高電壓對(duì)絕緣電阻的影響:泄露電流
絕緣材料在恒定電壓的作用下,總有一微小的泄漏電流通過(guò)。泄漏電流的大小與材料的電導(dǎo)率成正比,與其絕緣電阻成反比。將一塊固體絕緣材料兩端加上直流電壓,則流過(guò)其內(nèi)部(而非表面)的電流隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如下圖所示所示。
固體絕緣材料中的電流i與時(shí)間t的關(guān)系
在接通電源的瞬間,充電電流ic可達(dá)到很高值,但迅速進(jìn)入吸收電流階段。ia是由于介質(zhì)內(nèi)分子、離子等的極化造成的,其大小隨時(shí)間變化,也受電極形狀、介質(zhì)的種類(lèi)以及溫度等的影響。吸收電流完全衰減至一恒定電流值ig往往需要數(shù)分鐘以上的時(shí)間,有的材料甚至需要幾小時(shí)至幾天的時(shí)間,ig稱(chēng)為泄漏電流,它由介質(zhì)的絕緣電阻所決定。ia與ig的比值達(dá)數(shù)倍至數(shù)十倍。因此,如果在施加電壓后馬上測(cè)電流,并依此來(lái)計(jì)算絕緣電阻,則此電阻值顯著偏小。通常測(cè)試絕緣電阻時(shí)應(yīng)以施加電壓1分鐘或10分鐘后的電流來(lái)求出。
泄漏電流對(duì)溫度的高低也有反映。溫度越高、泄漏電流越大,相應(yīng)的絕緣電阻也越小。固體材料的絕緣電阻隨溫度的增加而下降。
絕緣電阻(或介質(zhì)電導(dǎo))的數(shù)值與電壓有關(guān),通常在介質(zhì)接近擊穿時(shí),有顯著的、快速增加的自由電子導(dǎo)電現(xiàn)象,這時(shí)阻值將劇烈下降。
如下圖所示為固體介質(zhì)的典型電流一電壓特性。其中可劃分為三個(gè)階段。在階段a:電壓與電流的關(guān)系服從歐姆定律;在階段b:電流與電壓 幾乎成指數(shù)關(guān)系;在階段c:電流將隨電壓急劇增加直至擊穿。
絕緣材料中的電流與外加電壓的關(guān)系
當(dāng)固體介質(zhì)中存在雜質(zhì)時(shí),將使絕緣電阻下降,如水分的滲入使介質(zhì)受潮等, 引起的絕緣電阻減小,絕緣強(qiáng)度降低。所以,帶電作業(yè)工具防潮是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。
上面討論的是固體介質(zhì)內(nèi)部的電阻(或電導(dǎo))。實(shí)際上固體介質(zhì)的表面因表面臟污和受潮還存在不小的表面電導(dǎo)。表面電導(dǎo)同臟污和受潮的程度成正比。所以帶電作業(yè)工具表面應(yīng)保持清潔,并且注意不能使之受潮。