塑料电性能测试实验

1、电气性能一、介电强度和电压耐受实验1.实验目的.了解测定高分子材料介电强度和耐压值的基本原理。.确定高分子材料介质强度和耐压值的测量方法2.实验原理该方法采用连续均匀增压或分步增压，测量击穿电压，直到样品通过AC电压，计算样品的介电强度，快速升压方法将电压提高到规定值，不击穿固定时间试样，记录电压值和时间。也就是说，此样例的耐压值以千伏和点表示。该方法适用于绝缘涂料、裴秀智和胶粘剂、浸渍纤维产品、层压产品、云母及其产品、塑料、薄膜复合产品、陶瓷和玻璃等固体电绝缘材料的频率电压下的电压、介电强度和耐压值测试。橡胶和橡胶产品、薄膜等部分绝缘材料的这种性能实验可以根据相关标准进行，也可以参考本标准进

2、行。3.实验样品此次实验使用了直径为120mm的高密度聚乙烯雕塑样品，作为多型圆形模具注射成型。样例形状：表面平整、均匀，没有裂纹，有气泡和机器等缺陷样品数量：必须少于3个4.实验设备轻型高压实验变压器YDQ10/100一台放电球间隙压力表规格 100m/m(苦瓜实验变压器厂)球形电极1个光标卡尺5.实验操作根据连续均匀开压法，首先安装造型，将HDPE晶片卡在2球中间。(莎士比亚、坦普林、母语者、母语者、母语者、母语者、母语者)通过变压器控制器持续上升，直到听到刹车声。电压表指针指向的最大值是击穿电压。6.实验结果序号厚度第一次(毫米)厚度第二个(mm)厚度第三个(mm)平均厚度(毫米)电压(

3、千伏)遗传强度KV/mm13.163.203.223.19257.8423.223.243.243.23257.7433.223.203.183.20268.1343.163.163.183.17278.5253.223.243.243.23309.047.事故讨论1.通过不同的样品制备方法获得的样品测试结果有何不同？为什么？答：用不同的样品制备方法制作的样品，均匀密度和杂质含量可能不同，这会导致屈服电压的变化。2样品的含水量对测定结果有什么影响？答：苏美尔分子在交变电场作用下很活跃，加快了诗篇的渗透。也就是说，降低诗篇的电气强度。含水量越高，水分越多，高聚物传导的极性杂质就能显着增加。实验条

4、件对实验有什么影响？影响如何？答：低温度段下的上升降低了聚合物的粒度，加强了极性链的活动，增加了导电性，降低了穿透强度。另一方面，在高温度段，分子热运动加剧，偶极旋转干扰增加，极化减弱，传导力下降，破坏强度提高。随着环境温度的升高，空气中的分子增加了。潮湿空气中的水分子吸附在电介质的表面，形成薄膜，水是半导体，因此降伏强度提高。二、介电强度和介电损失切线的确定1.实验目的了解测定高分子材料介电常数和介电损耗正切测量的基本原理掌握高分子材料介电常数和介电损耗正切测量方法。2.实验原理介电常数是表示绝缘材料在交流电场中介质极化程度的参数，是充满此绝缘材料的电容器的电容量与以真空为介质时相同电极大小

5、的电容器的电容量之比。介电损耗切线是表示交流电场中绝缘材料能量损耗的参数，是外部正弦电压和通过样品的电流之间的相对余量切线。测量高分子材料的介电常数和介电损耗正切实验方法是工频高压电教法和变电法。本实验采用工频高压电桥法。经测试的样品和无损标准电容器Co是桥的相邻两条腿臂，桥臂R3是无电阻臂，相邻臂由电容器C4和恒电阻R4组成。电阻R4的中点和屏蔽间接使用可曹征容量Ca完成电路的对称操作。电路的对称性在这里被理解为使“arm R3大屏蔽”和“arm R4大屏蔽”的寄生电容固定和相等。由于电阻线圈R3的金属线比电阻R4长得多，所以手臂R3的寄生容量也将大于手臂R4的寄生容量。附加容量Ca可以增加

6、手臂R4的容量泄漏，使其与手臂R3泄漏具有相同的值。手臂Ca和Co的寄生电容不大，无需平衡。保护电压E的作用是消除放大器P的顶点可能发生的泄漏电流。为此，E是将桥P的顶点电位引导到地电位的装置。此主流桥的平衡必须为zxz4=zsz3.(3-45)其中zx是j/( CX)Zs=j/( cs)Z3=R3Z4=(1/R4) jC4-1可以通过平衡条件和tg定义计算。tg=2f C4R410-12当F=50hz，R4=10000/时，如果tg=C410-6，则可以使用C4直接表示tg值。基于表达式(3-45)的计算可以得到：C4=C3(R4/R3)1 (1/tg2)=cs/co该方法适用于测试与绝缘漆

7、、裴秀智和胶粘剂、浸渍纤维产品、层压产品、云母及其产品、塑料、薄膜复合产品、陶瓷和玻璃等固体电绝缘材料的相对介电常数与介电损耗角相切并计算为损耗因素的相关参数。橡胶和橡胶产品、薄膜等部分绝缘材料的这种性能实验可以根据相关标准进行，也可以参考本标准进行。3.实验样品本实验采用多形钢圆形模具注射成型的高密度聚乙烯圆形样品直径120mm厚3mm(材料形状，选择电极为2电极，板状电极为2mm)。4.实验设备QSI交流桥兴电力设备有限公司生产电极使用板状环形电极1个光标卡尺5.实验数据序号Ca0152.352.20252.671.90352.671.64序号R3 ()Tgt1138545.43.3221

