GB T 1410-2006 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法.pdf

1、国ICS 29.035.99 K 15 共和国国家标准中华人民GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 代替GB/丁1410一1989固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法Methods of test for volume resistivity and surface resistivity of solid electrical insulating materials 2006-06心1实施(lEC 60093: 1980 , ID丁)2006-02蛐15发布中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会一一国GB/T 1410-2006/IEC

2、 60093: 1980 目。自本标准等同采用IEC60093: 1980(固体绝缘材料体积电阻率和表面电随率试验方法)(英文版)。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改:a) 删除国际标准的自次和前言:b) 用小数点，代替作为小数点的逗号，:c) 用v代替，J代替;d) 因按GB/丁1.1-2000标注。本标准与GB/T1410-1989相比主要变化如下:a) 增加了规琵性寻|用文件章(本标准的第2章); b) 增加了试验电压商周(本标准的第5章); c) 试验结果以中值代替几何平均值。本标准代替GB/T14101989(固体绝缘材料体积电阻率和表固电阻率试验方法儿本标准的附录A、附录B、附录

3、C均为资料性酣录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国绝缘材料标准化技术委员会归口。本标准起草单位:桂林电器科学研究所。本标准主要起草人:王先锋、谷晓丽。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一一-GB/丁14101978;一GB/丁1410-1989，I GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法1 范围本标准规定了固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率的试验方法。这些试验方法钮括对团体绝缘材料体积电院和表面电阻的测定程序及体积电阻率和表面电阻率的计算方法。体积电阻和表由电阻的试验都受到E府茵絮影响:施茄啻凰3大小和时间;电极的

4、性质和尺寸;在试样处理和测试过程中周围大气条像稍试样的温度、温度。2 规范性引用文件GB/T 10580织IEC 60260 ,19 3 定义下列定义适用3. 1 体积电阻v。在试样两相对括沿试样表面的电3.2 3.3 体积电阻率volll 在绝缘材料里陋的注:体积电阻率的SI单位极上可能形成的极化忽略不计。问叫阿注1，除非另有规定.表面电阻是在电化分钟后测定。注2:通常电流主要流过试样的一个表顶层.但也包括流过试样体积内的成分-3.4 表商电阻率sllrface resistivity ，I用文件，其随后所有、于成协议的各方研究准。流之商，不钮在绝缘材料的表团层里的直流电场强度与线电流密度之

5、商.即单位面积内的表面电阻。面积的大小是不重要的。注:表面电阻率的SI。实际上有时也用欧每平方单位来表示。GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 3.5 电极electrodes 电极是具有一定形状、尺寸和结构的与被测试样相接触的导体。注:绝缘电阻是加在与试中羊相接触的两电极之间的直流电压与通过两电极的总电流之商3绝缘电阪取决于试样的表面电胞和本积也阻(见GB/T10064-2006) , 4 意义4. 1 通常.绝缘材料用于将电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘:固体绝缘材料还起机械支撑作用。对于这些用途，一般郁希望材料具有尽可能高的绝缘电阻.有均匀致的、得到认可的机械、

6、化学和耐热性能。表面电阻随湿度变化很快.而体积电阻随温度变化却很慢.尽管其最终的变化也许较大。4.2 体积电阻率能被用作选择特定用途绝缘材料的一个参数。电阻率随温度和程度的变化而显著变化.因此在为一些运行条件而设计时必须对其了解。体积电阻串的测量常被用于检查绝缘材料生产是否始终如一，或检测能影响材料质量而又不能用其他方法检测到的导电杂质。4. 3 当一直流电压加在与试样相接触的两电极之间时.通过i式样的电流会渐近地减小到一个稳定值。电流随时间的减小可能是由于电介质极化租可功离子位移到电极所致。对于体积电阻率小于1010 D m的材料.其稳定状态通常在分钟内达到，因此.经过这个电化时间后测定电阻

