GB∕T 31838.7-2021 固体绝缘材料 介电和电阻特性 第7部分：电阻特性(DC方法) 高温下测量体积电阻和体积电阻率

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ICS29.035.01

CCSK15

中华人民共和国国家标准

GB/T31838.7—2021/IEC62631-3-4：2019

代替GB/T10581—2006

固体绝缘材料介电和电阻特性

第7部分：电阻特性(DC方法)

高温下测量体积电阻和体积电阻率

Solidinsulatingmaterials—Dielectericandresistiveproperties

Part7:Resistiveproperties(DCmethod)一Measurementofvolume

resistanceandvolumeresistivityatelevatedtemperatures

[IEC62631-3-4：2019,Dielectricandresistivepropertiesofsolidinsulating

materials—Part3-4:Determinationofresistiveproperties(DCmethods)—

Volumeresistanceandvolumeresisticityatelevatedtemperatures,IDT]

2021-05-21发布

2021-12-01实施

a暮篡響營2发布

GB/T31838.7—2021/IEC62631-3-4：2019

目次

MW I

弓iw m

1范围 1

2规范性引用文件 1

3术语和定义 1

4意义 2

5试验方法 2

6试验程序 3

7试验报告 4

附录A（资料性）测试装置原理 6

9

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起草。

本文件是GB/T31838«固体绝缘材料介电和电阻特性》的第7部分。GB/T31838已经发布了以下部分：

——第1部分:总则；

——第2部分：电阻特性（DC方法）——第3部分:电阻特性（DC方法）——第4部分：电阻特性（DC方法）——第5部分：电阻特性（DC方法）

一第6部分:介电特性（AC方法）——第7部分：电阻特性（DC方法）

体积电阻和体积电阻率；

表面电阻和表面电阻率；

绝缘电阻；

浸渍和涂层材料的体积电阻和体积电阻率；

相对介电常数和介质损耗因数（频率0.1Hz〜10MHz）；高温下测量体积电阻和体积电阻率。

本文件代替GB/T10581—2006《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》，与GB/T10581-

本文件按照GB/T1.1—2020«标准化工作导则

第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

2006相比主要技术变化如下：

——增加了“本文件适用的材料”（见第1章，2006年版的第1章）;

——修改了“规范性引用文件”（见第2章，2006年版的第2章）;

——增加了“术语和定义”（见第3章）;

——增加了“意义”（见第4章）；

——增加了“概述”“电压源”（见第5.1和5.2）;

——修改了“电极和试验的准备”和“试验设备”（见5.3,2006年版的第3章和第4章）;——增加了“校准”（见5.4）；

——将“注意事项”修改为“应采取的预防措施”（见6.3,2006年版的6.3）；

一将“结果表示”修改为“体积电阻率的计算”（见6.4,2006年版的第7章）；——修改了“试验报告”（见第7章，2006年版的第8章）；

——增加了“测试装置原理”（见附录A）;

——增加了“参考文献”。

本文件使用翻译法等同采用IEC62631-3-4：2019«固体绝缘材料的介电和电阻特性第3-4部分：确定电阻特性（DC方法）髙温下体积电阻和体积电阻率》。

与本文件中规范性引用文件有一致性对应关系的我国文件如下：

——GB/T31838.2-2019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（IEC62631-3-1：2015,IDT）。

本文件做了下列编辑性修改：

——为与现有标准系列一致，将文件名称改为《固体绝缘材料介电和电阻特性第7部分：电阻特定（DC方法）髙温下测量体积电阻和体积电阻率》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电器工业协会提出。

本文件由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会（SAC/TC301）归口。

本文件起草单位:苏州太湖电工新材料股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、桂林赛盟检测技术有限公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、中车永济电机有限公司、无锡江南电缆有

GB/T31838.7—2021/IEC62631-3-4：2019

限公司、泰州钰明新材料有限公司、浙江博菲电气股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、广东明阳电气股份有限公司、西安交通大学、铜陵精达特种电磁线股份有限公司、江苏中车电机有限公司、中国长江三峡集团有限公司、浙江荣泰科技企业有限公司。

