電阻是電導的倒數。電阻率是單位體積內的電阻。材料電導越小,其電阻越大,兩者成倒數關(guān)系。對絕緣材料的要求,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)強度除以電流密度所得的商,即單位面積內的表面電阻。
體積電阻:在絕緣材料相對兩表面上放置的兩電極問(wèn)所加直流電壓與流過(guò)兩電極之間的穩態(tài)電流之商。
體積電阻率:在絕緣材料內的直流電場(chǎng)強度除以穩態(tài)電流密度所得的商,即位體積內的體積電阻(單位體積所流過(guò)的電流)。
測試方法見(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(使導體與其他部分相互絕緣或導體相互分開(kāi));② 電容器的介質(zhì)(儲能)。前者要求相對介電常數小,后者要求相對介電常數大。而兩者都要求介質(zhì)損耗因數小,尤其是在高頻與高壓下應用的絕緣材料,為使介質(zhì)損耗小,都要求采用介質(zhì)損耗因數小的絕緣材料。因此在絕緣材料的生產(chǎn)與選用時(shí)都測量其相對介電常數和介電損耗因數。
相對介電常數是宏觀(guān)參數,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變成熱,這部分能量叫介電損耗。
在絕緣材料內部,由J:存在電介質(zhì)電導現象,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)內部的緩慢極化,由于材料內部的極化過(guò)程跟不上電場(chǎng)方向轉變,從而產(chǎn)生電介質(zhì)損耗。
介電損耗因數: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,除絕緣材料結構影響外,還有以下幾點(diǎn):
1)頻率:隨著(zhù)電場(chǎng)頻率變化,材料的tan&也不同,極性材料影響大,極性材料不適合于應用在高頻領(lǐng)域;
2)電場(chǎng)強度:電場(chǎng)強度不人時(shí),對tan&無(wú)影響,達到某一值時(shí),tan&會(huì )突然增大
3)溫度:tan6隨溫度而變化,在高溫下tan&成指數式上升{
4)濕度:濕度越大tan&也越大。測試方法見(jiàn)GB/T1409。
擊穿:絕緣材料在電場(chǎng)作用下喪失絕緣,至少是暫時(shí)地喪失。也就是在某一個(gè)強電場(chǎng)下絕緣材料發(fā)生破壞,失去絕緣變?yōu)閷щ姞顟B(tài),稱(chēng)為擊穿。擊穿時(shí)的電壓為擊穿電壓(介電強度)。
電氣強度:在規定的試驗條件下發(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,如材料的變異、均勻性以及劣化程度等。
影響電氣強度的因素如下。除試驗電壓的頻率、波形和施加電壓的時(shí)間、電極幾何尺寸等標準有具體要求外,以下幾點(diǎn)
應予以注意。
1)試樣厚度,當絕緣材料很薄時(shí),擊穿電壓與厚度成正比,即電氣強度與厚度無(wú)關(guān),當絕緣材料厚度增加,會(huì )使散熱困難,雜質(zhì)、氣泡等因素而使電氣強度降低,
2)溫度,在室溫以上電氣強度隨溫度上升而降低,
3)濕度,絕緣材料內進(jìn)入水分,電氣強度降低,
4)電壓作用時(shí)間,對多數有機材料電氣強度隨電壓作用時(shí)間延長(cháng)而下降。
試驗時(shí)升壓速度快電氣強度高,而逐級升壓或慢速升壓的電壓作用時(shí)間較長(cháng),可好地反映熱效應以及材料內部氣隙等缺陷的存在。所以一般試驗方法中都規定不采取沖擊式的升壓方法,而采用連續升壓或逐級升壓的方法。
測試方法見(jiàn)GB/T1408.1。
作為電氣絕緣用的材料,不僅要求其應具有優(yōu)異的電氣,而且還要求具有良好的力學(xué),特別是兼作結構部件的絕緣材料是如此。
絕緣材料可以通過(guò)常規的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、沖擊等試驗來(lái)確定其短時(shí)限的力學(xué),我們所從事的力學(xué)試驗主要是短時(shí)限的;這些試驗內容都有共性,所以只對拉伸試驗作一介紹。
拉伸試驗是絕緣材料力學(xué)試驗應用*廣、*有代表性的試驗,絕緣材料標準中大都要求進(jìn)行這個(gè)試驗。。
拉伸強度,在拉伸試驗過(guò)程巾,試樣承受的拉伸應力,單位N/mm。(MPa)。試樣根據不同產(chǎn)品類(lèi)型有不同形狀規定。
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