該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布在名為 D 257 的標(biāo)準(zhǔn)文件中; 緊跟標(biāo)準(zhǔn)文件名稱后的數(shù)字表示最初采用的年 份,對于修訂版本而言, 表示最近一次修訂的年份。 括號(hào)里的數(shù)字表示最近一次通過審批的 年份,上標(biāo) ε表示自從最后一次修訂或通過審批以來的編輯性的修改。
1、適用范圍
1.1 這些測試方法涵蓋了直流絕緣電阻率、 體積電阻率和表面電阻率的測量步驟。 通過試樣、 電極的幾何尺寸和這些測量方法可以計(jì)算得到電絕緣材料的體積 和表面電阻,同時(shí)也可以計(jì)算得到相應(yīng)的電導(dǎo)率和電導(dǎo)。
1.2 這些測試方法不適用測量適度導(dǎo)電的材料的電阻和電導(dǎo)。采用測試方法 D4496來表征這類材料。
1.3 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)描述了測量電阻或電導(dǎo)的幾種可替換的方法。 適合某種材料的測 試方法是采用適用于該材料的標(biāo)準(zhǔn) ASTM測試方法,而且這種標(biāo)準(zhǔn)測試方法 定義了電壓應(yīng)力的極限值和有限的通電時(shí)間, 以及試樣的外形和電極的幾何 形狀。這些單個(gè)的測試方法能更好的表示出結(jié)果的精度和偏差。
2、參考文件 2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn) D150 電絕緣固體的交流損耗特性和介電常數(shù)的測試方法 D374 電絕緣固體的厚度的測量方法 D1169 電絕緣液體的電阻率的測試方法 D1711 與電絕緣體相關(guān)的術(shù)語 D4496 適度導(dǎo)電材料的直流電阻和電導(dǎo)的測試方法 D5032 通過水甘油溶液保持恒定相對濕度的做法 D6054 處理測試用電絕緣材料的方法 E104 通過水溶液保持恒定的相對濕度的做法。
3、術(shù)語 3.1 定義——下列定義來自于術(shù)語 D1711中,并被應(yīng)用到本標(biāo)準(zhǔn)所使用的術(shù)語中。
3.1.1 電導(dǎo),絕緣,n——兩電極之間(或試樣中)總的體積和表面電流與兩電極 間直流電壓之比。 3.1.1.1 討論——絕緣體的電導(dǎo)是其電阻的倒數(shù)。 3.1.2 電導(dǎo),表面,n——兩電極間(試樣表面)的電流與兩電極間的直流電壓之 比。
3.1.2.1 討論——(一些體積電導(dǎo)不可避免的包含在實(shí)際的測量中)表面電導(dǎo)是 表面電阻的倒數(shù)。
3.1.3 電導(dǎo),體積,n——兩電極間試樣體積范圍內(nèi)的電流與兩電極間直流電壓之 比。
3.1.3.1 討論——體積電導(dǎo)是體積電阻的倒數(shù)。
3.1.4 電導(dǎo)率,表面,n——表面電導(dǎo)乘以試樣的表面尺寸比 (電極間的距離除以 電極的寬度,這規(guī)定了電流路徑) ,如果兩電極位于正方形材料的對邊上,表面 電導(dǎo)率在數(shù)值上等于兩電極間的表面電導(dǎo)。
3.1.4.1 討論——表面電導(dǎo)率用西門子來表示,通常為西門子 /平方(正方形材料 的尺寸與材料屬無關(guān)) 。表面電導(dǎo)率是表面電阻率的倒數(shù)。 3.1.5 電導(dǎo)率,體積,n——體積電導(dǎo)乘以試樣的體積尺寸比 (電極間的距離除以 電極的截面積),如果電極位于單位立方體相對的面上,體積電導(dǎo)率在數(shù)值上等 于兩電極間的體積電導(dǎo)。
3.1.5.1 討論——體積電導(dǎo)率的單位是 S/cm 或 S/m,體積電導(dǎo)率是體積電阻率的 倒數(shù)。
3.1.6 適度導(dǎo)電, adj——描述體積電阻率在 1 到 10000000Ω-cm 的固體材料。
3.1.7 電阻,絕緣, Ri,n——施加在兩電極間(或在試樣上)的直流電壓與它們 之間的總體積和表面電流之比。
3.1.7.1 討論——絕緣電阻是絕緣電導(dǎo)的倒數(shù)。
3.1.8 電阻,表面, Rs,n——施加在兩電極間(試樣表面)的直流電壓與它們之 間的電流之比。
3.1.8.1 討論——(一些體積電阻不可避免的包含在實(shí)際的測量結(jié)果中)表面電 阻是表面電導(dǎo)的倒數(shù)。
3.1.9 電阻,體積, Rv,n——施加在兩電極間(或在試樣中)的直流電壓與它們 之間的試樣中的電流之比。
