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计算绝缘电阻的几种方法

2012-09-25苏景顺

河北建筑工程学院学报 2012年3期

苏景顺

(河北建筑工程学院,河北张家口075000)

在电容器极板间或金属导体电极间,通常需要填充绝缘材料,以防止击穿或短路.理想绝缘材料的电导率为零,但在实际中使用的绝缘材料电导率并不为零.因此,在电容器极板间或金属导体电极间存在着一定的电导,存在着一定的漏电流.物理学定义:电极间漏电流I与电极间电压u之比,为绝缘材料的漏电导G.漏电导G的倒数,为绝缘电阻R(或称“漏电阻”).

绝缘电阻是设计电路或选择材料时的重要参数,下面介绍几种计算绝缘电阻的基本方法.

1 直接积分法

直接积分法,一般要将绝缘材料的整个电介质分为无数个微电阻,总电阻是这些微电阻串、并联的结果.在已知等位面和电流线的情况下,微电阻可视为等位面和电流管围起来的体积元的电阻.根据电阻定律,绝缘电阻R与沿漏电流方向电介质材料的长度dl成正比,与垂直于漏电流方向电介质材料的横截面积S成反比,与材料的电导率成反比.因此,对于给定的绝缘材料,绝缘电阻可以根据下式直接计算.

例如,内、外半径分别为R1、R2的同轴电缆,其间充满电导率为γ的绝缘材料,单位长度的绝缘电阻R为

直接积分法较为简单,适用于结构简单便于积分的绝缘材料.对于结构复杂或需要了解电位、场强分布等相关信息的情况,应采用其他方法.

2 拉普拉斯法

通常绝缘材料内无自由电荷,故绝缘材料中的电位φ满足拉普拉斯方程

在给定边界条件下……

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