Сфера применения электроизоляционных материалов
Настоящий стандарт распространяется на твердые электроизоляционные материалы, включая пленки из высокомолекулярных соединений толщиной 0,003 мм и более, и устанавливает методы определения при постоянном напряжении следующих характеристик:
- удельного объемного сопротивления ρv;
- удельного поверхностного сопротивления ρs;
- внутреннего сопротивления Ri;
- сопротивления изоляции R.
Методы применимы в диапазоне температур от −60 до +250 °C.
Стандарт не распространяется на пенопоропласты, конденсаторную бумагу и электроизоляционные материалы толщиной 0,03 мм и менее.
Отбор и подготовка образцов
Образцы для испытаний не должны иметь видимых короблений, трещин, сколов, вмятин, заусенцев и загрязнений, препятствующих плотному прилеганию электродов. Поверхности после механической обработки должны быть гладкими, без выбоин и царапин, а плоскости — параллельными.
Допускается очистка поверхности образца растворителем, не влияющим на свойства материала. Механические операции, такие как сверление и расточка, выполняют до подготовки образцов к испытанию.
Толщину образца определяют как среднее арифметическое измерений в пяти точках в предполагаемой области расположения измерительного электрода.
- погрешность измерения толщины — не более ±(1 % + 0,002 мм);
- разброс по толщине — не более 2 % при толщине ≥ 0,5 мм;
- разброс по толщине — не более 5 % при толщине < 0,5 мм.
Если в стандартах или технических условиях на конкретный материал не указано нажимное давление при измерении толщины, его принимают равным давлению электродов при испытании.
Рекомендуемые формы и размеры образцов
| Определяемая характеристика | Форма образцов | Размер образца | Количество образцов |
|---|---|---|---|
| ρv, ρs | Плоская (круг, квадрат) | От 25 до 150 мм | Не менее 3 |
| ρv, ρs | Трубчатая | От 100 до 300 мм | Не менее 3 |
| ρs | Стержневая | От 50 до 100 мм | Не менее 3 |
Образцы для определения сопротивления изоляции и внутреннего сопротивления
- Для плоских, трубчатых, цилиндрических и стержневых материалов толщиной от 1 до 50 мм применяют образцы с двумя сквозными отверстиями для электродов.
- Расстояние между центрами отверстий A — 25 ± 1 мм или 15 ± 1 мм.
- Минимальные размеры плоских образцов: 50 × 75 мм при A = 25 ± 1 мм и 35 × 50 мм при A = 15 ± 1 мм.
- Для трубчатых, цилиндрических и стержневых образцов длина должна быть не менее 75 мм, минимальный диаметр — 20 мм.
- Для определения сопротивления изоляции по поверхности рекомендуются плоские образцы размером не менее 60 × 150 мм.
- Для листовых и ленточных материалов толщиной менее 1 мм: ширина не более 25 мм, длина не менее 50 мм.
- Для внутреннего сопротивления применяют образцы с двумя несквозными отверстиями, расстояние между центрами отверстий — 15 мм.
Количество образцов для определения сопротивления изоляции и внутреннего сопротивления должно быть не менее трех.
Электроды и схемы их применения
Электроды должны обладать высокой проводимостью, обеспечивать надежный электрический контакт по всей поверхности соприкосновения с образцом и не влиять на свойства испытываемого материала.
Размеры электродов для плоских образцов
| Диаметр измерительного электрода, мм | Диаметр соответствующего высоковольтного электрода, не менее, мм | Ширина охранного электрода, не менее, мм |
|---|---|---|
| 10 ± 0,2 | 20 | 2 |
| 25 ± 0,2 | 40 | 5 |
| 50 ± 0,2 | 75 | 10 |
| 75 ± 0,2 | 100 | 10 |
| 100 ± 0,2 | 125 | 10 |
Ширина охранного электрода должна быть не менее двойной толщины образца. Зазор между измерительным и охранным электродами принимают равным 2 ± 0,2 мм.
Типы электродов
- металлические нажимные электроды;
- электроды из алюминиевой, оловянной, свинцовой фольги толщиной от 5 до 20 мкм;
- электроды из токопроводящей резины;
- электроды из серебра, платины, золота, меди, алюминия, нанесенные в вакууме;
- электроды из сухого графита или графитовой суспензии;
- ртутные электроды;
- штифтовые, ленточные, ножевые и брусковые электроды для специальных испытаний сопротивления изоляции и внутреннего сопротивления.
Требования к электродному слою
- электродный слой должен быть плотным и равномерным, без просветов;
- сопротивление электродного слоя — не более 100 Ом;
- сопротивление проверяют между двумя точками на расстоянии 1 см;
- шероховатость рабочих поверхностей электродов — Ra < 0,20 мкм на базовой длине 0,25 мм по ГОСТ 2789—73.