本文件起草人:吴斌、刘亚丽、陈昊、郭振岩、夏宇、郭献清、朱永明、高红阳、邹祖冰、崔鹤松、刘冠芳、狄宁宇、张跃、彭春斌、张振国、李华、王文龙、杨李懿。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

——1989年首次发布为GB/T10581—1989；

——2006年第一次修订；

——本次为第二次修订。

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GB/T31838.7—2021/IEC62631-3-4:2019

工业上某些绝缘材料在髙达800_C的温度下使用，例如用于支撑电解铝槽的云母板，用于高温坩埚或管式电阻炉的氧化铝陶瓷等。在产品设计时，要掌握绝缘材料电阻率随温度的变化，以了解绝缘材料的使用条件。因此，本文件提出了不高于800°C温度下，绝缘材料体积电阻和体积电阻率的测试方法。

GB/T31838提出了固体绝缘材料的介电和电阻特性的测试方法，为用户测试固体绝缘材料介电和电阻特性提供统一的试样制备方法和测试程序等。

目前,GB/T31838由七部分构成。

——第1部分:总则。提出影响固体绝缘材料介电和电阻特性测试的因素，指导该文件其他部分的编制。

——第2部分：电阻特性（DC方法）体积电’阻和体积电阻率。提出测定固体绝缘材料（不包括浸渍和涂层材料、浇注材料）体积电阻和体积电阻率的试验方法。

——第3部分：电阻特性（DC方法）表面电阻和表面电阻率。提出测定固体绝缘材料表面电阻和表面电阻率的试验方法。

一第4部分：电阻特性（DC方法）绝缘电阻。提出测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法。——第5部分：电阻特性（DC方法）浸渍和涂层材料的体积电阻和体积电阻率。针对浸渍和涂层类绝缘材料，提出测定体积电阻和体积电阻率的试验方法。

——第6部分:介电特性（AC方法）相对介电常数和介质损耗因数（频率0.1Hz〜10MHz）。提出0.1Hz〜10MHz频率下测定固体绝缘材料介电特性的试验方法。

一第7部分：电阻特定（DC方法）髙温下测量体积电阻和体积电阻率。提出温度不高于800-C下测定固体绝缘材料体积电阻和体积电阻率的试验方法。

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固体绝缘材料介电和电阻特性

第7部分：电阻特性(DC方法)

高温下测量体积电阻和体积电阻率

1范围

本文件规定了直流电压下和温度不髙于800"C时，绝缘材料的体积电阻和体积电阻率的测试方法。本文件适用于耐髙温云母板、氧化铝陶瓷等材料。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T10580—2015固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件(IEC60212：2010,IDT)

IEC62631-3-1固体绝缘材料的介电和电阻特性第3-1部分:确定电阻特性(DC方法)体积电阻和体积电阻率一般方法[Dielectricandresistivepropertiesofsolidinsulatingmaterials—Part3-1:Determinationofresistiveproperties(DCmethods)—Volumeresistanceandvolumeresistivity—Generalmethod]3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

ISO和IEC中用于本文件的术语和定义见下列网址：

ISO在线浏览平台:/obp；

IEC电子百科：http；///。

3.1

加热室heatingchamber

对试样提供髙温的装置。

3.2

体积电阻volumeresistance

由体积导电所确定的绝缘电阻部分。

注：体积电阻的单位用欧姆(n)表示。

3.3

体积电阻率volumeresistivity

与材料体积相关的体积电阻。

注1:体积电阻率的单位用欧姆米(II•m)表示。

注2:对于绝缘材料，通常通过在片状试样上施加电极测量得出体积电阻率。

注3:根据IEC60050-121,在电磁学中，“电导率”被定义为标量或张量，其与介质中的电场强度的乘积等于电流密度，“电阻率”定义为“当存在倒数时，电导率的倒数”。用这种方法测量时，体积电阻率是测量中体积内可能的非均匀性的电阻率的平均值，还包括电极上可能的极化现象的影响。

