電阻率和電阻的測(cè)量技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù)：2753 更新時(shí)間：2014-07-04
摘要：下面來(lái)談?wù)勼w積電阻率測(cè)定儀測(cè)量技術(shù)
a.通常，絕緣材料用于電氣系統(tǒng)的各部件相互絕緣和對(duì)地絕緣，固體絕緣材料還起機(jī)械支撐作用。一般希望材料有盡可能高的絕緣電阻，并具有合適的機(jī)械、化學(xué)和耐熱性能。
b.絕緣材料的電阻率一般都很高，也就是傳導(dǎo)電流很小。如果不注意外界因素的干擾和漏電流的影響，測(cè)量結(jié)果就會(huì)發(fā)生很大的誤差。同時(shí)絕緣材料本身的吸濕性和環(huán)境條件的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果也有很大影響。
c.影響體積電阻率和表面電阻率測(cè)試的主要因素是溫度和濕度、電場(chǎng)強(qiáng)度、充電時(shí)間及殘余電荷等。體積電阻率可作為選擇絕緣材料的一個(gè)參數(shù)，電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變化。體積電阻率的測(cè)量常常用來(lái)檢查絕緣材料是否均勻，或者用來(lái)檢測(cè)那些能影響材料質(zhì)量而又不能用其他方法檢測(cè)到的導(dǎo)電雜質(zhì)。
d.由于體積電阻總是要被或多或少地包括到表面電阻的測(cè)試中去，因此只能近似地測(cè)量表面電阻，測(cè)得的表面電阻值主要反映被測(cè)試樣表面污染的程度。所以，表面電阻率不是表征材料本身特性的參數(shù)，而是一個(gè)有關(guān)材料表面污染特性的參數(shù)。當(dāng)表面電阻較高時(shí)，它常隨時(shí)間以不規(guī)則的方式變化。測(cè)量表面電阻通常都規(guī)定1min的電化時(shí)間。
?。?）溫度和濕度：固體絕緣材料的絕緣電阻率隨溫度和濕度的升高而降低，特別是體積電阻率隨溫度改變而變化非常大。因此，電瓷材料不但要測(cè)定常溫下的體積電阻率，而且還要測(cè)定高溫下的體積電阻率，以評(píng)定其絕緣性能的好壞。由于水的電導(dǎo)大，隨著濕度增大，表面電阻率和有開口孔隙的電瓷材料的體積電阻率急劇下降。因此，測(cè)定時(shí)應(yīng)嚴(yán)格地按照規(guī)定的試樣處理要求和測(cè)試的環(huán)境條件下進(jìn)行。
?。?）電場(chǎng)強(qiáng)度：當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度比較高時(shí)，離子的遷移率隨電場(chǎng)強(qiáng)度增高而增大，而且在接近擊穿時(shí)還會(huì)出現(xiàn)大量的電子遷移，這時(shí)體積電阻率大大地降低。因此在測(cè)定時(shí)，施加的電壓應(yīng)不超過(guò)規(guī)定的值。
?。?）殘余電荷：試樣在加工和測(cè)試等過(guò)程中，可能產(chǎn)生靜電，電阻越高越容易產(chǎn)生靜電，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。因此，在測(cè)量時(shí)，試樣要*放電，即可將幾個(gè)電極連在一起進(jìn)行短路。
（4）雜散電勢(shì)的消除：在絕緣電阻測(cè)量電路中，可能存在某些雜散電勢(shì)，如熱電勢(shì)、電解電勢(shì)、接觸電勢(shì)等，其中影響zui大的為電解電勢(shì)。用高阻計(jì)測(cè)量表面潮濕的試樣的體積電阻時(shí)，測(cè)量極與保護(hù)極間可產(chǎn)生20mv的電勢(shì)。試驗(yàn)前應(yīng)檢查有無(wú)雜散電勢(shì)。可根據(jù)試樣加壓前后高阻計(jì)的二次指示是否相同來(lái)判斷有無(wú)雜散電勢(shì)。如相同，證明無(wú)雜散電勢(shì)；否則應(yīng)當(dāng)尋找并排除產(chǎn)生雜散電勢(shì)的根源，才能進(jìn)行測(cè)量。
