Способ измерения удельного объемного электрического сопротивления

(9) (11) 4(51) С 01 К 27 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОЬЮСВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский,проектно -конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода(56) 1. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определенияэлектрических сопротивлений припостоянном напряжении, ГОСТ 6433-2-71,СТСЭВ 2411-80.2. Стеклотекстолит полупроводящийлистовой. ТУ-,16-503-168-78.3. Бондаренко Л,С. Об измеренииудельного поверхностного сопротивления диэлектриков. - "Электричество",1968, У 3, с. 12-14 (прототип)(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГООБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ листовых электроиэоляционных и полупроводящих материалов, заключающийся в том,что измерение производят двумя парами прямоугольных электродов разной площади и по результатам измерений вычисляют удельное объемное электрическое сопротивление, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, уменьшения времени измерения и увеличения точностй, предварительно производят измерение электрического сопротивления двумя парами электродов равной площади, но разных периметров, устанавливаемых поочередно .в центре симметрии листа,по реэультатам измерений определяют размер ширины полосы, на которую увеличивается эффективная площадь электрода за его краями, после чего проводят измерение удельного объемно- С" го электрического сопротивления, используя электроды с одинаковыми, периметрами, причем зиектроды устанавливают от краев листа на расстоянии, равном найденной ширине полосы.(1)25 где РЧ - измеренное сопротивление;толщина образца;5 - эффективная плоЩадь измерительного электрода,учитывающая площадь собственноизмери-Зб4тельного электрода и половину площадизазора между измерительным и охраннымэлектродами 11 .Недостаток данного способа в том,что не исключается методическая по- Э 5грешность измерения из-за разбросаэффективной площади измерительногоэлектрода. Эта погрешность зависиткак от зазора между измерительными охранным электродом, так и от характеристик объекта измерения (толщины и диэлектрической проницаемости),которые варьируются,Известен способ, в котором для полупроводящих листовых материалов 9 ч 45определяют беэ охранного электрода/на вырезанных образцах больших размеров, чем измерительные электроды.При этом увеличение эффективной пло-.щади электродов никак не учитывает- Яся 2 1.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ измерения удельного объемногоэлектрического сопротивления листовых электроизоляционных и полупроводящих материалов, заключающийся в том,.:что измерение производят двумя парами11632Изобретение относится к электротехнике, к определению электрических свойств электроизоляционных материалов, в частности листовых слоистых электроизоляционных и полупроводящих материалов, применяющихся для высоковольтных обмоток статоров мощных трубо- и гидрогенераторов,Известен способ измерения удельного объемного сопротивления электро изоляционных материалов, в соответствии с которым на плоский образец наносят три электрода: высоковольтный на одной стороне, образца, измерительный и охранный - на другой стороне. 15 При этом через охранный электрод отводят на землю токи, текущие по поверхности образца, а через измерительный электрод - токи, текущие по толщине образца, поступают на измери-Щ тельнйй прибор. При этом удельное сопротивление вычисляется по формуле 43 2прямоугольных электродов разной площади и по результатам измерений вычисляют удельное электрическое сопротивление по формуле1 г 2 1ч Э 31ЮР- - РРгде51 - площади прямоугольныхобразцов (электродов);Р 1 Рг их периметры;ЮРг- толщина образцов;3 ,3,01,0 - токи и напряжения на112 11 2упомянутых образцах 3,Основной недостаток известного способа заключается в том, что он предусматривает специальное ограничение размеров образцов материала (размеры сечения образцов должны быть равны площади электродов) . Это является значительным ограничением использования известного способа, так как не псзволяет определять удельное объемное электрическое сопротивление материала без вырезания из последнего образцов, увеличивает время измерения, предъявляет дополнительные требования к точности обработки измерительных образцов.