7、。对于体积电阻率较高的材料.电流减小的过程可能会持续到几分钟、几小时、几天甚至几星期。因此对于这样的材料.采用较长的电化时间.且如果合适.可用体积电阻率与时间的关系来描述材料的特性。4. 4 由于或多或少的体积电导总是要被包括到表面电导测试中去.因此不能精确而只能近似地测量表面电阻或表面电导。测得的擅主要反映被测试样表西污染的特性。而且试样的电容率影响污染物质的沉积，它们的导电能力又受试样的表面特性所影响。因此.表面电阻率不是个真正意义的材料特性.而是材料表商含有污染物质时与材料特性有关的一个参数。某些材料如层压材料在表面层和内部可能有很不同的电阻率.因此测量清洁的表面的内在性能是有意义的。应

8、完整地规定为获得一致的结果而进行清洁处理的程序.并要记录清洁过程中溶剂或其他因素对于表由特性可能产生的影响。表面电阻，特别是当它较高时.常以不规则方式变化.且通常非常依赖于电化时间。因此，测量时通常规定一分钟的电化时间。5 电源要求有很稳定的直流电压源。这可用蓄电池或一个整流辑、压的电源来提供。对电源的稳定度要求自电压变化导致的电流变化与被测电流相比可忽略不计。加到整个试样上的试验电压通常规定为100V、250V、500V、1000 V、2500V、5000V、10000V 和15000 V c最常用的电压是100V、500V和1000 V 0 在某些情况下，试样的电阻与施加电压的极性有关。如

9、果电阻是与极性有关的.则宜加以注明。取两次电阻菌的几何平均值(对数算术平均值的反对数)作为结果。由于i式样电阻可能与电压有f在存关系.因此应在报告中注明试验电压值。6 测量方法和精确度6. 1 方法测量高电阻常用的方法是直接法或比较法。直接法是测量加在i式样上的直流电压和i走过它的电流(伏安法)陌求得未知电阻。比较法是确定电桥线路中试样未知电阻与电阻器已知电阻之间的比值.或是在固定电压下比较通? GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 过这两种电阻的电流。附录A给出了描述这些原理的例子。伏安法需要一适当精度的伏特表，且该方法的灵敏度和精确度主要取决于电流测量装置的性能.该

10、装置可以是一个检流计或电子放大器或静电计。电桥法只需要一灵敏的电流检削器作为零点指示器，测量精确度主要取决于已知的桥臂电阻器.这些桥臂电阻应在宽的电阻值范围内具有高的精密度和稳定性。电流比较法的精确度取决于已知电阻器的精确度和电流测量装置，包括与它相连的测量电阻器的稳定度和线性度。只要电压是恒定的.电流的确切数值并不重要。对于不大于1011n的电陋，可以按照11.1用检流计采用伏特计一安培计法来测定其体积电阻率。对于较高的电阻.则推荐使用直流放大器或静电计。在电桥法中，不可能直接测量短路试样中的电流(见11.1)。利用电流测量装置的方法可以自动记录电流，以简化稳态测试过程(见11.1)。现已有

11、测量高电阻的一柴专门的线路和仪器。只要它们有足够的精确度和稳定度.且在需要时能使试样完全短路并在电化前测量电流者，均可使用。6.2 精确度对于低于1010n的电阻.测量装置测最未知电阻的总精确度应至少为10%。而对于更高的电阻，总精确度应至少为土20%。详见附录Ac6. 3 保护组成测量线路的绝缘材料.最好应具有句被试材料盖不多的性能。试样的测因产生:a) 外来寄生电压引起的杂散电流.通常不知道它的大小.并具有漂移的特点:可以由下列原b) 具有未知而易变的电阻值的绝缘与试样电阻、标准电阻器或电流测量装置的不正常的分路。使线路所有部分在使用状态下有尽可能高的绝缘电阻来近似地修正这些影响因素。这种

