(高清版)GB∕T 31838.2-2019 固體絕緣材料 介電和電阻特性 第2部分：電阻特性(DC方法) 體積電阻和體積電阻率

固體絕緣材料介電和電阻特性第2部分：電阻特性(DC方法)體積電阻和體積電阻率[IEC62631-3-1:2016,Dielecmaterials—Part3-1:Determinationofresistiveproperties(DCmethoVolumeresistanceandvolum2019-06-04發(fā)布2020-01-01實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局 12規(guī)范性引用文件 1 1 25試驗(yàn)方法 2 6 6 7 8ⅢGB/T31838.2—2019/IEC626GB/T31838《固體絕緣材料介電和電——第1部分：總則；——第2部分：電阻特性(DC方法)體積電阻和體積電阻率；——第3部分：電阻特性(DC方法)表面電阻和表面電阻率；——第4部分：電阻特性(DC方法)絕緣電阻。本部分為GB/T31838的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T1410—2006《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻試驗(yàn)方法》,與GB/T1410—2006相比主要技術(shù)變化如下：——修改了規(guī)范性引用文件(見第2章，2006年版的第2章);2006年版的第5章、6.2、6.3、第7章～第10章);——將“測量方法、試驗(yàn)程序、體積電阻率”整合為“試驗(yàn)程序”(——刪除了“表面電阻”和“表面電阻率的計(jì)算”(見2006年版的11.2和12.2);——修改了“重現(xiàn)性”(見第8章，2006年版的12.3);——刪除了附錄A、附錄B、附錄C(2006年版的附錄A、附錄B本部分使用翻譯法等同采用IEC62631-3-1:2016《固體絕緣材料的介電和電阻特性第3-1部分：確定電阻特性(DC方法)體積電阻和體積電阻率一般方法》。與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下： GB/T1981.2—2009電氣絕緣用漆第2部分：試驗(yàn)方法(IEC60464-2:2001及2006第1 GB/T1981.3—2009電氣絕緣用漆第3部分：熱固化浸漬漆通用規(guī)范(IEC60464-3-2: GB/T2411—2008朔料和硬橡膠使用硬度計(jì)測定壓痕硬度(邵氏硬度)(ISO868:2003, GB/T5132.1—2009電氣用熱固性樹脂工業(yè)硬質(zhì)圓形層壓管和棒第1部分：一般要求 GB/T5132.2—2009電氣用熱固性樹脂工業(yè)硬質(zhì)圓形層壓管和棒第2部分：試驗(yàn)方法 GB/T5132.5—2009電氣用熱固性樹脂工業(yè)硬質(zhì)圓形層壓管和棒第5部分：圓形層壓模 GB/T6554—2003電氣絕緣用樹脂基反應(yīng)復(fù)合物第2部分：試驗(yàn)方法電氣用涂敷粉末 GB/T10580—2015固體絕緣材料在試驗(yàn)前和試驗(yàn)時采用的標(biāo)準(zhǔn)條件(IEC60212:2010, GB/T15022.1—2009電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物第1部分：定義及一般要求 GB/T15022.2—2017電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物第2部分：試驗(yàn)方法(IEC60455-2: GB/T15022.3—2011電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物第3部分：無填料環(huán)氧樹脂復(fù)合物(IEC60455-3-1:2003,IDT); -GB/T15022.4—2009電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物第4部分：不飽和聚酯為基的浸漬樹 -GB/T15022.5—2011電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物第5部分：石英填料環(huán)氧樹脂復(fù)合物本部分做了下列編輯性修改：——將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《固體絕緣材料介電和電阻特性第2部分：電阻特性(DC方法)體積本部分由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本部分由全國電氣絕緣材料與絕緣系統(tǒng)評定標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC301)歸口。