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4意义

某些绝缘材料在髙达800-C的温度下使用，例如用于支撑电解铝槽的云母板，用于髙温坩埚或管式电阻炉的氧化铝陶瓷等。

因此，希望这些材料具有尽可能高的绝缘电阻。体积电阻和体积电阻率的测量，可作为选择特定应用的绝缘材料的辅助方法。电阻率可能随温度的变化而显著变化，在产品设计时，应了解电气绝缘材料的使用条件。

5试验方法

5.1概述

本文件规定的试验方法适用于高温下使用的特定材料，典型的温度上限是800’C。可根据具体的测量或产品需求来确定所使用电极的类型。

注：因髙温而引起试样厚度的变化可能会影响测量结果。

5.2电压源

所施加电压源应为稳定的直流电压源，可由电池或整流稳压电源提供。对于电源稳定度的需求，应使由电压变化引起的电流变化与被测电流相比可忽略不计。试验电压可为10V、l00V、500V、1000V。若无其他规定，则宜使用500V的测试电压。

5.3设备

5.3.1试样和电极

试样和电极的准备

试样应具有合适的形状和尺寸，并应连接电极，以进行体积电阻的测量。当测量体积电阻率时，宜使用保护电极。试样首选尺寸应为IEC62631-3-1中给出的尺寸。应在试样表面喷涂或刷涂导电涂层，以更贴合电极。铂金是合适的材料。

如使用其他类型的金属，如银或金，确保在测试温度下金属不会迁移至试样内部或氧化。

应将试样牢固地安装在加热室内的电极垫板之间。垫板和相应的引线应由机械性能稳定且耐氧化的金属制成。垫板也可使用耐高温合金，例如不锈钢。垫板应具有足够的厚度以防止翘曲，并确保试样和电极垫板之间温度均衡。

对于氧化铝陶瓷和云母板材料，宜使用平板型试样。

试样数量

应根据相关产品标准确定试样数量。若没有可参考的标准，则应至少使用三个试样进行试验。试样的条件处理和预处理

应按照相关产品标准对试样进行条件处理和预处理。若没有可参考的标准，则应按照GB/T10580-2015的要求进行。

5.3.2加热室

对于加热试样，常规的烘箱可满足加热温度至500"C。如果测试温度达到800'C则应使用电阻炉。2

GB/T31838.7—2021/IEC62631-3-4：2019炉内结构应保证试样受热均匀，且温度波动尽可能小。环境条件应符合GB/T10580-2015的要求。温度恒定时进行试验。

合适的马弗炉应能使试样免受加热元件的直接辐射。这种马弗炉可由陶瓷制成，如氧化铝或类似材料。加热室内还应安装不锈钢或类似金属制成的接地金属屏蔽。屏蔽应起保护作用，以防止加热电路和测量电路之间的泄漏电流。

对于电阻非常高的试样，测量期间应切断加热元件电源，以防止测量过程受到干扰。附录A中给出了典型的加热室结构图。也可在惰性气体中进行测试。

5.3.3测量线路

绝缘测量导线应通过位于低温区域的髙电阻陶瓷绝缘体引人炉腔内，并进行充分保护，以防止泄漏电流影响试验结果。

注：或者，导线也可从炉体顶部或炉壁中的孔引人炉腔内。如果使用硬导线，则可在外部对其进行支撑，导线只与支架接触。支架位于低温区域，可由任何刚性绝缘材料制成。

5.3.4温度控制

加热室的温度控制模式应通过程序设定。可根据GB/T10580-2015设定试验时的温度间隔。宜使用两个热电偶，一个用于测量加热室的温度，另外一个用于直接测量试样的温度。

测量试样温度用的热电偶，应放在离试样尽可能近的地方，并在测量电阻时不产生电场干扰。例如，热电偶可直接插到电极的孔中，几乎接近试样附近垫板的表面。可在电极的反面垂直于试样表面钻孔，或在垫板的侧面平行于试样表面钻孔。若热电偶安装在电极垫板内，导线和热电偶应有良好绝缘，否则，测量时应断开或移除热电偶。