12、做法可能导致测试设备很笨重.雨又不足以测量高于几百兆欧的绝缘电阻。较为满意的修正方法是使用保护技术来实现。保护就是在所有关键的绝绿部位插入保护导体，保护导体截住所有可能引起误差的杂散电流。这些保护导体联接在一起.组成保护系统并与测量端形成三端网结。当线路联接恰当时.所有外来寄生电压产生的杂散电流被保护系统分流到测量电路以外.任一测量端到保护系统的绝缘电阻与一电阻低得多的线路元件并联，1;式样电阻仅限于两测量端之间。采用这个技术可大大地减小误蕴概率。图1为使用保护电极测量体积电阻和表面电阻的基本线路。留5和商7给出了电流测量法中保护系统的使用方法，因中指出保护系统接到电掘和电流测量装的连接点。图

13、6表示惠斯登电桥法.其保护系统接到两个较低电阻值的桥臂的连接点上。在所有情况下.保护系统必须完善.包括对测试人员在测量时操作的任何控制仪器的保护。在保护端和被保护端之间所存在的电解电动势、接触电动势或热电动势较小时，均能被补偿掉.使这样的电动势在测量中不会引入显著的误差。在电流测蠢法中.由于电流测量装置与被保护端和保护系统之间的电阻并联可能产生误差.因此.这个电阻宜至少为电流测量装置电盟的10倍，最好为100倍。在有生星电桥法中.保护端和测量端具有大致相同的电位.不过电桥中的一个标准电阻器与不保护端和保护系统之间的电阻是并联的。这个电阻应至少为标准电阻的10倍.最好为100倍。为确保设备的操作

14、令人满意.应先断开电源和试样的连线进行一次测量。此时.设备应在它的灵敏度许可范围内指示出无穷大的电阻。如果有一些已知电阻值的标准电阻.则可用来检查设备远行是否良好。3 GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 7 试样7. 1 体积电阻率为测定体积电阻率试样的形状不限，只要能允许使用第三电极来抵消表面效应引起的误差即可。对于表面泄漏可忽略不计的试样，测量体积电阻时可去掉保护只要己证明去掉保护对结果的影响可忽略不计。在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的问晾要有均匀的宽度并且在表面泄漏不致于引起常至少为25IDIDo不保护的长度13)应该等于保护摩度。7.2 表面电阻率为现

15、1定表团电荐使用图2及图3保护电极。可直面电阻和这两个的10倍，通常也可以便80 ffiffio 8 电极材料8. 1 概述绝缘材料用的电些典型的电极材料。电极)_)_简便的做法是用两种不|页8.2 导电银漆l2 )加上至少2倍的试样引起的误差即可。推电极，电极2作为不，划电极尺寸合适时，少应为试样厚度1 )应连少为试样厚度h.因此.为了Ji!定时、旦不致于因电极电阻或腐蚀。下面是可使用的某些高导电率的商品银漆，无论是气干的或低温烘干的.是足够疏松的、能透过湿气，因此可在加上电极后对试样进行条件处理。这种特点特别适合研究电阻一湿气效应以及电阻随温度的变化。然而，在导电漆被用作一种电极材料以前应

16、证实漆中的洛剂不影响试样的电性能。用精巧的毛刷可做到使保护电极的边缘相当光滑。但对于困电极，可先用国规画出电极的轮廊，然后用刷子来涂满内部的方法来获得精细的边缘。如电极漆是用喷枪喷上去的，则可采用固定模框。8.3 暇镀金属可使用能满意地粘合在试样上的喷镀金属。静的喷镀电极的优点是一旦喷在试样上便可立即使用。、这种电极或许是足够疏松的，可允许对试样进行条件处理但这一特点应被证实。固定的模框可用来制取被保护电极与保护电极之间的间隙。-一句GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 8. 4 蒸发或阴极真空喷镀金属能证明材料不受离子轰击或真空处理的影响时.蒸发或阴极真空喷镀金属能在

17、与8.3给出的相同条件下使用。8.5 液体电极使用液体电极往往能得到满意的结果。构成上电极的液体应被框住，例如用不锈钢环来框住，每个环的下边缘在不接触液体的一由被斜削成锐边。图4给出了使用液体电极的装置。不推荐长期使用或在高温下使用水银，因为它有毒。8. 6 肢体石墨分散在水中或其他合适媒质中8. 7 导电橡皮导电橡皮可用作电极本2 kPa(O. 2 N/cm2)时8.8 金属铺金属筒可粘贴门粘贴到试样上分子量为6水要在一个飞块干净的薄珉且通过精心操作，、9 试样处置电极之间或测测试时加电极到试样通道。测10 条件处理于只是在测定时才将电极放守在加上适当的压力例如面电阻。铅、锦铅合料作为粘贴剂

