国标GB/T 31838.2体积电阻率测试条件汇总

国标GB/T 31838.2体积电阻率测试条件汇总

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体积电阻率是表征固体绝缘材料绝缘性能的基础参数。现行标准 GB/T 31838.2—2019《固体绝缘材料 介电和电阻特性 第2部分：电阻特性（DC方法） 体积电阻和体积电阻率》修改采用 IEC 62631-3-1:2016，给出了直流电压下测定固体绝缘材料体积电阻和体积电阻率的试验方法，替代了 GB/T 1410—2006 中的相应内容。本文以该标准为依据，把散落在各章节中的测试条件做一次集中梳理，供实验室建立作业规程、比对数据时参考。

一、测量原理与稳态判据

标准将体积电阻定义为施加在与绝缘介质相对表面接触的两个电极间的直流电压与给定时间流过介质的电流之比；体积电阻率为电场强度与电流密度之比，单位为 Ω·m。

施加直流电压后，电流因介质极化与载流子迁移而逐渐减小到一个稳定值。对体积电阻率小于 10¹⁰ Ω·m 的材料，电流通常在 1 min 内达到稳定；更高电阻率材料的衰减过程可能持续几分钟、几小时甚至数周，此时可采用较长的施加电压时间。

二、试验电压与电源要求

常用试验电压档位为 10 V、100 V、500 V、1 000 V 和 10 000 V，无特殊规定时推荐采用 100 V。电源应为稳定的直流电源；电压不稳定引起的电流变化应足够小，以 100 V 电源为例，纹波系数宜小于 5×10⁻⁴。

起始电压过高会引起局部放电并带来测量误差。在空气中进行试验时，试验电压低于 340 V 一般不会引起局部放电；

三、装置精确度与保护技术

标准对测量装置精确度的要求按电阻量级分档：低于 10¹⁰ Ω 时误差不大于 ±10%；10¹⁰～10¹⁴ Ω 之间不大于 ±20%；高于 10¹⁴ Ω 时不大于 ±50%。

高阻测量必须使用保护技术：在关键绝缘部位插入保护导体，组成保护系统并与测量端构成三电极系统，把外来寄生电压引起的杂散电流、绝缘不良引起的分路电流以及表面电流分流到测量回路之外。表面电阻可能比体积电阻低一个数量级，不设保护时体积分量会被直接淹没。此外，连续两次测量之间应保证足够长的间隔以消除极化效应，对体积电阻不大于 10¹⁰ Ω 的材料，1 h 的时间间隔即足够。

四、电极材料的选择

标准列举了可供使用的典型电极材料：导电银漆（疏松透气、可随试样条件处理，适合研究电阻与湿气效应）；蒸发或喷镀金属（确认材料不受离子轰击、温度应力或真空处理影响时使用）；液体电极（银、锡等，不推荐水银）；胶体石墨（与导电银漆同条件使用）；导电橡胶（放置便捷、不妨碍试样条件处理，绝缘电阻应小于 1 000 Ω，邵氏硬度 65～85，约 2 kPa 压力下与试样紧密接触）；金属箔（铝箔、锡箔配合少量凡士林、硅脂粘贴，粘剂薄层宜减薄到 0.002 5 mm 或更薄，且尽量少用）。

需要注意，导电橡胶作为电极材料的测量结果比金属电极的测量结果要高百分之几到百分之几百，不同电极形式所得数据不宜直接比较。

五、试样要求与条件处理

试样厚度应尽量与实际应用中的产品厚度相同。无其他规定时，推荐使用长和宽大于或等于 100 mm、厚度为 (1.0±0.5) mm 的平板试样，弹性材料推荐 100 mm×100 mm×3 mm。无相关产品标准时，试样数量应至少为 3 个。

条件处理方面，无相关产品标准时按 IEC 60212 标准环境条件 B 执行，即在 23 ℃ 的室温和相对湿度 50% 的条件下至少处理 4 天。装电极前，应在至少 5 个不同的点上测量材料厚度，试样厚度和电极尺寸的精度要求为 ±1%。

六、测试程序的关键时序

测量前应使试样处于介电稳定状态：将试样和电极联接，逐步增加电流测量装置的灵敏度，观察短路电流的变化，直至达到恒定值。无其他规定时，应在施加电压 1 min 后进行体积电阻测量。若不重复测量，试样应在试验环境下放置至少 24 h；需要重复测量时，必须确认试样重新进入介电稳定状态，否则不允许重复测量。研究直流加压时间对结果的影响时，在施加电压后 1 min、2 min、5 min、10 min、50 min 和 100 min 读数，若两次测得同样的结果，应结束试验。

七、计算、报告与结果解读

体积电阻率按 ρ = Rx·A/h 计算，其中 Rx 为测得的体积电阻，A 为电极有效面积，h 为试样平均厚度。试验报告应包括材料描述、试样形状和厚度、试验电压、仪器精度、固化条件或预处理、条件处理和环境、试样数量，以及体积电阻和体积电阻率的个别值与中值等信息。

标准同时给出了合理预期的尺度：体积电阻和体积电阻率的测量受多方面影响，经验表明再现性为 50% 以上（测量值），重复性在 20%～50% 之间。这意味着不同实验室、不同时间的数据出现百分之几十的偏差属于正常范围，比对数据时应关注量级与趋势而非末位数字，并将温度、湿度、加压时间、电极形式等条件一并报告。

八、结语

GB/T 31838.2 把电压档位、装置精度、保护方式、电极材料、试样处理与读数时序整合为统一口径。对实验室而言，把这些条件写进作业规程并如实记录，是让体积电阻率数据具备可比性的前提；对数据使用者而言，了解这些条件的来龙去脉，才能正确解读报告上的每一个数值。

表 1｜GB/T 31838.2 主要测试条件速查