5.3.5测量期间的特殊预防措施

电流测量中的误差可能是由于电流测量装置被保护终端和保护系统之间的电阻分流而引起。为了确保设备的良好运行，应在断开从电压源到试样的导线的情况下进行测量。在这种情况下，设备应在其灵敏度范围内显示无限大的电阻。若有已知值的合适标准试样，则可用于测试设备的运行情况。

因接线的绝缘在烘箱内受热，可能使其体积电阻降低而影响测量。应在每个温度下单独测量泄漏电阻。不同金属之间可能存在热电偶电势，因此，当接线金属和电极金属不同时，可能引起测量误差。用一个短路回路代替电源，测量电流可指示该热电偶电势效应的大小。

5.4校准

测量设备应在室温下按照被测量体积电阻阻值范围进行校准。

注：商业用标准电阻已可达100Tfl»

6试验程序

6.1连续升温（方式A）

本方法适用于快速获得很宽温度范围内试样体积电阻与温度之间近似关系的试验，且只适用于介电吸收作用可忽略的材料或类似的材料进行比较。试样应紧密地安装在电极垫板之间，但又不可太紧，以免试样在加热时变形。试样上施加规定的电压，升温速度取决于材料的厚度，且不大于5K/min。随着温度的升髙，为很好地确定电阻与温度之间关系，应进行足够数量的电阻测量。

6.2分段升温（方式B）

本方法适用于获得比连续升温更精确的电阻与温度之间关系的试验，也适用于有介电吸收现象的

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试样。

试样应紧密地安装在电极垫板之间，但又不可太紧，以免试样在加热时变形。将试样的温度从室温增加到所需的试验温度，然后从一个试验温度逐步增加到下一个试验温度。

注1:试验箱的控制方式宜确保电极垫板温度不超过要求的试验温度。通常需要保持足够的温度间隔，以保证试样温度在较髙温度范围内满足要求。若温度超过要求的试验温度，则需要一段时间待试样温度达到最终试验温度。

当电极垫板温度在符合GB/T10580-2015表2中所规定的试验温度范围内时，对试样施加材料规范规定的电压1min(或其他规定的时间)，然后测量体积电阻。当测量完成时，应移除电压，并将高压电极、测量电极和保护电极相互连接(短路)。

应选择足够数量的试验温度，但不少于五个，以准确获得所规定温度范围内温度与电阻之间的关系。在较低温度下，温度增量应相对较小，例如10K。随着温度升髙，温度增量也随之增加。

注2：体积电阻(或体积电阻率)的对数通常绘制为绝对温度倒数的函数。

6.3应采取的预防措施

由于介电松弛现象，电流在规定的测量时间内不能达到稳定时，需要确定电阻与时间的函数，从而估算出稳态时的体积电阻值。

当被测材料的电阻相对较低时，需要降低电压进行测量，避免试样的发热效应。

对于那些有极化效应的材料，由于电荷集中在一个或两个电极上，其试验结果易出现误差。

除非对热降解影响有特殊要求，试样应在试验温度下保持足够长的时间以达到热平衡。按照试验所要求的时间间隔或更长时间间隔，用另一个试样定时地测量其体积电阻值(1min电化时间)，再比较这些测量值，从而决定曝露在试验温度下的最大允许时间。

在一系列逐级升温试验后，应在起始温度再进行测量，以确定试样曝露在高温下是否产生永久性变化。

6.4体积电阻率的计算

按照下式计算体积电阻率：

p=RXXA/h

式中：

P——体积电阻率，单位为欧姆米(O-m)；

R.——体积电阻，单位为欧姆(n);

A——测量电极的有效面积，单位为平方米(m2);

h——试样厚度，单位为米(m)。

7试验报告

试验报告应包括下列信息：

——测试材料完整的描述和标识，包括来源和制造商代码；

——试样形状和厚度；

电极类型和电极垫板的性质；

试验电压和电化时间；

——如需要，与所测量电阻相关的测试仪器的精度及校准方法；

材料的固化条件或预处理；

——试样的条件处理和试验大气环境；

4

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——试验装置的设置和使用说明；

试样数量；

——分别记录每个温度下体积电阻及体积电阻率的值和中值；——升温方式，例如方式A或方式B；

试验日期；

——其他任何重要的现象。

5

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