18、将它锚的边缘，再用一常平滑的试样。不良影响的杂散电流另个试样的未被触摸过推荐按GB/T10580-2003进行条件处理;由各种盐溶液所产生的相对湿度在IEC60260中给出。可以采用机械蒸发系统。体积电阻率和表面电E且率都对温度变化特别敏感。这种变化是指数式的。因此必须在规定的条件来测量试样的体积电阻和表面电阻。由于水分被吸收到电介质内是相对缓慢的过程，因此测定温度对体积电阻率的影响需要延长处理期。吸收水分店通常会降低体积电阻。有些试样可能需要处理数月才能达到平衡。11 试验程序试样按本标准第7章、第8章、第9章、第10章进行准备。D GB/T 1410-2006/IEC 60093: 198

19、0 测量试样及电极的尺寸、表面间隙的宽度g(两电极之间距离)，精确到士1%。然而，如有必要，对薄试样可在有关的规范中规定不同的精确度。为测定体积电阻卒，应按照有关的规范测量每个试样的平均厚度，其厚度测量点应均匀地分布在由被保护电极所覆盖的整个面积上。注:对子薄试样无论如何在加上电极前测量厚度。一般说来，应与条件处理时相同的理度(浸在液体中的条件处理除外)和温度下测试电距。但有时也可在停止条件处理后的规定时间内进行测量。11. 1 体积电阻在测试以前应使试样具有电介质稳定状态。为此，通过测量装置将试样的测量电极1和3短路(团1a)，逐步增加电流测量装置的灵敏度到符合要求，同时观察短路电流的变化，

20、如此继续到短路电流达到相当假定的值为止，此值应小于电化电流的稳定值，或者小于电化100min的电流。由于短路电流有可能改变方向.因此即使电流为零，也要维持短路状态到需要的时间。当短路电流10变得基本恒定时(可能需要几小时)，记下I。的值和方向。然后加上规定的直流电压并同时开始记时。除非另有规定，在如下每个电化时间作一次测里:1 min、2min、5min、10min 、50min、100mi凡如果两次连续测量得出同样的结果，则可以结束试验并用这个电流值来计算体积电阻。记录第一次观察到相同测量结果时的电化时间。如果在100min内不能达到稳定状态，则记录体积电阻与电化时间的函数关系。作为验收试验

21、，按照有关规泣的规定.使用一个固定的电化时间如1min后的电流值来计算体积随率。11.2 表面电阻施加规定的直流电压，Ui!定试样表面的两个测量电极(自1b)中电极1和2)间的电阻。应在1min 的电化时间后测量电阻.即使在此时间内电流还没有达到稳定的状态。12 计算12. 1 体积电阻率体积电阻率按下式计算:pv=R13 式中:v一一体积电阻率.单位为欧姆米(1 m) (或欧姆腥米(1 cm); Rx一-按11.1测得的体积电阻.单位为欧姆(1); A一是被保护电极的有效面积，单位为平方米(m)(或平方厘米(crn2);h一式样的平均厚度.单位为米(rn)(或厘米(crn)。在附录中给出了某

22、些特殊的电极装置的有效面积A的计算公式。对于某些具有高电阻率的材料.电化以前的短路电流10(见11.1)与电化期间的稳定电流Is相比不能忽略不计3在这种情况下按下式确定体积电阻:6 Rx Ux Is :l: 10 式中:Rx一一体积电阻.单位为欧姆(1): Ux 施加电压.单位为伏(V); 1，为电化期间的稳态电流.单位为安U)，或在电化期间如果电流是变化的.则为1rnin、10 rnin和100rnin时的值.单位为安(A): 回GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 Io一电化前的短路电流.单位为安(A)。当I。与I，方向相同时使用负号，反之使用正号。12.2 表面电

