Introducción Una propiedad fundamental de los aisladores es la resistividad. La resistividad se puede utilizar para determinar d eterminar la ruptura dieléctrica, factor de disipación, contenido de humedad, continuidad mecánica mecánica y otras propiedades importantes de un material. La resistividad volumétrica algunos de los aisladores, tales como el zafiro y teflón ® , Puede ser tan alta como 10 16 a 10 18 ohm-cm. Debido a estas grandes magnitudes, la medición de la resistividad de los aislantes puede ser difícil a menos se utilizan métodos adecuados de prueba y la instrumentación. Una de las pruebas método a menudo se utiliza para la medición de la resistividad de los aisladores es ASTM D-257, "Resistencia de CC o conductancia de aislamiento aislamiento Materiales "Instrumentos. Llamados electrómetros electrómetros se utilizan para hacer de este la medición debido a su capacidad para medir pequeñas corrientes. Métodos y Técnicas La resistividad de un aislante se mide a través del outsourcing de una tensión conocida, la medición de la corriente resultante, y calculando calculando la resistencia usando la ley de Ohm. De la resistencia de medida ambiente, la resistividad se determina basándose en la dimensión física nes de la muestra de ensayo. La resistividad depende de varios factores. En primer lugar, se trata de un función de la tensión aplicada. A veces el voltaje puede ser variado intencionadamente intencionadamente para determinar el voltaje vo ltaje de un aislante dependerácia. La resistividad también varía como una función de la longitud de los tiempo electrificación. electrificación. Cuanto más tiempo se aplica la tensión, mayor la resistividad porque el material mantenga la aplicación exponencialcialmente. cialmente. Los factores ambientales también afectan afectan a la resistividad de un aislante. En general, cuanto mayor sea la humedad, menor es la resistividad. A hacer comparaciones comparaciones precisas para un ensayo específico, la tensión aplicada, Tiempo de electrificación y las condiciones ambientales ambientales deben mantenerse constante de una prueba a la siguiente. De acuerdo con la norma ASTM estándar, una condición de prueba utilizada es una tensión de 500V aplicado durante 60 segundos.
Dependiendo de la aplicación, el volumen o la superficie resistividad, o ambos, se mide. Resistividad superficial Resistividad superficial se define como la resistencia eléctrica de la superficie de un material aislante. Se mide desde electrodo a electrodo a lo largo de la superficie de la muestra aislante. Dado que la longitud de la superficie es fijo, la medición es independiente de las dimensiones físicas (es decir, el grosor y diámetro) de la muestra aislante. Guardado Electrodo Muestra Superior Electrodo Anillo Electrodo Guardia 6517A V-Fuente Hawai LO Hawai LO La 6517A Picoammeter F igura 1. Té cnica de medición de resistividad de superficie
Resistividad superficial se mide mediante la aplicación de un voltaje potencial a través de la superficie de la muestra y la medición de aislante la corriente resultante como se muestra en la Figura 1. El Modelo 6517A realiza automáticamente el cálculo siguiente y muestra el resistividad superficial lectura: ρ
S = K S R ρ
S = Resistividad superficial (por metro cuadrado) R = resistencia medida en ohmios (V / I)
K S =P/g donde: P = el perímetro efectivo del electrodo vigilado (mm) g = distancia entre el electrodo de guardado y el electrodo de anillo (Mm). Consulte la Figura 2 para determinar la dimensión de g. Para electrodos circulares: P = πD
0 D 0 =D 1 + G (consulte la Figura 2 para determinar la dimensión D 0 ). Resistencia del Volúmen Resistencia de volumen se define como la resistencia eléctrica a través de un cubo de material aislante. Cuando se expresa en ohmioscentímetros, sería la resistencia eléctrica a través de una sola centímetro cubico de material aislante. Si se expresa en ohmios pulgadas, sería la resistencia eléctrica a través de una de una pulgada cubo de material aislante. Nota de aplicación Serie
