材料导电性能的测定
<6>电表机械零点处于零出。
(2)仪器的连接:
<1>调整“调零”旋钮,使电表指针在“0”点。(对欧 姆刻度来说就是“∞”点)
<2>将电缆线一端接在高阻仪面板上的输入插座中, 另一端接至电极箱一侧的测量插座中并旋紧固定套。
<3>将测试电源线一端接在高阻仪面板上的测试电压 接线柱Rx上(红色),另一端接至电极箱一侧的测试 电压接线柱上(红色)。(此时高阻仪面板上的“放电 —测试”开关应置于“放电位置”。)
上式表明绝缘电阻实际上是体积 电阻与表面电阻的并联
(2)体积电阻率
体积电阻率的定义是沿体积电流方向的直流电场强度 与稳态体积电流密度之比,即
(3)表面电阻率
v Ev jv
表面电阻率的定义是沿表面电流方向的直流电场强度 与稳态下单位宽度的电流密度之比,即
s Es js
它是衡量材料漏电性能的物理量,与材料的表面状态 及周围环境条件(特别是湿度)有很大的关系。
<4>将接线地线一端接至高阻仪面板上的接地端钮上 ,另一端接到电极箱的接地端钮上,然后一并接地。
(3)测试样品的连接
将充分放电及干燥处理的试样(即当试样末加压时,应 在仪器上没有明显的指示值)的三个电极引线分别接于 电极箱内相应的三个接线柱上,关闭电极箱盖。
(4)接通电源及预热
将电源开关打开,预热15分钟。(若用高倍率挡时应 预热1小时)
v Rv S t
b s Rs
a
由图可见当测试直流电压V加在试祥Rx和标淮电阻R0
上时,回路电流Ix为:
Ix
U
U0
Rx R0 R0
整理得:
Rx U R0 R0 U0
由于Rx远远大于R0,则(2)式可近似为:Rx 即可通过V0求得所对应的Rx。
U U0
R0
,
(2)电极系统
材0901-5班 赵恺 20092104
一、实验目的
①了解绝缘材料的导电机理 ②弄懂高阻计测量材料电阻率的基本原理 ③掌握常温下用高阻计三电极系统测量材料绝缘电阻
的方法
二、基本原理
1.材料的绝缘电阻 (1)绝缘电阻 由绝缘电阻R=U/I,I=Iv+Is
1 1 1 Iv Is R Rv Rs U U
3.电极
从干燥器中取出试样块,安放在屏蔽箱内。
安放时应注意:保持3个电极同心;间隙均匀;电极与 试样接触良好;环电极的光洁面接触试样,切勿倒置 ;先测表面电阻,按三电极线说明接好电极线,盖上 屏蔽箱盖,将屏蔽箱外的开关拨至Rs。
4 .仪器的准备 (1)接通电源前的准备工作: <1>检查电源联系是否正确 <2>测试电压选择开关置于放电位置,测试电压旋钮 放在最低档(10V挡)。 <3>倍率旋钮放在最低量程上 <4>将电表“+”、“一”极性开关放在“+”的一边。 <5>输入短路开关应放在短路位置,使放大器输入端 短路。
为减小温度与湿度对结果的影响,绝缘电阻试样在测 量前应按表1条件进行预处理。预处理结束后,将试样 置于干燥器中冷却至室温待用。
预处理条件
试样
温度/℃ 相对湿度/ % 时 间 / h
A
20±5
65±5
≥24
B
70±2
<40
4
C
105±2
<40
1
2.测试环境要求
国家标准规定温度为(20±5)℃,相对湿度(65±5 )%。
三、实验器材
ZC-36型数字超高阻微电流测量仪、测试仪附件、烘 箱、干燥器、千分卡尺、镊子、软布条或医用棉签、 无水乙醇等
四、测试操作步骤
1.试样制备
选取平整、均匀、无缺陷的试样原片,绝缘电阻试样 切割为边长100mm左右,厚度为2~4mm的方形试样 。试样的数量不少于2个,并用布条蘸无水乙醇将试样 擦洗干净,风干。
(2)测量表面电阻值Rs:
<1>将Rv、Rs转换开关旋至Rs处。
<2>将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上, 将“倍率选择”旋至所需要的位置。(在不了解测试值 的数量级时,倍率应从低次方开始选择。)
<3>将“放电、测试”开关放在“测试”位置,检查 应选择的位置,打开输入短路开关(即按钮抬起来), 读取加上测试电压1分钟时,指示电表显示的电阻
值。读数完毕,将“倍率”打回“10-1”档。
<4>接入短路开关,将“放电、测试”开关打回到“ 放电”位置。更换试样,重复以上操作,待全部试样 测量完毕后,切除电源,除去各种连接线,按要求整 理、放置好仪器,报告指导教师。待教师检查完毕后 ,方可离开。
测量端 +
K1
直 放电端
流
测
试 电
V源RS RV源自K2RV RSAB
直
K3
V0
流 放
大
C R0
器G
D
k1—测量与放电开关;k2—RV 、RS转换开关;k3—输入短路开关;R0—标准电阻;
A—测量电极;B—保护电极;C—试样Rx;D—底电极
(1)仪器测试原理 由之前所推公式,在上图电路中,两公式可写成
将仪器连接线接好,操作仪器,使高阻表处于备用状 态。
5 .测试步骤
(1)测量体积电阻值Rv:
<1>将Rv、Rs转换开关旋至Rv处。
<2>将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上, 将“倍率选择”旋钮选至所需的位置。(在不了解测试 值的数量级时,倍率应从低次方开始选择。)
<3>将“放电、测试”开关放在“测试”位置,检查 电压应选择的位置,打开输入短路开关(即按钮抬起来 ),读取加上测试电压1分钟,指示电表显示的电阻值 。读数完毕,将“倍率”打回“10-1”档。
2.测试原理及仪器结构
测定绝缘电阻的方法主要有:电压一电流表法(测量 109Ω以下的绝缘电阻)、检流计法(1012Ω以下)、电桥法 (1015Ω以下)以及高阻计法。其中高阻计测量的阻值较 高,测量范围较广,而且操作方便,因此在工程中普 遍采用。
本实验采用高阻计测量绝缘电阻,仪器如下图所示
高阻计法测量的基本电路示意图
国家标准GB1410固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电 阻率和表面电阻实验方法中推荐一种三电极测量方法 ,包括中心圆柱电极、圆环电极以及底面平板电极, 如图所示。
体积电阻率
v Rv D '12 4t
2
表面电阻率 s Rs ln D2
D1
其中 代表测量电极的有效直径,t代表试样的厚度。
采用三电极体系测量体电阻时,表面漏电电流由保护 电极旁路接地,而测量表电阻时,体积漏电流由保护 电极旁路接地。这样就实现了体积电流与表面电流的 分离。