淺談絕緣材料體積電阻率與表面電阻率測量

絕緣材料體積電阻率與表面電阻率測量

   測量絕緣材料體積電阻率與表面電阻率應與選購件：“絕緣電阻率測試電極箱”配套使用，該測試電極是標準的三電極結構，見圖10：

                                        圖10

其中：（1）背電極（2）內電極（3）環形電極（外電極） （4）被測材料試樣

4.6.1 絕緣材料體積電阻率測量  

4.6.1.1用儀表所附的測試線連接儀表與電極箱，將被測材料式樣放在背電極與環形電極、內電極之間（如上圖），將電極箱上的選擇開關撥至“ RV ” 位置，紅、黑兩個夾子分別夾在紅、黑兩個接線柱上，此時儀表與電極的實際連接方式為：背電極接高壓輸出端；內電極接測量輸入端；環形電極接屏蔽端。

4.6.1.2 打開儀表電源, 測量絕緣電阻。

4.6.1.3 絕緣材料體積電阻率按下式計算:

              ρ_V = R_X×S / t

其中ρ_V：被測材料體積電阻率（Ω-cm）

     R_X：絕緣電阻測量結果（Ω）

     S：內電極圓柱面面積（cm²）本廠電極S =19.63 cm² ( 直徑D = 5cm )

     t：被測材料試樣的平均厚度（cm）

4.6.2 絕緣材料表面電阻率測量  

4.6.2.1將電極箱上的選擇開關撥至“ RS ” 位置，紅、黑兩個夾子分別夾在紅、黑兩個接線柱上，此時儀表與電極的實際連接方式為：背電極接屏蔽端；內電極接測量輸入端；環形電極接高壓輸出端。

4.6.2.2 打開儀表電源, 測量絕緣電阻值。

4.6.2.3 絕緣材料表面電阻率按下式計算:

                        ρ_S = R_X×K_S

其中ρ_S：被測材料表面電阻率（Ω）                                   

     R_X：絕緣電阻測量結果（Ω）

     K_S：表面電阻率電極系數   本廠電極K_S =81.68

4.7電流測量（僅ZC90G）

4.7.1 將“測量—電池”選擇開關（20）撥至“測量”檔位，將 “電阻—電流”選擇開關（21）撥至“電流”檔位，打開電源開關, 顯示屏上出現“I（A）”字符，說明儀表進入電流測量狀態, 將高壓（校零）選擇開關（15）撥至“.000 ”檔位，調節校零旋鈕（13）使儀表示值為0.00。

4.7.2 連接儀表與被測對象

4.7.2.1 如果被測對象是單獨的電流源（如生物電流，光電池電流等）本儀表相當于直流微電流表,  測量輸入端為電流表的正極，屏蔽端為負極，高壓輸出端空置不用，電流表接入被測電路后，滿量程大電壓降不超過23mV。

4.7.2.2 如果被測對象是無源器件，如電線電纜、絕緣材料、電容器、半導體器件等，可利用本儀表的輸出測量電壓作為電壓源，組成一個“電壓—電流”測試系統，即測量器件在額定電壓下的泄漏電流，如晶體三極管的I_ceo、I_cbo、晶體二極管的反向漏電流I_F等，連接方式與測絕緣電阻時相同，即被測器件的兩端分別與儀表的高壓輸出端與測量輸入端相連，保護環與屏蔽端相連，如被測器件無保護環則屏蔽端空置。儀表高壓輸出端為電壓源的正極、測量輸入端為電壓源的負極，在測量電解電容、半導體二、三極管等有極性的器件時，請注意千萬不能接錯。

4.7.3 倍率（量程）選擇

將倍率（量程）開關置于×10^-5A檔位，將高壓（校零）選擇開關由“.000 ”檔位撥至任一電壓檔位時，回路接通，電流測量開始。注意觀察儀表示值，如讀數在1.00以下，說明儀表的量程過大，逐步將倍率（量程）開關按順時針方向旋轉，使儀表示值在1.00至19.99之間。

如顯示屏出現“1—”或“×”符號，說明儀表的量程過小，應迅速將量程（倍率）開關逆時針方向旋轉，如在低倍率檔仍出現“1—”或“×”符號，說明被測電流超過儀表的測量范圍, 速將開關撥至“.000”檔位，斷開測量回路。