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Standard Tests método de resistividad (Superficie y volumen) Esta prueba se utiliza para medir la (resistividad superficial o volumen) de una muestra de aislante. Cuando se utiliza con el modelo 8009 Resistencia Prueba de Fijación, la prueba se ajusta a la norma ASTM D-257 Figuras estándar. 1 y 3 muestran los circuitos de prueba para la respectiva mediciones, y la Figura 4 muestra las conexiones para el Modelo 8009. Consulte el manual de instrucciones del modelo 8009 al instalar la muestra aislante en el aparato de prueba. Cuando se ejecuta esta prueba, el V-fuente inicial se establecerá en 0 V fuente de un tiempo especificado (tiempo de PRE-Disch) para permitir que cualquier
cobrar a disiparse. El V-fuente entonces aplicar un determinado tensión (BIAS V) a los electrodos de la instalación de prueba para una tiempo especificado (BIAS-TIME). Este período de "sesgo" permite que las corrientes en el circuito de prueba para estabilizar. El V-fuente y luego se aplica la prueba tensión (MEAS-V) y, tras una demora especificada (MIDE-TIME), el Modelo 6517A mide la resistividad de la muestra y almacena la lectura en el búfer. Tenga en cuenta que la tensión de prueba (MIDEV) es típicamente al mismo nivel que la tensión de polarización (BIAS-V). La resistividad de prueba de superficie y el volumen de resistividad Prueba se seleccionan y se configura desde el CONFIGURE Menú de secuencia (R / resistividad, NORMAL, DE SUPERFICIE y volumen). Alterna la polaridad Resistencia / Resistencia de prueba La prueba de resistencia / resistividad polaridad alterna es diseñado para mejorar las mediciones de alta resistencia / resistividad. Estas mediciones son propensos a grandes errores debidos a fondo corrientes. Mediante el uso de una tensión alterna de estímulo, es posible eliminar los efectos de estas corrientes de fondo. Esta prueba se Superficie medida o resistividad de volumen o resistencia, como seleccionar en el menú CONFIGURE RESISTENCIA. Figuras 1 y 3 muestran los circuitos de prueba para las mediciones respectivas, y en la Figura 4 muestra las conexiones con el Modelo 8009. Consulte el Modelo Manual de instrucciones 8009 para obtener información sobre la instalación de la muestra en el aparato de prueba. Cuando se ejecuta esta prueba, el V-fuente se alternará entre dos voltajes (V-OFS + V-ALT) y (V-OFS - V-ALT) en temporizada intervalos (MED-TIME). Las mediciones de corriente se toman en el final de cada una de estas alternancias y después del cálculo de la I calc valores de resistencia se calculan. Yo calc es un promedio ponderado de la últimas cuatro mediciones de corriente, cada uno en el extremo de un separado alternancia. El valor de resistencia se convierte a continuación en una resistividad valor si el metro se ha configurado para la resistividad medidamentos. Las primeras lecturas pueden ser rechazadas (DESCARTAR XXX GDR) como la muestra o la resistencia alcanza un estado estacionario respuesta a la tensión alterna. Después de esto, la alternancia se
continuar hasta que un número especificado de lecturas (STORE XXX GDR) se han almacenado en la memoria intermedia. El tiempo requerido para completar una secuencia es (TIENDA + descarte + 4) x MEASTIEMPO. Por ejemplo, una secuencia alterna a 15 segundos entrevals, descartando tres lecturas y almacenamiento de tres lecturas tomar 2,5 minutos. La Figura 5 muestra un ejemplo de la prueba de polaridad alterna utilizando los parámetros de la prueba se muestra y la corriente de muestra resultante a partir de una muestra típica de alta resistencia. Tenga en cuenta que la muestra corrientes que se muestran presentan algún retraso capacitiva, ya que muchos de alta muestras de resistencia también tienden a tener capacidad significativa. Modelo 6517A ADVERTENCIA: NO MANIPULAR EL INTERIOR DEL OPERADOR, SERVICIO POR SÓLO PERSONAL CALIFICADO. ADVERTENCIA: NO MANIPULAR EL INTERIOR DEL OPERADOR, SERVICIO POR SÓLO PERSONAL CALIFICADO. PRECAUCIÓN: PARA PROTECCIÓN CONTINUA CONTRA INCENDIO, reemplace el fusible del mismo tipo y calificación. PRECAUCIÓN: PARA PROTECCIÓN CONTINUA CONTRA INCENDIO, reemplace el fusible del mismo tipo y calificación. MEDIDOR FUENTE LID BLOQUEO TRIAX 250 MAX HI-LO MAX ENTRADA 1100V ! ENTRADA 250V PICO COMÚN SALIDA !
