絕緣材料的主要性能及測(cè)試方法

 電阻是電導(dǎo)的倒數(shù)。電阻率是單位體積內(nèi)的電阻。材料電導(dǎo)越小，其電阻越大，兩者成倒數(shù)關(guān)系。對(duì)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(gè)導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(chǎng)強(qiáng)度除以電流密度所得的商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。

體積電阻：在絕緣材料相對(duì)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(wěn)態(tài)電流之商。

體積電阻率：在絕緣材料內(nèi)的直流電場(chǎng)強(qiáng)度除以穩(wěn)態(tài)電流密度所得的商，即位體積內(nèi)的體積電阻(單位體積所流過的電流)。

測(cè)試方法見GB／T1410、GB／T10064、GB／T10581。

絕緣材料的用途有：①電網(wǎng)絡(luò)各部件的相互絕緣(使導(dǎo)體與其他部分相互絕緣或?qū)w相互分開)；② 電容器的介質(zhì)(儲(chǔ)能)。前者要求相對(duì)介電常數(shù)小，后者要求相對(duì)介電常數(shù)大。而兩者都要求介質(zhì)損耗因數(shù)小，尤其是在高頻與高壓下應(yīng)用的絕緣材料，為使介質(zhì)損耗小，都要求采用介質(zhì)損耗因數(shù)小的絕緣材料。因此在絕緣材料的生產(chǎn)與選用時(shí)都測(cè)量其相對(duì)介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)。

相對(duì)介電常數(shù)是宏觀參數(shù)，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(chǎng)下極化程度的一個(gè)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(chǎng)作用下絕緣材料中的部分電能將轉(zhuǎn)變成熱，這部分能量叫介電損耗。

在絕緣材料內(nèi)部，由J：存在電介質(zhì)電導(dǎo)現(xiàn)象，因此有一定的泄漏電流，造成電介質(zhì)發(fā)熱，這是電介質(zhì)損耗的一個(gè)來源。

電介質(zhì)損耗的另一個(gè)來源是電介質(zhì)內(nèi)部的緩慢極化，由于材料內(nèi)部的極化過程跟不上電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)變，從而產(chǎn)生電介質(zhì)損耗。

介電損耗因數(shù)：絕緣材料在交流電場(chǎng)下產(chǎn)生介質(zhì)損耗的人小與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方、電場(chǎng)頻率成正比。不同絕緣材料在同一電場(chǎng)作用下產(chǎn)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(chǎng)下介電損耗角越小，損耗越小，即發(fā)熱量越小。

影響tan&的幾個(gè)主要因素，除絕緣材料結(jié)構(gòu)影響外，還有以下幾點(diǎn)：

1)頻率：隨著電場(chǎng)頻率變化，材料的tan&也不同，極性材料影響更大，極性材料不適合于應(yīng)用在高頻領(lǐng)域；

2)電場(chǎng)強(qiáng)度：電場(chǎng)強(qiáng)度不人時(shí)，對(duì)tan&無影響，達(dá)到某一值時(shí)，tan&會(huì)突然增大

3)溫度：tan6隨溫度而變化，在高溫下tan&成指數(shù)式上升{

4)濕度：濕度越大tan&也越大。測(cè)試方法見GB／T1409。

擊穿：絕緣材料在電場(chǎng)作用下喪失絕緣性能，至少是暫時(shí)地喪失。也就是在某一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)下絕緣材料發(fā)生破壞，失去絕緣性能變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，稱為擊穿。擊穿時(shí)的電壓為擊穿電壓(介電強(qiáng)度)。

電氣強(qiáng)度：在規(guī)定的試驗(yàn)條件下發(fā)生擊穿時(shí)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(qiáng)度除了用來控制絕緣材料的質(zhì)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(qiáng)度的因素如下。除試驗(yàn)電壓的頻率、波形和施加電壓的時(shí)間、電極幾何尺寸等標(biāo)準(zhǔn)有具體要求外，以下幾點(diǎn)

應(yīng)予以注意。

1)試樣厚度，當(dāng)絕緣材料很薄時(shí)，擊穿電壓與厚度成正比，即電氣強(qiáng)度與厚度無關(guān)，當(dāng)絕緣材料厚度增加，會(huì)使散熱困難，雜質(zhì)、氣泡等因素而使電氣強(qiáng)度降低，

2)溫度，在室溫以上電氣強(qiáng)度隨溫度上升而降低，

3)濕度，絕緣材料內(nèi)進(jìn)入水分，電氣強(qiáng)度降低，

4)電壓作用時(shí)間，對(duì)多數(shù)有機(jī)材料電氣強(qiáng)度隨電壓作用時(shí)間延長(zhǎng)而下降。

試驗(yàn)時(shí)升壓速度快電氣強(qiáng)度高，而逐級(jí)升壓或慢速升壓的電壓作用時(shí)間較長(zhǎng)，可更好地反映熱效應(yīng)以及材料內(nèi)部氣隙等缺陷的存在。所以一般試驗(yàn)方法中都規(guī)定不采取沖擊式的升壓方法，而采用連續(xù)升壓或逐級(jí)升壓的方法。

測(cè)試方法見GB／T1408.1。

作為電氣絕緣用的材料，不僅要求其應(yīng)具有電氣性能，而且還要求具有良好的力學(xué)性能，特別是兼作結(jié)構(gòu)部件的絕緣材料更是如此。

絕緣材料可以通過常規(guī)的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、沖擊等試驗(yàn)來確定其短時(shí)限的力學(xué)性能，我們所從事的力學(xué)性能試驗(yàn)主要是短時(shí)限的；這些試驗(yàn)內(nèi)容都有共性，所以只對(duì)拉伸試驗(yàn)作一介紹。

拉伸試驗(yàn)是絕緣材料力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)用*廣、*有代表性的試驗(yàn)，絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)中大都要求進(jìn)行這個(gè)試驗(yàn)。。

拉伸強(qiáng)度，在拉伸試驗(yàn)過程巾，試樣承受的拉伸應(yīng)力，單位N／mm。(MPa)。試樣根據(jù)不同產(chǎn)品類型有不同形狀規(guī)定。