             被測電流 = 儀表示值×倍率

4.7.4零電流補償

    在測量極其微弱的電流時（<100fA），儀表的輸入偏置電流（零電流，通常為幾個fA）可能對測量結果造成一定影響，因此，在使用×10^-13A以下量程時，可以在該量程的位置上，將開關（15）撥至“.000”檔位，斷開測量回路，然后重新調節儀表零位，可以抵消儀器儀表零電流的影響，提高微電流測量準確度。

零電流補償的方法，同樣適用于超高阻測量，在使用×10¹³Ω以上量程時，在該量程的位置上重新調節儀表零位，可以抵消儀器儀表零電流的影響，提高超高阻測量準確度。注意：進行超高阻與微電流測量時，由于分布電容的影響，在×10^-12A以下電流量程及×10¹²Ω以上電阻量程，儀表的零點回復需要一定的時間，應耐心等到儀表示值穩定后, 方可進行校零操作。

 4.7.5用“電壓—電流”法推算絕緣電阻

用本儀表的“電壓—電流”測試系統所測得的電流值，通過歐姆定律換算，

可推算出被測對象的絕緣電阻，其測量范圍比直接測量法更廣，方法如下：

             R_X = U / I_X

  其中 R_X：被測對象的絕緣電阻（Ω）

       U：儀表輸出測量電壓（V）

       I_X：測量所得電流值（A）

舉例：測量電壓U = 1000V，測得電流I_X = 1.0×10^-15A , R_X= U / I _X  =1.0×10¹⁸Ω

已經超過了本儀表絕緣電阻直接測量法的高量程。

4.8 “保護—測量”選擇按鈕用法

   在測試大電容器件（如大型電纜）時，為了防止電容電流對儀表的沖擊，在ZC-90G中設置了“保護—測量”選擇按鈕（22），其用法如下：在測量開始之前，按一下“保護—測量”選擇按鈕， “保護”狀態指示燈（23）亮，儀表進入輸入端短路的保護狀態，然后再接通測量回路，在測量開始后十秒左右，大電流充電已基本完成，再按一下“保護—測量”選擇按鈕， “保護”狀態指示燈滅，儀表進入正常測量狀態。

4.9定時器用法

   在老型號的ZC90，90A，90B，90C中，使用定時開關 1、2、3 可以獲得從0分鐘至7分鐘不同的定時值，具體用法如表8：

                        表8 定時器時間設定

在新型號的ZC-90、90D、90E、90F、90G中設置了定時輸入碼盤，用戶可通過輸入碼盤直接設置0—7分種的定時時間（0分鐘定時為讀數立即鎖定，超過7分鐘無效）。

選好定時時間后，打開讀數保持開關，當儀表進入“充電”“測量”或“保護”狀態的瞬間，被測器件施加測量電壓，同時定時器開始工作，待定時時間到后，儀表進入讀數保持狀態，綠色指示燈亮, 或顯示屏上出現“H”字符（ZC-90E、90F、90G），用戶可以方便地記錄儀表讀數。

4.10濾波器用法

   在環境干擾嚴重的地方測量10¹²Ω以上電阻時，可以配合選用濾波器1、濾波器2開關，使儀

表讀數保持穩定。濾波器2的作用比濾波器1稍強，如果兩個開關同時打開（向上）則濾波功能zui強。在一般情況下濾波器1、濾波器2開關宜放在關（向下）的位置，使儀表具有較快的響應速度。

4.11電池充電及外接電源

ZC-90G內置可充電電池，當儀表顯示屏上出現低電壓告警符號時，應及時用附件“ZC-90G充電器”給儀表充電，充電時不用打開電源開關而黃色充電指示燈亮，電池由用完狀態（低電壓告警符號出現）到充滿，一般約需16小時，每充一次電約可供儀表工作30小時。在固定使用場合，也可以采用邊工作邊充電的浮充模式。

ZC-90、90A、90B、90C、90D、90E、90F如在電池盒中放置可充電電池，也可用合適的充電器通過外接電源插座對機內電池充電。在固定使用場合可用附件“ZC-90穩壓電源” 通過外接電源插座給儀表供電。