本部分由全國電氣絕緣材料與絕緣系統(tǒng)評定標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC301)歸口。本部分起草單位：蘇州電器科學(xué)研究院股份有限公司、煙臺民士達(dá)特種紙業(yè)股份有限公司、機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、浙江博菲電氣股份有限公司、四川東材科技集團(tuán)股份有限公司、蘇州巨峰電氣絕緣系統(tǒng)股份有限公司、蘇州太湖電工新材料股份有限公司、上海電纜研究所有限公司、無錫江南電纜有限公司、江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院、中電科儀器儀表有限公司、南京中超新材料股份有限公司、廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院、中安達(dá)電氣科技股份有限公司、無錫統(tǒng)力電工股份有限徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院、云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)江蘇省電力有公司、張麗。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：1GB/T31838.2—2019/IEC62631-3-1:固體絕緣材料介電和電阻特性第2部分：電阻特性(DC方法)體積電阻和體積電阻率GB/T31838的本部分規(guī)定了直流電壓下確定固體絕緣材料體積電阻和體積電阻率的試驗(yàn)方法。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。IEC60212固體絕緣材料在試驗(yàn)前和試驗(yàn)時采用的標(biāo)準(zhǔn)條件(StandardconditionsforusepriortoandduringthetestingofsolidelectricalinsulatingmaterialIEC60455(所有部分)電氣絕緣用樹脂基活性復(fù)合物(ResinbasedreactivecompoundsusedforIEC60464(所有部分)電氣絕緣用漆(Varnishesusedforelectricalinsulation)IEC61212(所有部分)電氣用熱固性樹脂工業(yè)硬質(zhì)圓形層壓管和棒(Industrialrigidroundlami-natedtubesandrodsbasedonthermosettingresinsforelectricalpurpISO868塑料和硬質(zhì)橡膠使用硬度計(jì)測定壓痕硬度(邵氏硬度)[Plasticsandebonite—Deter-minationofindentationhardnessbymeansofadurometer(Shorehardness)]3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。體積電阻volumeresistance施加在與絕緣介質(zhì)相對表面接觸的兩個電極間的直流電壓與給定時間流過介質(zhì)的電流之比。體積電阻率volumeresistivity在給定的時間及電壓下，直流電場強(qiáng)度與絕緣介質(zhì)內(nèi)部電流密度之比。雜散電流straycurrent對地的或埋在地下的金屬結(jié)構(gòu)接地而引起的泄漏電流。2GB/T31838.2—2019/IEC絕緣材料通常用于將電氣系統(tǒng)中各組件之間或組件對地之間進(jìn)行電氣隔離。固體絕緣材料還起到機(jī)械支撐的作用。因此，在應(yīng)用絕緣材料時，期望其具有盡可能高的絕緣電阻及得到認(rèn)可的機(jī)械性能、化學(xué)和耐熱性能。體積電阻是材料絕緣電阻的一部分。體積電阻率可作為選用合適的絕緣材料的一個輔助方法，其可能隨測量溫度和濕度的變化而顯著變化，因此在選用材料時，應(yīng)了解其使用條件和環(huán)境。當(dāng)直流電壓施加到兩電極之間的試樣上時，通過試樣的電流會逐漸減小到一個穩(wěn)定值。電流隨時間的減小可能是由于介質(zhì)的極化和載流子遷移到電極所致。