影響電阻和介電特性的因素有哪些

影響電阻和介電特性的因素

4.2.1總則

下列參數可能會(hui) 對電氣絕緣材料的介電和電阻特性產(chan) 生影響,任何試驗報告都應列出這些參數,具

體(ti) 如下:

時間;

一頻率;

溫度;

濕度;

一電場強度;

電壓;

一條件處理;

電極材料。

本部分對這些參數分別進行具體(ti) 說明。

4.2.2時間

如3.11所述,極化效應與(yu) 時間密切相關(guan) 。對任何一種極化而言,可一個(ge) 鬆弛時間τ,在該鬆弛

時間內(nei) 通過時域獲取的測量值(如電阻特性),取決(jue) 於(yu) 施加電壓的時間。

GB/T31838.1-2015/IEC62631-1:201

有些材料的鬆弛時間可能會(hui) 相當長(至少要幾個(ge) 月之久)。為(wei) 得到正確結果,可能有必要花費很長吋間來實施測量。然而出於(yu) 實踐原因,對電阻特性的測量要在電壓施加1min後進行,這要求能夠接受

這“lmin後測量值”與(yu) 電氣絕緣材料電阻真實值之間的誤差。

注:電阻特性可能會(hui) 明顯受到充電電流的影響,並且充電電流的時間取決(jue) 於(yu) 電壓源的內(nei) 部電阻。

4.2.3頻率

由於(yu) 介電常數與(yu) 損耗因數在大頻率範圍以上不能保持恒定,所以有必要在電介質材料被應用的頻率下去測量介電常數與(yu) 損耗因數

如圖3所示,在特定頻率下,損耗指數ε"在鬆弛轉變中達到了大值。在該鬆弛轉變中,介電常數

ε,'從(cong) 較高值ε。(靜態)下降到較低值ε灬(頻率無窮大)。這種現象是由極化對時間依賴所造成的(見3.6),

可用鬆弛時間τ來描述,見式(13):

然而,由於(yu) 與(yu) 極化有關(guan) ,實際上會(hui) 出現多於(yu) 一個(ge) 的鬆弛轉變

介質損耗因數tan0也與(yu) 頻率相關(guan) 。根據3.3.4給出的定義(yi) ,以及隨頻率升高而下降的ε,,相比損耗因數,tan的大值通過式(14)轉向更高頻率

注:時間與(yu) 頻率依賴性是彼此相關(guan) 的,德拜的理論對此作了描述。他的著作對這些問題提供了更多參考資料。

4.2.4溫度

隨著溫度的升高,介質損耗因數可能會(hui) 出現一個(ge) 或多個(ge) 大值(見圖4),這是因為(wei) 溫度會(hui) 影響極化

(見3.6)和鬆弛時間的縮短。由此,介電常數隨溫度而逐步增大。

另外,在高溫下離子和電子等粒子可以更自由地運動,使電導率升高

同理,絕緣電阻值和表麵或體(ti) 積電阻率也與(yu) 溫度密切相關(guan) 。

注1:熱老化效應也會(hui) 對材料的介質損耗因數和電阻特性產(chan) 生影響。對電氣絕緣材料和係統的耐熱性評估分別參照IEC60216-1和IEC60505,可能會(hui) 有助於(yu) 測量介電和電阻特性。

注2:在升溫情況下,由材料電阻特性產(chan) 生的傳(chuan) 導電流可能會(hui) 導致介質損耗因數的明顯增大[見式(7)]

4.2.5濕度

所有介電和電阻特性,如介電常數、損耗因數、體(ti) 積和表麵電阻率,都會(hui) 受濕度影響。因此不論在試驗前後,對試樣的條件處理,如對濕度的控製,都至關(guan) 重要。

4.2.6電場強度

如果沒有電子發射或相關(guan) 效應控製,除界麵極化外,所有種類的介電極化效應都和施加電場強度呈近似線性的關(guan) 係。當界麵極化存在時,自由離子的數量隨電場強度增多,介質損耗因數大值和位置發

生改變。若沒有電離效應,損耗和介電常數因數對電場強度的依賴性不大。

4.2.7電壓

當電壓或電場強度升高時,多種非線性現象可能發生。與(yu) 時間相關(guan) 的充電電流也與(yu) 電壓有關(guan) 。

4.2.8條件處理

大部分固體(ti) 絕緣材料的電阻和介電特性都會(hui) 受到以上列出的參數影響。因此,有必要按照ISO291和ISO558中所規定的內(nei) 容,對在試驗前後試樣條件處理程序的種類與(yu) 持續時間進行詳細說明。

試驗前和試驗中的選條件為(wei) :296K士2K的溫度和50%±5%的相對濕度。

表麵條件會(hui) 影響材料性能,清潔試樣表麵會(hui) 影響試驗結果。然而在特定情況下,有必要在條件處理

前對試樣進行清潔。

4.2.9試樣

試樣的形狀和尺寸會(hui) 影響測量值。試樣的佳尺寸應參照GB/T31838的介電特性和電阻特性相

GB/T31838.1-2015/IEC62631-1:201

關(guan) 部分的試驗過程中所使用的尺寸進行選取。然而,由於(yu) 形狀和尺寸與(yu) 絕緣材料的種類及其應用密切

相關(guan) ,可能會(hui) 出現形狀應由適當產(chan) 品標準來決(jue) 定的情況。

注:在這些標準未出版前,GB/T1409-2006、GB/T1410-2006、GB/T10064-2006、GB/T10581-2006、

IEC60377-1:1973和IEC603772:1977中所引用的尺寸仍然有效。

4.2.10電極材料

電極材料的選擇對獲取可靠的測量結果而言十分重要,將在第5章中詳細說明。

5電極係統

絕緣材料的電極應是一種易於(yu) 塗覆到試樣表麵的材料,能與(yu) 試樣緊密接觸,不會(hui) 因電極電阻或試樣

汙染而出現不可預見的誤差。電極材料在試驗條件下還應具有抗腐蝕性。

注:對於(yu) 交流電測量時,一種“非接觸電極”有時會(hui) 和具有足夠低的表麵電導率的試樣一同使用。

為(wei) 了避免在測量介電和電阻特性時出現嚴(yan) 重錯誤,應謹慎確定電極的形狀和試樣的厚度。有關(guan) 適用於(yu) 特定種類測量電極係統的詳細信息,可參照GB/T31838的有關(guan) 試驗程序部分的內(nei) 容。

6試驗程序

試驗程序參照GB/T31838的相關(guan) 部分。

根據給定的試驗方法,任何可靠的試驗設備或可使用的儀(yi) 器都可用於(yu) 測定上述提到的性質。不過,

對試驗儀(yi) 器的精確度應加以規定,以符合試驗材料的要求。