23、阻率表面电阻率应按下式计算:p-g VA R - E 式中:p，一一一表面电阻率，单位为欧姆(D); Rx按11.2规定而测得的表面电阻，单位为欧姆(D); P一一特定使用电极装置中被保护电极的有效周长.单位为米(m)(或厘米(cm); g一一两电极之间的距离，单位为米(m)(或厘米(cm)。12.3 蠢现性由于给定试样的电阻随试验条件而改变以及各个试样之间材料的不均匀性，故通常即量的不重现性不是接近于i:10%，而常常有较大的分散性(在大致相同的条件下测得值的比值可能会是10比1)。为使在相似的试样上进行的测量具有可比性，必须在大致相等的电位梯度下进行测量。13 报告提告应至少包括下述情况:

24、a) 关于材料的说明和标志(名称、等级、颜色、制造商等); b) 试样的形状和尺寸:c) 电极和保护装置的形式、材料和尺寸;d) 试样的处理(清洁、预干燥、处理时间、湿度和温度)等;e) 试验条件(试样温度、相对摄度); f) 测量方法;g) 施加电压:h) 体积电阻率(需要时): 注1:当规定了一个固定的电化时间时.注明此时间.给出个别值.并报告中佳作为体积电阻率c注2:当在不同的电化时闵琦测试时，应按如下要求报告:当在相同的电化时间里试祥达到一个稳定状态时，绘出个别值.并报告中值作为体和、电阻率。在这个电化时间里有某些试样不能达到稳定状态.则报告不能达到稳定状态的试样数，并分别地给出它们的

25、结果。当测试结果取决于电化时间时.则报告它们之间的关系.例如:以图的形式或给出在电化1mi凡10min和100min 后的体积电阻率的中值3i) 表面电阻卒(需要时): 给出电化时间为1min的个别植.并报告其中值作为表面电阻率。7 GB/T 1410-一2006/IEC60093: 1980 8 在)测量体积电阻率线一一被保护电报; 保护电极;一一不保护电极。l一一被保护电极;2一一保护电极;3一一试样;4一一不保护电极zdj一一被保护电极直径:d, 保护电极内径;d，一一一保护电极外径:d，一一-不保护电极直径;g一一电极间隙;h一-式样厚度。回2平板试样上的电极装置示倒呵呵呵喃喃-F 1

26、一一不保护电极;2一保护电极:3一一被保护电极34一一试祥;l, 被保护电极长度;电极两内边缘之间的长度:13一一保护电极两外边缘之间的长度;l，不保护电极长度:E一一电极间隙;h一试样厚度;do 试样外径。GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 回3管状试样上的电极装置示例9 一一圃GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 4 2 1一一被保护电极;2一一一保护电极;3一不保护电极;4一一试样。液体电极装置图4一一工一一用作1ti量表部电阻时按图1b)联接试祥围5用来测量体积电阻的伏安法线路10 GB/立1410-2006/IEC60093: 198

27、0 一- l _l,_ 一啤翩翩-用作测量表面电随时按图lb)联接试样阔6用于测量体积电隘的惠斯登电桥法V 用作测量表面电阻时按图lb)联接试样图7用作那量体积电阻的检流计法11 GB/T 1410-一2006/IEC60093: 1980 附录A(资料性酣景)测试方法及其精确度的例子A.1 伏安法本直接法应用如图5所示的线路。用直流电压表测量所施加的电庄。用电流测量装置甜童电流，电流测量装置可以是检流计(现在巳很少使用)、电子放大器或静电计。一般说来，当试样被充电时，测量装置嗦品以撤翻地F损坏。检流计宜具有高的计算如下:式中:U一一-所施加的电走一一检流计的灵电阻不超过1010具有高的输入童