3.1.9.1 討論——體積電阻是體積電導(dǎo)的倒數(shù)。
3.1.10 電阻率,表面, ρs,n——表面電阻乘以試樣的表面尺寸比(電極寬度除 以電極間的距離,規(guī)定了電流路徑) ,如果兩電極位于正方形材料的對邊上,表 面電阻率在數(shù)值上等于兩電極間的表面電阻。 3.1.10.1 討論——表面電阻率用歐姆表示,通常為歐姆 /平方(正方形材料的尺 寸與材料屬無關(guān))。表面電阻率是表面電導(dǎo)率的倒數(shù)。
3.1.11 電阻率,體積, ρv,n——體積電阻乘以試樣的體積尺寸比(兩電極間試 樣的截面積除以電極間的距離) ,如果電極位于單位立方體相對的面上,體積電 阻率在數(shù)值上等于兩電極間的體積電阻。
3.1.11.1 體積電阻率的常用單位是 Ω-cm 或Ω-m。體積電阻率是體積電導(dǎo)率的倒 數(shù)。
4、測試方法概述
4.1 材料樣品或電容器的電阻或電導(dǎo)是通過測量規(guī)定條件下的電流或電壓降得 到的。通過使用合適的電極系統(tǒng)有可能分別測量表面和體積電阻或電導(dǎo)。 當(dāng)所需 的試樣和電極尺寸已知時(shí),電阻率和電導(dǎo)率可以通過計(jì)算得到。
5、意義和使用
5.1 絕緣材料被用來隔絕電氣系統(tǒng)中的部件和將部件與地隔絕, 同時(shí)也為部件提 供力學(xué)支撐。 為了達(dá)到這個(gè)目的, 希望部件的絕緣電阻在與可承受的力學(xué)、 化學(xué) 和耐熱性一致的前提下能夠盡可能的高。 由于絕緣電阻或電導(dǎo)包含了體積和表面 電阻或電導(dǎo),當(dāng)試樣與電極與其實(shí)際使用過程中的形狀相同時(shí), 測量值很為有用。 表面電阻或電導(dǎo)隨濕度變化很快, 然而體積電阻或電導(dǎo)卻變化很慢, 盡管體積電 阻或電導(dǎo)最終的變化可能更大。
5.2 電阻率或電導(dǎo)率能用來間接預(yù)測一些材料的低頻介質(zhì)擊穿和介質(zhì)損耗角, 電 阻率和電導(dǎo)率經(jīng)常被用來間接地表征含水量、 固化度、機(jī)械連接和各種類型的材 料退化。這些間接測量的有效性取決于理論或?qū)嶒?yàn)研究相關(guān)聯(lián)的程度。 表面電阻 的下降可能導(dǎo)致電介質(zhì)擊穿電壓的升高, 因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度降低了, 或者導(dǎo)致電介質(zhì) 擊穿電壓的降低,因?yàn)閼?yīng)力作用的面積減小了。
5.3 所有的絕緣電阻或電導(dǎo)取決于充電時(shí)間和施加的電壓值 (平常的環(huán)境變量除 外)。這點(diǎn)須清楚的知道,才能保證電阻和電導(dǎo)的測量值有意義。在電氣絕緣 材料行業(yè)內(nèi),表觀電阻通常指任意充電時(shí)間下得到的電阻值。見 X1.4
5.4 體積電阻率或電導(dǎo)率可以從電阻和尺寸數(shù)據(jù)中計(jì)算得到, 這有助于設(shè)計(jì)具體 應(yīng)用中的絕緣體。 電阻率或電導(dǎo)率隨溫度和濕度的變化可能很大, 而且為具體工 作條件設(shè)計(jì)時(shí), 須注意這點(diǎn)。 體積電阻率和電導(dǎo)率的測定經(jīng)常用來檢查絕緣材 料與其工藝相關(guān)的均勻性, 或者用來檢測影響材料質(zhì)量而又不容易被其他方法檢 測到的導(dǎo)電雜質(zhì)。
5.5 在一般實(shí)驗(yàn)條件下,如果通過試樣上測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的電阻率高于 1021 Ω·cm(1019Ω·m),那么該結(jié)果的有效性是值得懷疑的,因?yàn)槌S玫臏y試設(shè) 備是有局限性的。
5.6 表面電阻和電導(dǎo)不能被精確測量,只能得到近似值,因?yàn)橐恍w積電阻和電 導(dǎo)始終包含在測量結(jié)果中。表面電阻和電導(dǎo)的測量值也會(huì)受到表面污染的影響。 表面污染及其積累速率受到很多因素的影響, 包括靜電和界面張力。 這些可能影 響表面電阻率。當(dāng)涉及到污染時(shí),我們認(rèn)為表面電阻率或電導(dǎo)率與材料屬性有關(guān), 但是在通常意義上表面電阻率或電導(dǎo)率不是電絕緣材料的一種材料屬性。




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