CALIFICACIÓN DE LÍNEA 90-134VAC 180-250VAC 50, 60, 400HZ 55VA MAX Fusible de línea Slowblow 1/2A, 250V IEEE-488 (CAMBIAR DIRECCIÓN IEEE CON MENU del panel frontal) PREAMPLIFICACIÓN SALIDA 250V PICO V FUENTE LO Hawai BLOQUEO ! Aviso: Conecte el dispositivo de a tierra de seguridad utilizando cable de tierra de seguridad (suministrado con el dispositivo de prueba 8002A). 7078-TRX-3 Triax Cable 8607 Cables Banana Plug 6517-ILC-3 Interlock Cable Modelo 8009 L a Figura 4. Conexiones para m ediciones con M odelo 8009 Test F ix tur e Página 3
Test Fixture Dimensiones (cm) Modelo 8009 D 1 2.000 en D 0 2.125 en D 2 2.250 en
g 0.125 en D 1 D 0 D 2 g Anillo Electrodo Guardado Electrodo D 0 =D 1 +G g= D 1 -D 2 2 Muestra D 1 D 0 D 2 Anillo Electrodo Guardado Electrodo g F igura 2. Dim ensiones de los electrodos cir cul ares
Resistencia de volumen se mide mediante la aplicación de un voltaje potencial a través de los lados opuestos de la muestra aislante y medir la corriente resultante a través de la muestra como se muestra en Figura 3. El Modelo 6517A realiza automáticamente el seguimiento
ing cálculo y muestra el volumen de resistividad de lectura: K V ρ
V = ___ R τ ρ
V = Resistividad de volumen K V = El área efectiva del electrodo vigilado para el particular, disposición de electrodos emplea τ = espesor promedio de la muestra (mm)
R = resistencia medida en ohmios (V / I) Para electrodos circulares: K V =Π
D 1 2 g 2 +B 2 ( ) D 1 = Diámetro exterior del electrodo vigilado g = distancia entre el electrodo y el anillo vigilado electrodo B = coeficiente de área efectiva Guardado Electrodo Muestra Superior
Electrodo Anillo Electrodo 6517A V-Fuente Hawai LO Hawai LO La 6517A Picoammeter Guardia F igura 3. Resistencia de volumen té cnica de medición
Notas: 1. Consulte la Figura 2 para determinar las dimensiones D 1 y g. 2. Un área efectiva del coeficiente (B) de 0 se utiliza típicamente para resistividad de volumen. Instrumentación Como se ha discutido, estas mediciones se realizan utilizando un electrómetro o picoamperımetro, fuente de tensión, y una resistividad
cámara, como se muestra en la Figura 1. El Keithley Modelo 8009 Cámara resistividad contiene una configuración de electrodo como el se muestra uno en la Figura 2. En la cámara de los electrodos situado en una caja blindada para minimizar perdida electrostática pick-up, que puede provocar errores de medición. Los electrodos están hechos de acero inoxidable y se construyen a los estándares ASTM. Si la muestra está hecho de material rígido, como el vidrio, epoxi o cerámica, y los electrodos también son rígidos, conductor caucho puede ser necesario para establecer un mejor contacto entre el electrodos y la superficie del material. Los electrodos en la 8009 Resistencia Cámara estén cubiertos con conductor de goma. El tamaño de la muestra recomendado para estos accesorios es de tres de cuatro pulgadas de diámetro. El procedimiento de la norma ASTM también describe varias otras configuraciones de electrodos, dependiendo del tamaño y la forma de la muestra. El amperímetro está conectada a la cámara de resistividad utilizando
cableado de bajo ruido. La mayoría de los cables y los adaptadores necesarios para hacen que las mediciones se incluyen con la cámara. La 6517A incluye una fuente de tensión incorporada. Pruebas Las siguientes secuencias de prueba se construyen en el Modelo 6517A para su uso con el Modelo 8009: Página 4