28、装置。借助于电式中:这里.能以差、放大器的零点漂1016 n的电阻可用具有很求的精确度来测量。A.2 比较法A. 2.1 惠斯登电桥法、十可直自来作为电流测、刻度。是由指示器误，咀益的不稳定性是1012 n的电阻器是有满刻度偏转.则能如图6所示，试样与惠斯登电桥的一个臂相连接。三个己知桥臂应具有尽可能高的电阻值，它们受到桥臂中电阻器的固定误差所限制。通常也阻儿是以十进级变化的，也阻R气用来作平衡微词，而R引在测量过程中是因定不变的。检测器是一个直流放大器，它的输入电阻比电桥内任何一个桥臂的电阻值都高。未知电阻Rx计算如下:12 R, = R:_R x R了7 GB/T 1410一2006/IE

29、C60093: 1980 式中:R. 、RB和R如图6所示。当零指示器有足够的灵敏度时.计算出的电陋的最大百分误差是R.，RB和R的百分误差的总和。如果R九和RB为绕线电阻，且其值较假例如1M口，则它们的误差可忽略不计.测量很高的电阻时R可选为109D，R的测量精确度为土2%。测定比值RB/R.的精确度取决于零指示器的灵敏度。如果未知电阻Rx二三R，则测定比值r口RB/R.飞时的不精确性!:.r由!:.r/r=Ig Rx/U来决定，式中Ig是零指示器的最小分辨电流，U是施加到电桥的电压。例如.使用电子放大器，其输入电阻为1M口，满刻度偏转时的输入电压为10-5V，则最低的分辨电流约为2X 10

30、一13A，相当于满刻皮偏转的2%。当Ig为此佳，U=100V ,R=1013 D时.可得到今r/r=0.02或2%。电阻值不大于1俨Dl俨0的电阻可墅里盟主主患挂些在100V下以所要求的精确度来测量。A. 2. 2 电流表法本方法采用图7所示的线路，露在与A.1愤造的一样，命总一个己知电租值的电阻器R和矿唱一耀达路也越禄同机飞用来短路未知电阻的开关。重露如畏汝岱府等#打开时前一也值要比朵都电阻值Rx大得多，确保不影响后者的测量，很容易得拿走。通常为了在试样路望。如果F电流测量装13 GB/T 1410一2006/IEC60093: 1980 附录8(资料性附录)A和P的计算公式对于大多数用途，

31、计算被保护电极的有效面积A和有效周长p，下列近似公式已足够精确。B. 1 有效面积Aa) 圆电极(周2)A=穴(dj十g)2/4b) 长方形电极A口(十g)(b十g)c) 正方形电极A=(a十g)2d) 管状电极(圄3)A=穴(do-h) (lj十g)式中do、dj、g，h和lj为图2、图3中所指的尺寸，当被保护电极为长方形或正方形时和b分别为长度和宽度。尺寸均用米(或厘米)表示。B.2 有效周长Pa) 盟电极(囱2)P=(dj十g)b) 长方形电极P=2(十b十2g)c) 正方形电极P=4(十g)d) 管状电极(图3)P=2rrdo 式中符号的意义与B.l中的相同。14 F E GB/T 1

32、410-2006/IEC 60093: 1980 附录C (资料性附亲)本标准章条编号与I览C60093: 1980章条缩号对照表C.1给出了本标准章条编号与IEC60093: 1980章条编号对照一览表。表C.1本标准章条编号与IEC60093: 1980章条编号对照本标准章条编号对应的国际标准章条编号1 l 2 3 2 3. 13. 5 2.1-2.5 4 3 4.1-4.4 3.1-3.4 5 4 6 :J 6. 16. 3 5.1-5.3 7 6 7. 17. 2 6.1-6.2 8 7 8.1-8.8 7.1-7.8 9 8 10 9 11 10 11. 1-11. 2 10.1-1

33、0.2 12 11 12.1-12.3 11. 1-11. 3 13 12 中华人民共和国国家标准固体绝缘材料体积电盟率和表商电阻率试验方法GB/T 1410-2006/IEC 60093: 1980 9峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销奇峰开本880X12301/16 印张1.25 字数30千字2006年7月第一版2006年7月第一次印刷提书号:155066 1-27634 定价13.00元GB/T 1410-2006 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533。F的80UM问问CON-OF立阳、圈。