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1、第21卷第3期海南大学学报自然科学版Vol.21No.32003年9月NATURALSCIENCEJOURNALOFHAINANUNIVERSITYSep.2003文章编号:1004-1729(2003)03-0234-04绝缘材料高阻测量方法初探12俸永格,刘文进(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:TN1
2、41.1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.为了免除漏电流对测量结果的影响,可在引起测量误差的漏
3、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
4、电极的制作也有所不同.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.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3期俸永格等:绝缘材料高阻
5、测量方法初探2352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
6、)式中Cd为G的电量常数.[1]电容器的放电规律为Q=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[2]动加剧,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.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111tR=-∀=-∀.(5)C0lnd/tC0lnd断开K1按上述同样的方法
7、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1000V的高压,流经236海南大学学报自然科学版2003年-7材料的电流强度仍然十分微弱,通常都在10A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.
8、待测高阻的测量结果为UR1=,(7)Cgnd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