?。?）防止漏電流的影響：對(duì)于高電阻材料，只有采取保護(hù)技術(shù)才能去除漏電流對(duì)測(cè)量的影響。保護(hù)技術(shù)就是在引起測(cè)量誤差的漏電路徑上安置保護(hù)導(dǎo)體，截住可能引起測(cè)量誤差的雜散電流，使之不流經(jīng)測(cè)量回路或儀表。保護(hù)導(dǎo)體連接在一起構(gòu)成保護(hù)端，通常保護(hù)端接地。測(cè)量體積電阻時(shí)，三電極系統(tǒng)的保護(hù)極就是保護(hù)導(dǎo)體。此時(shí)要求保護(hù)電極和測(cè)量電極間的試樣表面電阻高于與它并聯(lián)元件的電阻10～100倍。線路接好后，應(yīng)首先檢查是否存在漏電。此時(shí)斷開與試樣連接的高壓線，加上電壓。如在測(cè)量靈敏度范圍內(nèi)，測(cè)量?jī)x器指示的電阻值為無(wú)限大，則線路無(wú)漏電，可進(jìn)行測(cè)量。
?。?）條件處理和測(cè)試條件的規(guī)定:固體絕緣材料的電阻隨溫度、濕度的增加而下降。試樣的預(yù)處理?xiàng)l件取決于被測(cè)材料，這些條件在材料規(guī)范中規(guī)定。推薦使用GB10580《固體絕緣材料在試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)條件》中規(guī)定的預(yù)處理方法?？墒褂酶视?mdash;水溶液潮濕箱進(jìn)行濕度預(yù)處理。測(cè)試條件應(yīng)與預(yù)處理?xiàng)l件盡可能地一致，有些時(shí)候（如浸水處理）不能保持預(yù)處理?xiàng)l件和測(cè)試條件一致時(shí)，則應(yīng)在從預(yù)處理環(huán)境中取出后在盡可能短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試，一般不超過(guò)5分鐘。
?。?）電化時(shí)間的規(guī)定:當(dāng)直流電壓加到與試樣接觸的兩電極間時(shí)，通過(guò)試樣的電流會(huì)指數(shù)式地衰減到一個(gè)穩(wěn)定值。電流隨時(shí)間的減小可能是由于電介質(zhì)極化和可動(dòng)離子位移到電極所致。對(duì)于體積電阻率小于1010Ω·m的材料，其穩(wěn)定狀態(tài)通常在1分鐘內(nèi)達(dá)到。因此，要經(jīng)過(guò)這個(gè)電化時(shí)間后測(cè)定電阻。對(duì)于電阻率較高的材料，電流減小的過(guò)程可能會(huì)持續(xù)幾分鐘、幾小時(shí)、幾天，因此需要用較長(zhǎng)的電化時(shí)間。如果需要的話，可用體積電阻率與時(shí)間的關(guān)系來(lái)描述材料的特性。當(dāng)表面電阻較高時(shí)，它常隨時(shí)間以不規(guī)則的方式變化。測(cè)量表面電阻通常都規(guī)定1分鐘的電化時(shí)間。
a.通常，絕緣材料用于電氣系統(tǒng)的各部件相互絕緣和對(duì)地絕緣，固體絕緣材料還起機(jī)械支撐作用。一般希望材料有盡可能高的絕緣電阻，并具有合適的機(jī)械、化學(xué)和耐熱性能。
b.絕緣材料的電阻率一般都很高，也就是傳導(dǎo)電流很小。如果不注意外界因素的干擾和漏電流的影響，測(cè)量結(jié)果就會(huì)發(fā)生很大的誤差。同時(shí)絕緣材料本身的吸濕性和環(huán)境條件的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果也有很大影響。
c.影響體積電阻率和表面電阻率測(cè)試的主要因素是溫度和濕度、電場(chǎng)強(qiáng)度、充電時(shí)間及殘余電荷等。體積電阻率可作為選擇絕緣材料的一個(gè)參數(shù)，電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變化。體積電阻率的測(cè)量常常用來(lái)檢查絕緣材料是否均勻，或者用來(lái)檢測(cè)那些能影響材料質(zhì)量而又不能用其他方法檢測(cè)到的導(dǎo)電雜質(zhì)。
d.由于體積電阻總是要被或多或少地包括到表面電阻的測(cè)試中去，因此只能近似地測(cè)量表面電阻，測(cè)得的表面電阻值主要反映被測(cè)試樣表面污染的程度。所以，表面電阻率不是表征材料本身特性的參數(shù)，而是一個(gè)有關(guān)材料表面污染特性的參數(shù)。當(dāng)表面電阻較高時(shí)，它常隨時(shí)間以不規(guī)則的方式變化。測(cè)量表面電阻通常都規(guī)定1min的電化時(shí)間。
?。?）溫度和濕度：固體絕緣材料的絕緣電阻率隨溫度和濕度的升高而降低，特別是體積電阻率隨溫度改變而變化非常大。因此，電瓷材料不但要測(cè)定常溫下的體積電阻率，而且還要測(cè)定高溫下的體積電阻率，以評(píng)定其絕緣性能的好壞。由于水的電導(dǎo)大，隨著濕度增大，表面電阻率和有開口孔隙的電瓷材料的體積電阻率急劇下降。因此，測(cè)定時(shí)應(yīng)嚴(yán)格地按照規(guī)定的試樣處理要求和測(cè)試的環(huán)境條件下進(jìn)行。
