GB／T 31838.1-2015标准规范下载简介：

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GB／T 31838.1-2015 固体绝缘材料 介电和电阻特性 第1部分：总则.pdf

绝对介电常数absolutepermittivit

电通密度除以电场强度。 注：一种绝缘材料的测量介电常数e等于它的相对介电常数e：和真空介电常数e。的乘积，见式(1)： e=EoXEr ·（1） 介电常数的单位是法拉每米(F/m)，真空介电常数s。的值按式(2)确定： e。= 8.854X1012F/m （2)

绝对介电常数与真空介电常数E。的比值。 注1：在恒定电场或频率很低的交变电场中，各向同性及准各向同性介质的相对介电常数等于充满该介质的电容器 的电容与相同结构电极的真空电容器的电容之比。 注2：在实际工程中，“介电常数”这一术语常用来指代“相对介电常数”。 注3：绝缘材料的相对介电常数ε：是电容量C.与C。之比。其中，Cx是置于电极之间和周围完全由考虑中绝缘材 料填充的电容试样（电容器）的电容值；C。则是真空下相同构造电极的电容值

天气压下，不含 固此在实践中GB/T 30924.1-2016 塑料 乙烯-乙酸乙烯酯(EVAC)模塑和挤出材料 第1部分：命名系统和分类基础，常用电极构造相同的空 代替真空电容值C。来测定介质的相对介电常数e：的精度是足够的

的正弦场条件下用复数表示介电常数，见式（4)：

其中e与e"为正值。 注1：习惯上，相对复介电常数e可用e和e"中的任意一个表示，或者用e：和tan表示。若e：>e："，则s；~e： 此时这两者都被称为相对介电常数。 注2：E被称为损耗指数。

注1：习惯上，相对复介电常数e可用e和e"中的任意一个表示，或者用e：和tan表示。若e：>："，则s； 此时这两者都被称为相对介电常数。 注2：E被称为损耗指数，

质损耗因数ano（预耗正切) dielectric dissipation factor tano (loss tagent)

：绝缘材料的介质损耗因数tans就是角的正切值。当固体绝缘材料在电容试样（电容器）中专门用作电介 质时，损耗角8是一弧度减去施加电压与产生电流的相位差$（如图1)。

介质损耗因数也可用等价的电路图表示。该电路图中，一个理想电容器与一个电阻器进行串联或并联（如图2)，此 时tan见式（6）：

注2：R,和R 与绝缘材料的体积和表面电阻直接相连，但会受到它们的影响。因此，介质损耗因数也可售 受到这些电阻材料性质的影响

C 当导体间存在电势差时，导体和电介质的装置能够储存电荷的特性。 注：C是电荷数量q与电势差U之间的比率，见式(9)。电容值永远为正，当电荷量与电势差的单位分别为库仑和 伏特时，电容单位为法拉。

电压施加voltageapplication 电极之间施加的电压。 注：电压施加有时也被称作充电。 3.6 电压施加后的电流 currentaftervoltageapplication 当直流电压施加在与绝缘介质接触的两电极之间时产生的电流。 注：电压施加后电流与时间联系紧密，通常在电压施加1min后测定电流。 3.7 传导电流conductioncurrent 电压施加后电流的稳定部分。 3.8 充电电流chargingcurrent 电压施加后，流动在试样充电期间的电流的瞬态部分。 3.9 电场强度electricfieldstrength 作用于静止带电粒子上的力F与电荷Q之比，为矢量，用E表示，见式（10）： F=QXE ·（10） 3.10 电通密度electricfluxdensity 在给定点上真空介电常数ε。和电场强度E的乘积与极化P之和，为矢量，用D表示，见式(11)： D=6E+P ·（11) 3.11 极化polarization P 描述横截电场方向的材料现象。在给定准无限小体积V内，极化等于电偶极矩β除以体积V，极化 为矢量，见式（12)：

电压施加voltageapplication 电极之间施加的电压。 注：电压施加有时也被称作充电。 3.6 电压施加后的电流 currentaftervoltageapplication 当直流电压施加在与绝缘介质接触的两电极之间时产生的电流 注：电压施加后电流与时间联系紧密，通常在电压施加1min后测定电流。 3.7 传导电流conductioncurrent 电压施加后电流的稳定部分。 3.8 充电电流chargingcurrent 电压施加后，流动在试样充电期间的电流的瞬态部分。 3.9 电场强度electricfieldstrength 作用于静止带电粒子上的力F与电荷Q之比，为矢量，用E表示

描述横截电场方向的材料现象。在给定准无限小体积V内，极化等于电偶极矩β除以体积V， 矢量，见式（12）

...........12.

注1：极化P满足式（11）。 注2：极化可能导致带电粒子迁移或偶极子取向，它可能在界面处出现，如在电极和在电气绝缘材料的内边界处， 所有极化效应都依赖时间、额率和温度，因此极化效应对电介质和电阻特性产生强烈影响。因此，时间依赖于 极化发生的过程（也就是电气绝缘材料经历电压施加的过程），当一种电气绝缘材料的电阻特性被测定时通常 被表达为极化。

去极化depolarizatior

从电气绝缘材料上移去极化直到去极化电流忽略不计的过程。 注：通常建议在测量电气绝缘材料的电阻特性前进行去极化，

3.13 极化电流polarizationcurrent 施加电压后产生电流的暂态部分，可能会被充电电流大大减弱。 注：极化电流通常在电极的初次短路后进行测量，为有足够时间使短路电流可忽略不计。 3.14 去极化电流depolarizationcurrent 在施加直流电压一段时间后，流经与绝缘介质相接触的两电极间短路的电流。 注：去极化电流通常在电压施加后进行测量，为有足够时间使极化电流可忽略不计。 3.15 测量电极measuringelectrodes 贴附于材料表面或者埋人材料内部的导体，以接触材料来测量其介电或电阻特性。 注：这个设计取决于试样或者测试的目的。