8、58745.33.303183840.53.306.事故考试问题1.实验要求样品厚度小于3mm的原因？答：如果样品厚度大于3mm，则需要高电压来测量介电常数。因此，设备条件更加苛刻，实验环境不安全。2.样品中含有杂质的测试结果？答：介质系数增加，导电介质或极性杂质的存在增加了聚合物的导电电流和极化率，从而增加了介电损耗。杂质成为遗传损失的主要原因，尤其是非极性聚合物。3.温度，湿度等实验环境条件对测量结果的影响。温度：温度变化会引起高聚物的粘度变化，因此极化过程所需的时间也发生变化。温度对取向极化(介电常数)有两种相反的作用，一方面温度升高，分子间相互作用减弱，粘度降低，偶极旋转方向容易进行，

9、介电常数增加。另一方面，温度升高，分子热运动加剧，偶极旋转干扰增加，极化减弱，遗传系数降低。在一般聚合物的情况下，温度不太高时，电子占据主导位置，温度升高，遗传常数增加到一定范围，后者超过前者，遗传常数开始随着温度上升而减少。湿度：湿度越高，水分越多，极性杂质会大大增加高聚物的介电损耗。在低频下，主要以离子电导的形式增加电导电流，引起遗传损失。微波频率范围内水分子本身发生偶极弛豫，出现损失峰。对极性高聚物而言，水具有不同程度的可塑性作用，特别是聚酰胺类或聚丙烯酸类等，使高聚物的介电损耗峰向低温度移动。水还影响热固性塑料。三、体积电阻和表面电阻的测量1.实验目的了解高分子材料体积电阻率和表面电阻

10、率测量的基本原理掌握高分子材料体积电阻率和表面电阻率的测定方法。2.实验原理方法将直流电压应用于样品，使用高阻计或检流计测量样品体积电流方向的直流电场强度和电流密度。直流电场强度与电流密度的比率是体积阻抗(或体积阻抗)，以CM表示。沿取样表面电流方向的直流电场强度与单位长度的表面传导电流的比率用表面阻抗(或表面阻抗)表示。该方法适用于测试绝缘漆、裴秀智和胶粘剂、浸渍纤维产品、层压产品、云母及其产品、塑料、薄膜复合产品、陶瓷和玻璃等固体电绝缘材料的体积电阻系数和表面电阻系数。一些绝缘材料(如橡胶和橡胶产品、薄膜等)的这些性能实验可以按照相关标准进行。3.实验样品本实验采用多型圆形模具注射成型的高

11、密度聚乙烯雕塑样品，直径120mm。样品表面平整均匀，没有裂纹，没有泡沫和机械杂质等。4.实验设备高电阻表2C36上海正科6票耐压试验器定量容量500va输入电压220v单相50至输出电压1至10KV，0.05A上海电工变压器厂1个光标卡尺电极(从材料形状中选择板电极)5.实验方法用高电阻计法充分放电的样品，接入仪器测量侧调节器，按指示操作。6.实验数据序号Rs (109.m )Rv (109.m )198.527.9837.67.2序号 v ( cm) s ( cm)1521.421.451032500.131.271033455.921.221037.事故考试问题1.样品表面的光洁度会影响

12、测量结果吗？为什么？答：是的，因为如果材料表面不干净，两个电极就不能很好地并排排列，电极之间也形成了不直线的直流电场强度，在实验测量的数据中会有很大的误差。2.测试环境温度会影响测量结果吗？为什么？答：非极性有机电介质没有固有离子，导电油类物质来自各种添加剂、加工过程中混合的杂物、吸收的水分等杂质。所有这些可分离的分子都因热运动给定的能量而分解，但已经分解的阳离子和阳离子可以重新结合成分子。在一定温度下，当这两个过程的速度相同时，达到动平衡状态，但当温度持续上升时，分子的偏离远远大于复合物，离子运动加速，传导占据了主要位置，因此样品电阻率下降。(莎士比亚，模板，离子，离子，离子，离子，离子，离

13、子，离子，离子，离子，离子，离子，离子)3.材料的分子结构和聚合状态结构与材料的体积电阻、表面电阻有什么关系？举例说明。答：分子结构是决定高聚物导电性的内在因素和最重要的因素。饱和非极性高聚物具有最佳的电绝缘性能。它们的结构本身不能产生导电离子，也没有电子电导率的结构条件，例如聚四氟乙烯，最高1016 m的聚乙烯电阻率。极性高聚物之后，极性高聚物可能发生微量本征分离，聚砜、聚酰亚胺、聚氯乙烯的电阻率约为1012 1015M；是。共轭高聚物是聚合物半导体材料，在共轭体系内，由于钚电子的去极化，提供了大量的电子流通量，并且这些电子在共轭体系中的迁移率很高，硝化硫(SN)电导率大大降低到105-1M-1。结晶和取向降低了绝缘高聚物的导电率。在这种高聚物中主要有离子