對于體積電阻率小于1010Ω·m的材料，電流通常在1min內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對于具有更高體積電阻率的材料，電流減小并趨于穩(wěn)定的過程可能會持續(xù)幾分鐘、幾小時、幾天甚至幾周。因此，對于這樣的材料，可采用較長的施加電壓時間。5試驗(yàn)方法一般方法給出了可被普遍用于各類材料的測量方法，對于一個特定類型的材料，應(yīng)使用本部分規(guī)定的特定的試驗(yàn)方法。體積電阻和體積電阻率的測量應(yīng)考慮測量電路的特性以及該材料的特有電性能。試驗(yàn)時，所施加的試驗(yàn)電壓很高，應(yīng)注意防止觸電。試驗(yàn)施加電壓所產(chǎn)生的極化效應(yīng)會影響下一次的測量結(jié)果，因此連續(xù)兩次測量期間應(yīng)保證足夠長的時間間隔，以消除極化效應(yīng)。5.2電源與電壓所施加電壓源應(yīng)為穩(wěn)定的直流電壓源，可由蓄電池或整流穩(wěn)壓電源提供。對于電源的穩(wěn)定度，由電壓不穩(wěn)所引起的電流變化應(yīng)足夠小，而不影響測量的有效性。試驗(yàn)電壓通常規(guī)定為10V、100V、500V、1000V和10000V。如無特殊規(guī)定，推薦采用100V電壓。5.3.1精確度可采用任何合適的設(shè)備，但測量裝置的精確度至少滿足下列要求：——電阻低于1010Ω,測量誤差不大于士10%;——電阻介于1010Ω到101?Ω之間，測量誤差不大于士20%; 電阻高于101?Ω,測量誤差不大于±50%。組成測量線路的絕緣材料，宜具有與被測材料近似的特性。下列原因可能導(dǎo)致測量產(chǎn)生誤差：3——具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標(biāo)準(zhǔn)電阻器或電流測量裝置的不正常的分——表面電阻可能比體積電阻低一個數(shù)量級。通過盡可能地提高測量線路所有部分的絕緣電阻，來近似地更正上述誤差。但這種做法可能導(dǎo)致測量設(shè)備復(fù)雜且笨重，而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻?？赏ㄟ^使用保護(hù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更為合適的修正。保護(hù)是指在所有關(guān)鍵的絕緣部位插入保護(hù)導(dǎo)體，可阻攔所有可能引起誤差的雜散電流。這些保護(hù)導(dǎo)體聯(lián)接在一起，組成保護(hù)系統(tǒng)，并與測量端形成三電極系統(tǒng)。當(dāng)線路連接恰當(dāng)時，所有外來寄生電壓產(chǎn)生的雜散電流被保護(hù)系統(tǒng)分流到測量電路以外，任一測量端到保護(hù)系統(tǒng)的絕緣電阻宜與比電阻低得多的線路元件并聯(lián)，試樣電阻僅指兩測量電極之間的絕緣電阻。采用這個技術(shù)可大大減小誤差概率。圖1為使用保護(hù)電極測量體積電阻的基本線路。圖1含有保護(hù)電極的基本線路連接圖保護(hù)端和被保護(hù)端所存在的電壓(如電解電動勢和熱電動勢)較小時，可以通過補(bǔ)償消除。應(yīng)注意這些電壓不會在測量過程中引起顯著誤差。在電流測量法中，由于電流測量裝置與被保護(hù)端和保護(hù)系統(tǒng)之間的電阻并聯(lián)可能產(chǎn)生誤差。為確保設(shè)備的正常運(yùn)行，先斷開電源和試樣的連線進(jìn)行一次測量，在這些條件下，設(shè)備在它的靈敏度范圍內(nèi)指示出無窮大的電阻。如果有一些已知電阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻可以用作參考，則可用來檢查設(shè)備運(yùn)行是否試驗(yàn)用的電極材料是一類易于施加到試樣上、能與試樣表面緊密接觸、且不至于因自身電阻或?qū)υ嚇颖砻娴奈廴径牒艽笳`差的導(dǎo)電材料。在試驗(yàn)條件下，電極材料宜耐腐蝕。電極應(yīng)與給定的形狀和尺寸合適的襯墊電極一同使用。簡單的做法是用兩種不同的電極材料或兩種不同的使用方法來判斷電極材料是否會引入很大誤差。下面給出了可使用的典型的電極材料。4GB/T31838.2—2019/IEC某些高導(dǎo)電率的工業(yè)用銀漆，無論是氣干的或室溫烘干的，是足夠疏松的、能透過濕氣，從而可在加上電極后對試樣進(jìn)行條件處理。這種特點(diǎn)特別適合研究電阻-濕氣效應(yīng)，以及電阻隨溫度的變化。在導(dǎo)電漆被用作一種電極材料以前，宜證實(shí)漆中的溶劑不影響試樣的電性能。用細(xì)毛刷涂刷電極可以使保護(hù)電極的邊緣相當(dāng)光滑。但對于圓電極，可先用圓規(guī)畫出電極的輪廓，然后用刷子來涂滿內(nèi)部，以此獲得精細(xì)的邊緣。