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绝缘材料的主要性能及测试方法

 发布时间:2019-10-08 点击量:44

 电阻是电导的倒数。电阻率是单位体积内的电阻。材料电导越小,其电阻越大,两者成倒数关系。对绝缘材料的要求,一般情况下总是希望电阻率尽可能高。

绝缘电阻:用绝缘材料隔开的两个导体之间的电阻,即与绝缘材料相接触的两电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商,它等于体积电阻加表面电阻的单位用Ω(MΩ)表示。

表面电阻:在绝缘材料同一表面两导体间的电阻,就是在绝缘材料同一表面上的两电极之间的直流电压除以电极问流过的电流,即电导电流(泄漏电流),单位为Ω。

表面电阻率:在绝缘材料表面的直流电场强度除以电流密度所得的商,即单位面积内的表面电阻。

体积电阻:在绝缘材料相对两表面上放置的两电极问所加直流电压与流过两电极之间的稳态电流之商。

体积电阻率:在绝缘材料内的直流电场强度除以稳态电流密度所得的商,即位体积内的体积电阻(单位体积所流过的电流)。

测试方法见GB/T1410、GB/T10064、GB/T10581。

绝缘材料的用途有:①电网络各部件的相互绝缘(使导体与其他部分相互绝缘或导体相互分开);② 电容器的介质(储能)。前者要求相对介电常数小,后者要求相对介电常数大。而两者都要求介质损耗因数小,尤其是在高频与高压下应用的绝缘材料,为使介质损耗小,都要求采用介质损耗因数小的绝缘材料。因此在绝缘材料的生产与选用时都测量其相对介电常数和介电损耗因数。

相对介电常数是宏观参数,绝缘材料的电容值与同样的真空电容值的比,表征在交流电场下极化程度的一个量。电了、离了、偶极子、分子等带电粒子越易极化, £也越大。

介电损耗:在交流电场作用下绝缘材料中的部分电能将转变成热,这部分能量叫介电损耗。

在绝缘材料内部,由J:存在电介质电导现象,因此有一定的泄漏电流,造成电介质发热,这是电介质损耗的一个来源。

电介质损耗的另一个来源是电介质内部的缓慢极化,由于材料内部的极化过程跟不上电场方向转变,从而产生电介质损耗。

介电损耗因数:绝缘材料在交流电场下产生介质损耗的人小与电场强度的平方、电场频率成正比。不同绝缘材料在同一电场作用下产生损耗的能力是不一梓的,常用介电损耗角正切tanσ)来表示绝缘材料的这一能力。在同样电场下介电损耗角越小,损耗越小,即发热量越小。

影响tan&的几个主要因素,除绝缘材料结构影响外,还有以下几点:

1)频率:随着电场频率变化,材料的tan&也不同,极性材料影响更大,极性材料不适合于应用在高频领域;

2)电场强度:电场强度不人时,对tan&无影响,达到某一值时,tan&会突然增大

3)温度:tan6随温度而变化,在高温下tan&成指数式上升{

4)湿度:湿度越大tan&也越大。测试方法见GB/T1409。

击穿:绝缘材料在电场作用下丧失绝缘性能,至少是暂时地丧失。也就是在某一个强电场下绝缘材料发生破坏,失去绝缘性能变为导电状态,称为击穿。击穿时的电压为击穿电压(介电强度)。

电气强度:在规定的试验条件下发生击穿时电压与承受外施电压的两电极间距离之商。也就是单位厚度所承受的击穿电压。

电气强度除了用来控制绝缘材料的质量外,也可用来指示在其他方面的性能,如材料的变异、均匀性以及劣化程度等。

影响电气强度的因素如下。除试验电压的频率、波形和施加电压的时间、电极几何尺寸等标准有具体要求外,以下几点

应予以注意。

1)试样厚度,当绝缘材料很薄时,击穿电压与厚度成正比,即电气强度与厚度无关,当绝缘材料厚度增加,会使散热困难,杂质、气泡等因素而使电气强度降低,

2)温度,在室温以上电气强度随温度上升而降低,

3)湿度,绝缘材料内进入水分,电气强度降低,

4)电压作用时间,对多数有机材料电气强度随电压作用时间延长而下降。

试验时升压速度快电气强度高,而逐级升压或慢速升压的电压作用时间较长,可更好地反映热效应以及材料内部气隙等缺陷的存在。所以一般试验方法中都规定不采取冲击式的升压方法,而采用连续升压或逐级升压的方法。

测试方法见GB/T1408.1。

作为电气绝缘用的材料,不仅要求其应具有优异的电气性能,而且还要求具有良好的力学性能,特别是兼作结构部件的绝缘材料更是如此。

绝缘材料可以通过常规的拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击等试验来确定其短时限的力学性能,我们所从事的力学性能试验主要是短时限的;这些试验内容都有共性,所以只对拉伸试验作一介绍。

拉伸试验是绝缘材料力学性能试验应用*广、*有代表性的试验,绝缘材料标准中大都要求进行这个试验。。

拉伸强度,在拉伸试验过程巾,试样承受的拉伸应力,单位N/mm。(MPa)。试样根据不同产品类型有不同形状规定。

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