防静电电阻率测试仪

防静电电阻率测试仪

该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年

份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。括号里的数字表示最近一次通过审批的

年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。

1、适用范围

1.1这些测试方法涵盖了直流绝缘电阻率、体积电阻率和表面电阻率的测量步骤。通过试样、电极的几何尺寸和这些测量方法可以计算得到电绝缘材料的

  体积和表面电阻，同时也可以计算得到相应的电导率和电导。

1.2这些测试方法不适用测量适度导电的材料的电阻和电导。采用测试方法D4496来表征这类材料。

1.3这个标准描述了测量电阻或电导的几种可替换的方法。某种材料的测试方法是采用适用于该材料的标准ASTM测试方法，而且这种标准测试方法

    定义了电压应力的极限值和有限的通电时间，以及试样的外形和电极的几何形状。这些单个的测试方法能更好的表示出结果的精度和偏差。

1.4测试步骤出现在下列部分中：测试方法或步骤部分

1.5 这个标准并没有列出与其应用相关的所有安全方面的考虑。使用该标准的用户需要建立适当安全、健康的操作规范和确立使用前监管限制的适用范围。

2、防静电电阻率测试仪-参考文件

2.1 ASTM标准

D150 电绝缘固体的交流损耗特性和介电常数的测试方法

D374 电绝缘固体的厚度的测量方法

D1169 电绝缘液体的电阻率的测试方法

D1711 与电绝缘体相关的术语

D4496 适度导电材料的直流电阻和电导的测试方法

D5032 通过水甘油溶液保持恒定相对湿度的做法

D6054 处理测试用电绝缘材料的方法

E104 通过水溶液保持恒定的相对湿度的做法

3、术语

3.1 定义——下列定义来自于术语D1711中，并被应用到本标准所使用的术语中。

3.1.1 电导，绝缘，n——两电极之间（或试样中）总的体积和表面电流与两电极间直流电压之比。

3.1.1.1 讨论——绝缘体的电导是其电阻的倒数。

3.1.2 电导，表面，n——两电极间（试样表面）的电流与两电极间的直流电压之比。

3.1.2.1 讨论——（一些体积电导不可避免的包含在实际的测量中）表面电导是表面电阻的倒数。

11、表面清理

11.1 按D6054中的做法处理试样。

11.2 循环空气测试箱或E104、D5032中描述的方法对于控制相对湿度十分有用。

12、步骤

12.1 绝缘电阻或电导——在测试箱内正确的安装试样。如果测试箱与条件处理箱是同一个（推荐采用的步骤），试样应该在条件处理之前安装好。使用具有要求灵敏度和精度的一款设备进行测量（见附录X3）。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的电压。

12.2 体积电阻率或电导率——测量并记录电极尺寸和保护间隙的宽度g。计算电极的有效面积。使用具有要求灵敏度和精度的一款设备测量电阻。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的直流电压。

12.3 表面电阻或电导：

12.3.1 测量电极尺寸和电极间距g。使用具有要求灵敏度和精度的设备测量1号电极和2号电极间的表面电阻或电导。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的直流电压。

12.3.2 当使用图3中的电极配置时，P是试样横截面的周长。对于条带类的薄试样，该周长实际上降低至宽度的2倍。

12.3.3 当使用图6中的电极配置时，而且在已知相比于表面电阻（例如湿气污染了良好绝缘材料的表面），体积电阻非常高的情况下，P是电极长度的2倍或圆筒周长的2倍。

13、计算

13.1 用表1中的公式计算体积电阻率ρ和体积电导率γ。

13.2用表1中的公式计算表面电阻率ρ和表面电导率γ。

14、报告

14.1 报告下列所有信息：

14.1.1 材料的描述和标识（名称、等级、颜色、厂商等）。

14.1.2 测试试样的形状和尺寸。

14.1.3 电极类型和尺寸。

14.1.4 试样的条件处理（清理、预干燥、在一定温度和湿度下的时间等等）。

14.1.5 测试条件（测试时试样温度和相对湿度）。

14.1.6 测试方法。

14.1.7 施加电压。

14.1.8 测量的充电时间。

14.1.9 以欧姆为单位的电阻的测量值和以西门子为单位的电导的测量值。

14.1.10 有要求时，以欧姆-厘米为单位的体积电阻率的计算值，以西门子每厘米为单位的体积电导率的计算值，以欧姆每平方为单位的表面电阻率的计算值，以西门子每平方为单位的表面电导率的计算值。

14.1.11 声明报告数值是表观上的还是稳态的。

14.1.11.1 仅当测试过程中，后75%的充电时间中回路中电流大小变化在±5%内，才能得到稳态值。其他情形下的测试，都被认为是表观上的。

15、精度和偏差

15.1 精度和偏差会内在的受到选择的方法、设备和试样的影响。对于其分析详见第7部分和第9部分，尤其是7.5.1-7.5.2.5。

16、关键词

16.1 直流电阻；绝缘电阻；表面电阻；表面电阻率；体积电阻；体积电阻率影响绝缘电阻或电导测量的因素X1.1 材料固有的变化——由于给定试样在类似测试条件下电阻的多变性以及试样中同材料的非均匀性，使测量结果通常无法在10%的范围内重现，甚至分散更广（在相同条件下，可能会得到10到1这个范围内的值。）

X1.2 温度——电绝缘材料的电阻随温度变化，而且该变化通常可用下式表示：m/tR=Be（X1.1）其中：R=电绝缘材料或体系的电阻或电阻率B=比例常数m=活化常数T=绝对温度（开尔文）该公式是阿尼乌斯公式和玻尔兹曼原理的简化形式，阿尼乌斯公式描述化学