Проведение измерений
Требования к измерительным устройствам
Измерение сопротивлений должно проводиться при постоянном напряжении, нестабильность которого не должна превышать 1 % при токе не более 1 мА. Погрешность измерения напряжения — не более 2 %.
При использовании выпрямительных устройств пульсация не должна превышать 1 %.
| Величина измеряемого сопротивления, Ом | Допустимая погрешность, % |
|---|---|
| До 10⁹ | ±5 |
| Св. 10⁹ до 10¹³ | ±10 |
| Св. 10¹³ | ±20 |
При отключенном образце в измерительной цепи допустимый ток должен быть не менее чем на два порядка ниже, чем ток при подключенном образце.
Испытательное напряжение и выдержка
Напряжение, при котором выполняется измерение, должно быть указано в стандартах или технических условиях на материал. Рекомендуемые значения:
- 50 В;
- 100 В;
- 250 В;
- 500 В;
- 1000 В.
Перед началом испытаний электроды на образце должны быть замкнуты не менее 1 мин до подачи испытательного напряжения.
Если специальные указания отсутствуют, отсчет результата проводят на 60-й секунде после приложения напряжения.
При повторных измерениях образец необходимо деполяризовать путем заземления электродов через измерительный прибор.
Основные рассчитываемые параметры
Стандарт устанавливает определение четырех электрических характеристик:
- удельное объемное сопротивление;
- удельное поверхностное сопротивление;
- сопротивление изоляции;
- внутреннее сопротивление.
Формулы расчета
| Показатель | Обозначение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Удельное объемное сопротивление | ρv | Ом·м | Рассчитывается по геометрии образца и измеренному объемному сопротивлению Rv |
| Удельное поверхностное сопротивление | ρs | Ом | Рассчитывается по геометрии образца и измеренному поверхностному сопротивлению Rs |
| Сопротивление изоляции | R | Ом | Считывается со шкалы прибора или определяется по формуле R = U / I |
| Внутреннее сопротивление | Ri | Ом | Считывается со шкалы прибора или определяется по формуле R = U / I |
Для расчета используются следующие параметры: диаметр измерительного электрода, наружный и внутренний диаметр трубки, ширина зазора между измерительным и охранным электродами, толщина образца, длина и ширина измерительного электрода.
При измерении сопротивления изоляции ленточными электродами результат для трубчатых и цилиндрических образцов приводят к длине электродов 100 мм. Для образцов шириной менее 25 мм сопротивление приводят к ширине 25 мм.
За результат испытания принимают медиану из нечетного числа измерений, расположенных в порядке возрастания значений.
Технические требования к оформлению результатов
Протокол испытания должен содержать:
- описание материала: наименование, сорт, цвет, изготовитель, стандарт или ТУ;
- форму, размеры, количество и обработку образцов;
- тип и размеры электродов;
- условия подготовки образцов;
- условия испытания: температура, влажность, продолжительность;
- описание испытательной установки;
- величину и полярность испытательного напряжения;
- метод измерения;
- время выдержки под напряжением перед измерением;
- медиану из результатов измерений.
Термины и определения
| Термин | Определение |
|---|---|
| Объемное сопротивление | Отношение напряжения к току, протекающему через толщину образца материала между двумя приложенными электродами. |
| Поверхностное сопротивление | Отношение напряжения к току, протекающему по поверхности образца между двумя электродами, расположенными на одной стороне. |
| Сопротивление изоляции | Отношение напряжения к общему току, протекающему по поверхности и через толщу образца между двумя электродами. |
| Внутреннее сопротивление | Отношение напряжения к току, протекающему между двумя цилиндрическими или коническими электродами, расположенными в отверстиях образца. |
| Удельное объемное сопротивление | Отношение напряженности электрического поля к плотности тока, проходящего через объем образца. |
| Удельное поверхностное сопротивление | Отношение напряженности электрического поля к току на единицу ширины поверхности образца. |
Ссылочные нормативные документы
| Обозначение | Наименование | Назначение в стандарте |
|---|---|---|
| ГОСТ 6433.1—71 | Материалы электроизоляционные твердые. Общие требования к методам испытаний | Используется для выбора условий нормализации, кондиционирования и испытаний образцов |
| ГОСТ 2789—73 | Параметры и характеристики шероховатости поверхности | Используется для нормирования шероховатости рабочих поверхностей электродов |
| СТ СЭВ 2411—80 | Стандарт СЭВ | Указано соответствие настоящего ГОСТ требованиям СЭВ |
| Публикация МЭК 93, 1980 | International Electrotechnical Commission | Указано соответствие международным методам измерения сопротивления |