?。?）電場(chǎng)強(qiáng)度：當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度比較高時(shí)，離子的遷移率隨電場(chǎng)強(qiáng)度增高而增大，而且在接近擊穿時(shí)還會(huì)出現(xiàn)大量的電子遷移，這時(shí)體積電阻率大大地降低。因此在測(cè)定時(shí)，施加的電壓應(yīng)不超過(guò)規(guī)定的值。
?。?）殘余電荷：試樣在加工和測(cè)試等過(guò)程中，可能產(chǎn)生靜電，電阻越高越容易產(chǎn)生靜電，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。因此，在測(cè)量時(shí)，試樣要*放電，即可將幾個(gè)電極連在一起進(jìn)行短路。
（4）雜散電勢(shì)的消除：在絕緣電阻測(cè)量電路中，可能存在某些雜散電勢(shì)，如熱電勢(shì)、電解電勢(shì)、接觸電勢(shì)等，其中影響zui大的為電解電勢(shì)。用高阻計(jì)測(cè)量表面潮濕的試樣的體積電阻時(shí)，測(cè)量極與保護(hù)極間可產(chǎn)生20mv的電勢(shì)。試驗(yàn)前應(yīng)檢查有無(wú)雜散電勢(shì)。可根據(jù)試樣加壓前后高阻計(jì)的二次指示是否相同來(lái)判斷有無(wú)雜散電勢(shì)。如相同，證明無(wú)雜散電勢(shì)；否則應(yīng)當(dāng)尋找并排除產(chǎn)生雜散電勢(shì)的根源，才能進(jìn)行測(cè)量。
?。?）防止漏電流的影響：對(duì)于高電阻材料，只有采取保護(hù)技術(shù)才能去除漏電流對(duì)測(cè)量的影響。保護(hù)技術(shù)就是在引起測(cè)量誤差的漏電路徑上安置保護(hù)導(dǎo)體，截住可能引起測(cè)量誤差的雜散電流，使之不流經(jīng)測(cè)量回路或儀表。保護(hù)導(dǎo)體連接在一起構(gòu)成保護(hù)端，通常保護(hù)端接地。測(cè)量體積電阻時(shí)，三電極系統(tǒng)的保護(hù)極就是保護(hù)導(dǎo)體。此時(shí)要求保護(hù)電極和測(cè)量電極間的試樣表面電阻高于與它并聯(lián)元件的電阻10～100倍。線路接好后，應(yīng)首先檢查是否存在漏電。此時(shí)斷開與試樣連接的高壓線，加上電壓。如在測(cè)量靈敏度范圍內(nèi)，測(cè)量?jī)x器指示的電阻值為無(wú)限大，則線路無(wú)漏電，可進(jìn)行測(cè)量。
?。?）條件處理和測(cè)試條件的規(guī)定:固體絕緣材料的電阻隨溫度、濕度的增加而下降。試樣的預(yù)處理?xiàng)l件取決于被測(cè)材料，這些條件在材料規(guī)范中規(guī)定。推薦使用GB10580《固體絕緣材料在試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)條件》中規(guī)定的預(yù)處理方法?？墒褂酶视?mdash;水溶液潮濕箱進(jìn)行濕度預(yù)處理。測(cè)試條件應(yīng)與預(yù)處理?xiàng)l件盡可能地一致，有些時(shí)候（如浸水處理）不能保持預(yù)處理?xiàng)l件和測(cè)試條件一致時(shí)，則應(yīng)在從預(yù)處理環(huán)境中取出后在盡可能短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試，一般不超過(guò)5分鐘。
?。?）電化時(shí)間的規(guī)定:當(dāng)直流電壓加到與試樣接觸的兩電極間時(shí)，通過(guò)試樣的電流會(huì)指數(shù)式地衰減到一個(gè)穩(wěn)定值。電流隨時(shí)間的減小可能是由于電介質(zhì)極化和可動(dòng)離子位移到電極所致。對(duì)于體積電阻率小于1010Ω·m的材料，其穩(wěn)定狀態(tài)通常在1分鐘內(nèi)達(dá)到。因此，要經(jīng)過(guò)這個(gè)電化時(shí)間后測(cè)定電阻。對(duì)于電阻率較高的材料，電流減小的過(guò)程可能會(huì)持續(xù)幾分鐘、幾小時(shí)、幾天，因此需要用較長(zhǎng)的電化時(shí)間。如果需要的話，可用體積電阻率與時(shí)間的關(guān)系來(lái)描述材料的特性。當(dāng)表面電阻較高時(shí)，它常隨時(shí)間以不規(guī)則的方式變化。測(cè)量表面電阻通常都規(guī)定1分鐘的電化時(shí)間。