反应的活化能和绝对温度的关系，玻尔兹曼原理是处理大量微小颗粒在热扰动下能量的统计分布的一般性原理。活化常数m是特定能量吸收过程的特征值，数

个这种过程可能同时存在于材料中，每一个都有不同的有效温度范围，因此需要几个m值来充分表征该材料。这些m值可以通过绘制电阻的自然对数与绝对温

度的倒数的曲线来得到，通过测量图形直线部分的斜率可得到所需的m值。这源于式X1.1，对其边取自然对数得到：LnR=LnB+m/T (X1.2)

电阻或电阻率的变化对应于绝对温度从T这些公式在一温度范围内有效，而且材料在此温度范围内不经历转变。由于转变

很少是明显的或者可预测的，因此，外推法很少是可靠的。作为一个推论，R的对数对1/T的图形偏离直线就是转变发生的证据。而且，在进行材料对比时，有

必要对所有材料感兴趣的方面进行测量。

注解X1.1——电绝缘材料的电阻可能会受到在温度中暴露时间的影响，因此，对4比测试需要等价的温度条件处理期。

注解X1.2——如果电绝缘材料在提高温度处理后显示了退化的迹象，该信息必须包含在测试数据中。

X1.3 温度和湿度——固体介电材料的绝缘电阻随温度升高而降低，如X1.2中描述的那样，随湿度升高而降低，体积电阻对温度变化尤其敏感，表面电阻随湿度

变化很快。这两种情况下，电阻都是呈指数变化。对于某一些材料，从25到100℃的温度变化可能导致绝缘电阻或电导变化100000倍，这通常是因为温度和湿度

含量变化的联合作用。温度变化的单独影响通常要小得多，从25%到90%的相对湿度的变化可能会改变绝缘电阻或电导1000000倍甚至更多。绝缘电阻或电导是

试样体积和表面电阻或电导的函数，而且表面电阻几乎随着相对湿度的变化而立即变化。因此，绝对有必要在条件处理期间保持温度和相对湿度在

很小的范围内，而且绝缘电阻或电导的测量要在的条件处理环境中进行。另一点不能忽视的是，当相对湿度超过90%时，条件处理体系可能导致温度和相对

湿度的波动，从而引起表面凝结。这个问题可以通过在略高温度下使用等价绝对湿度来避免，由于均衡湿度含量在温度变化较小时几乎保持不变。在确定湿度对

体积电阻或电导的影响时，需要延长条件处理期，因为电介质吸收水分的过程相对缓慢。一些试样需要数月才能达到平衡。在不能使用如此长的条件处理期时，

使用更薄的试样或者均衡态附近的对比测试可能是合理的选择，但是细节必须包含在测试报告中。

X1.4 充电时间除了涉及一个额外的参数-充电时间（在一些情况下是电压梯度）外，介电材料的测量与导体并没有本质的不同。在这两种情况下，都会涉及施加电压和电

流的关系。对于介电材料，与未知电阻相串联的标准电阻必须具有相对较低的值，所以全部电压几乎都施加在未知电阻上，当电位差异施加在试样上时，通过它的

电流一般会朝一个极限值逐渐降低，该极限值可能比1min结束时观测到的电流值的0.01小。这个电流随时间的降低是由于介电吸收（界面极化、体积充电等

等）和运动离子向电极的扫略。一般来说，电流和时间的关系的表达形式通常是-mI(t)=At，在初始充电完成之后，直到真实泄露电流成为一个重要的影响因素。

在此关系式中，A是一个常数，数值上是单位时间的电流，而m值通常是在0到1之间取值。根据试样材料的特征，电流降至最小值1%范围内所需的时间可

能从几秒钟到几个小时，因此，为了确保给定材料的测量值具有可比性，有必要充电时间。按照惯例，充电时间通常为1min。对于一些材料而言，误导性

结论可能来源于任意充电时间下得到的测试结果。在给定材料的测试条件下得到电阻-时间曲线或电导-时间曲线作为选择合适充电时间的基础，这点必须在该材

料的测试方法中指明，或者这种曲线应该被用来作对比。有时，我们会发现电流随时间而增大。在这种情况下，使用时间曲线或者进

行特殊研究以及进行独立决策都需要考虑充电时间。

X1.5 电压值

X1.5.1 试样的体积和表面电阻或电导可能都对电压敏感。在这种情况下，测量类似样品时，有必要使用相同的电压梯度，从而使测量值具有可比性。另外，施加

电压值应在电压至少5%的范围内，这是一个独立于X1.7.3的要求，X1.7.3中讨论了电压的调节和稳定，而且涉及可感知的试样电容。

X1.5.2 通常施加在完整试样上的测试电压是100,250,500，1000，2500,5000,10000和15000V。其中最常使用的是100和500V。高电压用来研究材料的电压-电阻或

电压-电导特征（使测试在工作电压或工作电压附近进行），或者提高测试的灵敏度。

X1.5.3 取决于湿度含量的一些材料的试样电阻或电导可能会受到施加电压极性的影响，由电解作用或者离子迁移引起的这种效果，尤其是在不均匀的场的作用

下更加明显，例如在电缆中发现内部导体的测试电压梯度比外部表面更大。在电解和离子迁移存在于试样中时，当相对于大电极而言的小测试电极电位为负时，

电阻更小。在这种情况下，需要根据测试试样的要求指明施加电压的极性。