在使用噴槍噴涂電極漆時，可采用夾裝的模板。蒸發(fā)或噴鍍金屬當(dāng)確定材料不受離子轟擊、溫度應(yīng)力或真空處理影響時，可采用蒸發(fā)或噴鍍金屬的方法。液體電極使用液體電極往往能夠得到滿意的結(jié)果。構(gòu)成上電極的液體被框住，例如用不銹鋼環(huán)來框住，每個環(huán)的下邊緣在不接觸液體的一面被削成銳邊。圖2給出了使用液體電極的裝置，所選用液體材料可如鎵、銦、錫，這幾種材料在室溫下為液態(tài)，故推薦使用。不推薦使用水銀。圖2液體電極裝置膠體石墨分散在水中或其他合適媒質(zhì)中的膠體石墨，可在與導(dǎo)電銀漆相同的使用條件下使用。導(dǎo)電橡膠導(dǎo)電橡膠可被用作電極材料。它的優(yōu)點(diǎn)是能方便快捷地置于試樣上或者從試樣上移除。由于只是在測量時才將電極放到試樣上，因此它不妨礙試樣的條件處理。導(dǎo)電橡膠的絕緣電阻應(yīng)小于1000Ω。導(dǎo)電橡膠應(yīng)足夠柔軟，以確保其在加上適當(dāng)?shù)膲毫?，例?kPa(0.2N/cm2)時，能與試樣緊密接觸。ISO868規(guī)定的邵氏硬度為65～85的材料適合作為導(dǎo)電橡膠。金屬箔可粘貼在試樣表面作為測量體積電阻的電極，但不適用于測量表面電阻。鋁和錫箔被普遍作為金屬箔電極。通常用少量的凡士林、硅脂、硅油或其他合適的材料作為粘貼劑，將它們粘貼到試5 要在一個平穩(wěn)的壓力下粘貼電極，使之足以消除一切褶皺用一塊干凈的薄紙擦去多余的粘貼劑。用軟物(如手指)按壓能很好地做到這點(diǎn)。這個技巧僅適用于表面非常平滑的試樣。通過操作，粘貼劑薄層可減小到0.0025mm或更薄。5.4校準(zhǔn)測量設(shè)備應(yīng)根據(jù)被測量體積電阻的幅值進(jìn)行校準(zhǔn)。試樣的厚度應(yīng)盡量與實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)品厚度相同。如無其他規(guī)定，推薦使用長和寬大于或等于100mm、厚度為(1.0±0.5)mm的平板試樣。5.5.2試樣的推薦尺寸和電極的安放除非另有相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，否則推薦使用表1中給出的試樣尺寸。表1推薦試樣尺寸產(chǎn)品類型熱塑性成型部件—一熱固性成型部件玻纖增強(qiáng)不飽和聚酯模壓件(SMCBMC)參見IEC62631-3-11IEC60455定義的材料管材、棒狀、條狀制品—試樣的制作和形狀應(yīng)滿足相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)。在移動試樣和制備試樣的過程中，不應(yīng)使材料的性能發(fā)若試樣的表面是在與電極接觸的區(qū)域上機(jī)加工，則應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中記錄采用的機(jī)加工方式。試樣應(yīng)具有簡單的幾何形狀(例如平板型和圓筒型等)。6GB/T31838.2—2019/IEC6265.5.4試樣數(shù)量測量試樣的數(shù)量應(yīng)由相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)決定。若沒有可參考的標(biāo)準(zhǔn)，試樣數(shù)量應(yīng)至少為3個。5.5.5試樣的條件處理和預(yù)處理應(yīng)按照相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行試樣的條件處理或其他形式的預(yù)處理。若無相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按照IEC60212(標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件B),在23℃的室溫下和相對濕度50%條件下至少處理4天。5.6特定材料的試驗(yàn)程序特定材料的試驗(yàn)程序，可參照IEC60455-2、IEC60464-2和IEC61212-2。若有對特定材料規(guī)定的試驗(yàn)程序，則應(yīng)優(yōu)先采用。6試驗(yàn)程序應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)量準(zhǔn)備試樣，若無相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，則每個試驗(yàn)應(yīng)至少需要3個試樣。在加裝電極前，至少在5個