Keithley Instruments, Inc. • 28775 Aurora carretera • Cleveland, Ohio 44139 • 440-248-0400 • Fax: 440-248-6168 1-888-KEITHLEY (534-8453) www.keithley.com © Copyright 2001 Keithley Instruments, Inc. N º 1680 Impreso en los EE.UU. 8012KDCI Cuando la secuencia de polaridad alterna se arma por primera vez por pulsando la secuencia y luego ENTER, la configuración de la mediciones de corriente realizadas internamente a la secuencia son prefijados en los ajustes para la función amperios. Si los amplificadores función está en un rango específico, la secuencia por defecto que rango. Si la función de los amplificadores se escala automática, la secuencia por defecto a escala automática. El rango se puede cambiar después de la secuencia está armado pulsando la L, M, o llaves de auto. La Secuencia alterna la polaridad no Autorange allá del 2 nA rango. Si la resistencia / resistividad a ser medido es alta y un Se requiere rango más sensible, el usuario debe configurar este rango manualmente mediante las teclas M o L. (Para el 20pA y 200 pA rangos, utilizan un tiempo de medida de al menos 15 segundos). Mientras que en la condición de armado, los parámetros de la secuencia puede ser cambiado (CONFIG-SEQ ...), el rango puede ser cambiado, el tipo de resultado de salida puede ser cambiada (resistencia, superficie o volumen resistividad), y los parámetros de resistividad editados. Para ejecutar el secuencia, pulse DISP después de armar. Al presionar EXIT después de armar desarma la secuencia y devuelve el Modelo 6517A a la función en uso cuando estaba armado. Durante la ejecución, la secuencia aparecerá "--------" hasta la primera lectura se convierte en disponible y se envía a la memoria intermedia. Después esto, se mostrará el último valor calculado. Si, al final de cualquier alternancia de la corriente excede el rango de amperios en uso, la
error 618 Resistencia: I OutOfLimit ocurrirá y la secuencia abortará, volviendo a la función en uso antes de que fue el último armado. Si la secuencia de polaridad alterna calcula una corriente de cero, se mostrará "", pero la secuencia continuar. Rango de corriente más baja debe ser seleccionado. La prueba de polaridad alterna está seleccionado y configurado en el menú SECUENCIA CONFIGURE (aplicaciones, R / RESISTIVIDAD; ALT-polaridad). Prueba de seguridad del sistema Muchos de los sistemas de pruebas eléctricas o instrumentos son capaces de medición o de niveles de potencia de voltaje peligroso y. Es también es posible, en condiciones de fallo individuales (por ejemplo, una programación error o un fallo del instrumento) para emitir niveles peligrosos, incluso cuando el sistema indica que no hay peligro está presente. Estos niveles de potencia de alta tensión y hacen que sea esencial para proteger a los operadores a partir de cualquiera de estos peligros en todo momento. Protección métodos incluyen: • accesorios de prueba de diseño para evitar el contacto con cualquier operador
circuito peligrosos. • Asegúrese de que el dispositivo bajo prueba está completamente cerrado para proteger al operario de cualquier escombros. • Doble aislar todas las conexiones eléctricas que un operador
podía tocar. El doble aislamiento asegura que el operador es estando protegida, incluso si una capa de aislamiento falla. • Utilice una alta fiabilidad a prueba de fallos de bloqueo pasa a
desconectar las fuentes de energía cuando una cubierta dispositivo de prueba es abierto. • Siempre que sea posible, utilice los controlador es automáticos para que los operadores hacen no requiere el acceso al interior del aparato de prueba o tener la necesidad de abrir los guardias. • Proporcionar una formación adecuada a todos los usuarios del sistema para que
entender todos los riesgos potenciales y saber cómo protegerse a sí mismos de una lesión. Es la responsabilidad de los diseñadores de sistemas de pruebas, integración res, y los instaladores para asegurarse de operador y mantenimiento protección personal está en su lugar y eficaz