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(kāi)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(guò)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(wèn)流過(guò)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(wèn)所加直流電壓與流過(guò)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(guò)的電流)。

測(cè)試方法見(jiàn)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(kāi))；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(lái)源。

電介質(zhì)損耗的另一個(gè)來(lái)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(guò)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(lái)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(wú)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(jiàn)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(lái)控制絕緣材料的質(zhì)量外，也可用來(lái)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(wú)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(jiàn)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(guò)常規(guī)的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、沖擊等試驗(yàn)來(lái)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(guò)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(lèi)型有不同形狀規(guī)定。