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絕緣材料的主要性能及測試方法

點擊次數:1985    發布日期:2013-08-21   本文鏈接:http://www.miribilla.net/datum/124.html

電阻是電導的倒數。電阻率是單位體積內的電阻。材料電導越小,其電阻越大,兩者成倒數關系。對絕緣材料的要求,一般情況下總是希望電阻率盡可能高。
絕緣電阻:用絕緣材料隔開的兩個導體之間的電阻,即與絕緣材料相接觸的兩電極之間的直流電壓除以通過兩電極的總電流所得的商,它等于體積電阻加表面電阻的單位用Ω(MΩ)表示。
表面電阻:在絕緣材料同一表面兩導體間的電阻,就是在絕緣材料同一表面上的兩電極之間的直流電壓除以電極問流過的電流,即電導電流(泄漏電流),單位為Ω。
表面電阻率:在絕緣材料表面的直流電場強度除以電流密度所得的商,即單位面積內的表面電阻。
體積電阻:在絕緣材料相對兩表面上放置的兩電極問所加直流電壓與流過兩電極之間的穩態電流之商。
體積電阻率:在絕緣材料內的直流電場強度除以穩態電流密度所得的商,即位體積內的體積電阻(單位體積所流過的電流)。
測試方法見GB/T1410、GB/T10064、GB/T10581。
絕緣材料的用途有:①電網絡各部件的相互絕緣(使導體與其他部分相互絕緣或導體相互分開);② 電容器的介質(儲能)。前者要求相對介電常數小,后者要求相對介電常數大。而兩者都要求介質損耗因數小,尤其是在高頻與高壓下應用的絕緣材料,為使介質損耗小,都要求采用介質損耗因數小的絕緣材料。因此在絕緣材料的生產與選用時都測量其相對介電常數和介電損耗因數。
相對介電常數是宏觀參數,絕緣材料的電容值與同樣的真空電容值的比,表征在交流電場下極化程度的一個量。電了、離了、偶極子、分子等帶電粒子越易極化, £也越大。
介電損耗:在交流電場作用下絕緣材料中的部分電能將轉變成熱,這部分能量叫介電損耗。
在絕緣材料內部,由J:存在電介質電導現象,因此有一定的泄漏電流,造成電介質發熱,這是電介質損耗的一個來源。
電介質損耗的另一個來源是電介質內部的緩慢極化,由于材料內部的極化過程跟不上電場方向轉變,從而產生電介質損耗。
介電損耗因數:絕緣材料在交流電場下產生介質損耗的人小與電場強度的平方、電場頻率成正比。不同絕緣材料在同一電場作用下產生損耗的能力是不一梓的,常用介電損耗角正切(tanσ)來表示絕緣材料的這一能力。在同樣電場下介電損耗角越小,損耗越小,即發熱量越小。
影響tanσ的幾個主要因素,除絕緣材料結構影響外,還有以下幾點:
1)頻率:隨著電場頻率變化,材料的tanσ也不同,極性材料影響更大,極性材料不適合于應用在高頻領域;
2)電場強度:電場強度不人時,對tanσ無影響,達到某一值時,tanσ會突然增大{
3)溫度:tan 6隨溫度而變化,在高溫下tanσ成指數式上升{
4)濕度:濕度越大tan 6也越大。測試方法見GB/T1409。
擊穿:絕緣材料在電場作用下喪失絕緣性能,至少是暫時地喪失。也就是在某一個強電場下絕緣材料發生破壞,失去絕緣性能變為導電狀態,稱為擊穿。擊穿時的電壓為擊穿電壓(介電強度)。
電氣強度:在規定的試驗條件下發生擊穿時電壓與承受外施電壓的兩電極間距離之商。也就是單位厚度所承受的擊穿電壓。
電氣強度除了用來控制絕緣材料的質量外,也可用來指示在其他方面的性能,如材料的變異、均勻性以及劣化程度等。
影響電氣強度的因素如下。除試驗電壓的頻率、波形和施加電壓的時間、電極幾何尺寸等標準有具體要求外,以下幾點
應予以注意。
1)試樣厚度,當絕緣材料很薄時,擊穿電壓與厚度成正比,即電氣強度與厚度無關,當絕緣材料厚度增加,會使散熱困難,雜質、氣泡等因素而使電氣強度降低,
2)溫度,在室溫以上電氣強度隨溫度上升而降低,
3)濕度,絕緣材料內進入水分,電氣強度降低,
4)電壓作用時間,對多數有機材料電氣強度隨電壓作用時間延長而下降。
試驗時升壓速度快電氣強度高,而逐級升壓或慢速升壓的電壓作用時間較長,可更好地反映熱效應以及材料內部氣隙等缺陷的存在。所以一般試驗方法中都規定不采取沖擊式的升壓方法,而采用連續升壓或逐級升壓的方法。
測試方法見GB/T1408.1。
作為電氣絕緣用的材料,不僅要求其應具有優異的電氣性能,而且還要求具有良好的力學性能,特別是兼作結構部件的絕緣材料更是如此。
絕緣材料可以通過常規的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、沖擊等試驗來確定其短時限的力學性能,我們所從事的力學性能試驗主要是短時限的;這些試驗內容都有共性,所以只對拉伸試驗作一介紹。
拉伸試驗是絕緣材料力學性能試驗應用*廣、*有代表性的試驗,絕緣材料標準中大都要求進行這個試驗。。
拉伸強度,在拉伸試驗過程巾,試樣承受的*大拉伸應力,單位N/mm。(MPa)。試樣根據不同產品類型有不同形狀規定。
測試方法見GB/T5130。

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