Целью из обре те ния являе тся уме ньшение времени измерения и увеличение точности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения удельного объемного электрического сопротивления листовых электроизоляционных и полупроводящих материалов, заключающемуся в том, что измерение производят двумя парами прямоугольных электродов разной площади и по результатам измерений вычисляют удельное объемное электрическое сопротивление, предварительно производят измерение электрического сопротивления двумя парами электродов равной плащапи, но разных периметров, устанавливаемых поочередно в центре .симметрии листа, по результатам измерений определяют размер ширины полосы, на которую увеличивается эффективная площадь электрода за его краями, после чего проводят измерение удельного объемного электрического сопротивления, используя электроды с одинаковыми периметрами, причем электроды устанавливают от краев листа на расстоянии, равном найденной ширине полосы.где 5 = 5 = 5 - площади электродов;РР 2 - периметры электродов;- измеренные значениясопротивления.Затем измеряют сопротивления йз и й вторыми двумя парами электродов с разными площадями, соответственно 51 9 (5 зЬД, но с одинаковыми пе 30 риметрами Рз=Р=Р, тем же напряжением и используя то же измерительное устройство, что и в первом случае, При этом третью и четвертую пару электродов необходимо устанавливать на рас-; стоянии не менее чем д от краевлиста.По результатам измерений Йз, й рассчитывается удельное объемное электрическое сопротивление 3 +( 3 4)Л= у (4))где Ъ - толщина образца;9,5 Ф - площади электродов;8 з,Я в измеренные значения сопротив ления.Измеряют удельное объемное электрическое сопротивление следующим образом.На листе полупроводящего стекло- текстолита толщиной 1,0 мм, размераСпособ реализуют в следующей последовательности.Для исследуемого образца материала определяется точка осевой симметрии.Это необходимо, чтобы произвести измерение там, где заведомо краевые эффекты не будут искажены. Точность определения точки осевой симметрии не критична по отношению к самой процедуре способа. Далее первыми двумя парами 0 электродов с площадями 5= 5 = 5 и периметрами РР, (Р)Р) измеряют сопротивления Р. и Й образца соответственно. По результатам измерений определяют ширину а полосы, соответствую-щей увеличению эффективной площади электродов5 А)б: о Р Р Р 1 (3) 202. К ми 600 х 320 мм определяют удельноеобъемное электрическое сопротивлениематериала перпендикулярно слоям.Производят измерение электрических сопротивлений первой и второйпарой электродов с размерами5, =4 х 4=16 см; Р, =16 см, Р 15,8 Ом,5 =1 х 16=16 см 2; Р =34 см, Рз 8, 37 Ом,1 1 ф 21 1 Р(-)а= ---- -=3,75 см.Ктр 2- Р 1 Р 1Производят измерение электрическихсопротивлений третьей и четвертойпарой электродов, устанавливая их нарасстоянии не меньшем, чем 3,75 -смот краев листов. Выбирают третьюпару электродов таким образом, чтобы9 ь 51 ф Рэ Р те з 16 смф,Рз=16 см, Йь=15,8 Ом;5,=х 1 7 см Р 16 см,й=1,92 Ом, Ъ =0,1 см.3 4(Ъ 5)р, ------- 1,21 О Ом см.ч р -р )р ф фИзвестный способ дает занижениезначений удельного объемного сопротивления, которое в каждом конкретномслучае зависит от степени увеличенияэффективной площади электрода. Приэтом неучтенная составляющая методической погрешности может достигатьвеличины 50 -60%.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа состоитв том, что он позволяет с высокойточностью определять удельные объемные электрические сопротивления листовых полупроводящих и электроизоляционных материалов без вырезания образцов из них, Эвъ исключает непроизводительный расход материала, позволяет осуществить 1003 контроль материала, идущего в производство, с высо-.кой точностью и экономичностью осуществлять периодические измеренияудельного объемного электрическогосопротивления макетов полупроводящихматериалов, проходящих длительныересурсные испытания. Все это ведетк повышению качества и надежностиработы электрооборудования.