(qiáng)度(dù)不人時(shí),對tan&無(wú)影響(xiǎng),達(dá)到(dào)某一(yī)值時(shí),tan&會(huì)突然(rán)增(zēng)大

3)溫(wēn)度:tan6隨溫度而變化,在(zài)高(gāo)溫下tan&成(chéng)指(zhǐ)數(shù)式(shì)上升{

4)濕度:濕度(dù)越大tan&也(yě)越大。測試方(fāng)法見GB/T1409。

擊(jī)穿(chuān):絕(jué)緣(yuán)材料在(zài)電場作用下喪失(shī)絕(jué)緣,至少是暫時地喪(sāng)失(shī)。也就是(shì)在某一(yī)個(gè)強電場下絕緣材料發(fā)生破(pò)壞(huài),失去(qù)絕緣變為導電狀態,稱為擊穿(chuān)。擊穿(chuān)時(shí)的(dí)電壓為(wéi)擊(jī)穿(chuān)電壓(介電(diàn)強(qiáng)度(dù))。

電(diàn)氣強(qiáng)度(dù):在規定(dìng)的(dí)試驗條件下發生(shēng)擊穿時(shí)電壓與承受外(wài)施(shī)電(diàn)壓的兩(liǎng)電極(jí)間(jiān)距(jù)離之商(shāng)。也就(jiù)是單(dān)位厚(hòu)度所承(chéng)受的(dí)擊穿(chuān)電(diàn)壓(yā)。

電(diàn)氣強(qiáng)度除了(liǎo)用(yòng)來(lái)控(kòng)製(zhì)絕緣(yuán)材料的質量(liáng)外,也(yě)可(kě)用來指(zhǐ)示在(zài)其他方麵的(dí),如材(cái)料的(dí)變(biàn)異,均(jūn)匀性以(yǐ)及劣化程度等(děng)。

影響(xiǎng)電氣強(qiáng)度的因素如(rú)下。除試驗(yàn)電壓(yā)的(dí)頻率,波形和施加電(diàn)壓的時間,電(diàn)極幾何尺寸等標準有具(jù)體要(yào)求外(wài),以(yǐ)下幾(jī)點

應(yīng)予以(yǐ)注意。

1)試樣(yàng)厚(hòu)度,當絕(jué)緣(yuán)材(cái)料很(hěn)薄(báo)時(shí),擊(jī)穿電壓(yā)與厚(hòu)度(dù)成正比,即電(diàn)氣強(qiáng)度與(yǔ)厚度(dù)無關(guān),當絕(jué)緣(yuán)材料(liào)厚度(dù)增加,會使散熱困難(nán),雜(zá)質,氣(qì)泡等(děng)因素而使(shǐ)電氣(qì)強度(dù)降低,

2)溫度,在室溫以(yǐ)上電(diàn)氣強度隨溫(wēn)度上(shàng)升而(ér)降低(dī),

3)濕(shī)度(dù),絕(jué)緣材(cái)料(liào)內進(jìn)入(rù)水分,電氣強度(dù)降(jiàng)低,

4)電壓作用(yòng)時間,對多數(shù)有機材(cái)料電氣強度隨電壓作(zuò)用時(shí)間延長而(ér)下降。

試(shì)驗(yàn)時(shí)升壓速(sù)度快電(diàn)氣(qì)強度高,而(ér)逐級(jí)升壓或(huò)慢速升(shēng)壓的電壓作(zuò)用(yòng)時間(jiān)較(jiào)長(cháng),可(kě)好(hǎo)地反映熱(rè)效應以及(jí)材(cái)料(liào)內(nèi)部氣(qì)隙等(děng)缺(quē)陷的存(cún)在(zài)。所以(yǐ)一般(bān)試(shì)驗方法中都(dū)規(guī)定不(bù)采取(qǔ)衝(chōng)擊(jī)式的升壓方(fāng)法(fǎ),而采(cǎi)用(yòng)連(lián)續(xù)升壓或逐級(jí)升壓(yā)的方(fāng)法(fǎ)。

測(cè)試方法見(jiàn)GB/T1408.1。

作為電氣絕(jué)緣用的(dí)材料,不僅要(yào)求其應具(jù)有(yǒu)優(yōu)異的電氣(qì),而且還要求具有(yǒu)良好的(dí)力(lì)學(xué),特別(bié)是(shì)兼作結(jié)構部(bù)件的(dí)絕緣材(cái)料(liào)是(shì)如(rú)此。

絕緣(yuán)材(cái)料可(kě)以通(tōng)過(guò)常規(guī)的拉(lā)伸,壓縮,彎(wān)曲,剪切,衝擊等試驗(yàn)來確(què)定其短時限的力(lì)學,我們(mén)所(suǒ)從事的力學試驗(yàn)主(zhǔ)要是短(duǎn)時限的;這些(xiē)試驗內(nèi)容都有共性,所以隻(zhī)對拉伸(shēn)試驗作(zuò)一介紹(shào)。

拉(lā)伸(shēn)試(shì)驗(yàn)是(shì)絕緣材料(liào)力(lì)學試驗(yàn)應用*廣,*有(yǒu)代(dài)表性的試驗(yàn),絕緣(yuán)材料標(biāo)準(zhǔn)中大都(dū)要求進(jìn)行這個試驗。。

拉伸強度(dù),在(zài)拉(lā)伸試驗(yàn)過(guò)程巾(jīn),試樣承(chéng)受的拉伸應力,單位N/mm。(MPa)。試樣(yàng)根(gēn)據不同(tóng)產(chǎn)品類(lèi)型(xíng)有(yǒu)不(bù)同(tóng)形狀規(guī)定。

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