4影响电气绝缘材料特性的因素

按照特定的应用要求，电气绝缘材料的电阻和介电特性值应在可接受的范围，同时机械、化学和热 性能及其他必要的特性值也一样在可接受范围。 注：介电和电阻材料特性需在运行条件下测试。 绝缘电阻由两部分组成：表面电阻和体积电阻，且均受到许多参数的影响，如湿度、温度、电场强度、 试样形状、表面条件和电极。温度、化学与气态环境、湿度和电场强度的改变可能会使电阻发生巨大变 化，这一点在设计运行环境时应事先了解。 介电常数和介质损耗也会受很多参数影响，但其受影响程度较电阻而言要小。除受到温度影响外， 它们也会受到频率的强烈影响

4.2影响电阻和介电特性的因素

下列参数可能会对电气绝缘材料的介电和电阻特性产生影响，任何试验报告都应列出这些参数，具 本如下： 一时间； 频率； 温度； 一湿度； 电场强度； 电压； 条件处理； 一电极材料。 本部分对这些参数分别进行具体说明。

下列参数可能会对电气绝缘材料的介电和电阻特性产生影响，任何试验报告都应列出这些参数 本如下：

如3.11所述，极化效应与时间密切相关 种极化而言，可指定一个松弛时间，在该 间内通过时域获取的测量值（如电阻特性），取决于施加电压的时间。

有些材料的松弛时间可能会相当长（至少要几个月之久）。为得到正确结果，可能有必要花费很长 时间来实施测量。然而出于实践原因，对电阻特性的测量要在电压施加1min后进行，这要求能够接受 这“1min后测量值”与电气绝缘材料电阻真实值之间的误差。 注：电阻特性可能会明显受到充电电流的影响，并且充电电流的时间取决于电压源的内部电阻。

由于介电常数与损耗因数在大频率范围以上不能保持恒定，所以有必要在电介质材料被应用的频 率下去测量介电常数与损耗因数。 如图3所示，在特定频率下，损耗指数e"在松弛转变中达到了最大值。在该松弛转变中，介电常数 r从较高值ers（静态）下降到较低值εr（频率无穷大）。这种现象是由极化对时间依赖所造成的（见3.6）， 可用松弛时间来描述，见式（13）：

然而，由于与极化有关，实际上会出现多于一个的松弛转变。 介质损耗因数tano也与频率相关。根据3.3.4给出的定义，以及随频率升高而下降的e："，相比损 耗因数，tan的最大值通过式（14)转向更高频率：

...........................

主：时间与频率依颖性是彼此相关的，

页率（α=2元f）对介电常数与介质损耗因数tang的

SZDBZ 117-2014 电梯安全评估规程图4温度对介电常数与介质损耗因数影响的示例

前后，对试样的条件处理，如对湿

如果没有电子发射或相关效应控制，除界面极化外，所有种类的介电极化效应都和施加电场强 似线性的关系。当界面极化存在时，自由离子的数量随电场强度增多，介质损耗因数最大值和位量 主改变。若没有电离效应，损耗和介电常数因数对电场强度的依赖性不大。

大部分固体绝缘材料的电阻和介电特性都会受到以上列出的参数影响。因此，有必要按照 [SO291和ISO558中所规定的内容，对在试验前后试样条件处理程序的种类与持续时间进行详细 说明。 试验前和试验中的首选条件为：296K士2K的温度和50%土5%的相对湿度。 表面条件会影响材料性能，清洁试样表面会影响试验结果。然而在特定情况下，有必要在条件处理 前对试样进行清洁。

试样的形状和尺寸会影响测量值。试样的最佳尺寸应参照GB/T31838的介电特性和电阻特性相

选择对获取可靠的测量结果而言土分重要，将在第

绝缘材料的电极应是一种易于涂覆到试样表面的材料，能与试样紧密接触，不会因电极电阻或试样 污染而出现不可预见的误差。电极材料在试验条件下还应具有抗腐蚀性。 注：对于交流电测量时，一种“非接触电极”有时会和具有足够低的表面电导率的试样一同使用。 为了避免在测量介电和电阻特性时出现严重错误，应谨慎确定电极的形状和试样的厚度。有关适

试验程序参照GB/T31838的相关部分 根据给定的试验方法TD/T 1031.7-2011 土地复垦方案编制规程 铀矿，任何可靠的试验设备或可使用的仪器都可用于测定上述提到的性质。不 试验仪器的精确度应加以规定，以符合试验材料的要求

:Age ing procedures and evaluation of test results [2]IEC 60247,Insulating liquids—Measurement of relative permittivity,dielectric dissipation actor(tan)andd.c.resistivity [3]IEC60505,Evaluationandqualificationof electrical insulation systems [4]IEEE 1oo,The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms,Seventh Edition. [5] ] KohlrauschPraktische Physik (2Bande).Leipzig:Teubner,1953. [6]Debye,Paul.Polare Molekeln.Leipzig:Hirzel,1929. [7J Bartnikas,Ray:Engineering Dielectrics Volume IIB Electrical Properties of Solid Insulating Materials:Measurement Techniques.ASTM1987. [8JBeyer,M;Boeck,W.;Moller,K.; Zaengl,W.:Hochspannungstechnik.Theoretische und raktischeGrundlagenfiirdieAnwendung.Springer.1986