Под влаго- и водостойкостью диэлектрика понимают способность его выдерживать воздействие атмосферы, близкой к состоянию насыщения водяным паром, и (или) воздействие водяной среды без недопустимого ухудшения его свойств.

 Контролируемыми параметрами при такого рода испытаниях материала являются:

- электрическая прочность;

- удельное объемное сопротивление;

- сопротивление изоляции R_И3 - отношение напряжения, приложенного к образцу, к общему току, протекающему через образец и по поверхности между электродами, т. е. сопротивление изоляции равно сопротивлению параллельно включенных объемного R_Vи поверхностного Rsсопротивлений диэлектрика.;

- внутреннее сопротивление - отношение напряжения к току, протекающему между двумя цилиндрическими или коническими электродами, расположенными в отверстиях с осями, параллельными друг другу и перпендикулярными слоям материала).

Наряду с электрическими характеристиками определяют также влаго- и водопоглощенис и набухание (ГОСТ 10315-75).

Образцы твердых материалов.

Форма и размеры образцов испытуемых материалов зависят от измеряемой величины.

Образцы для определения объемного и поверхностного сопротивлений. Определение R_V, Rs, ρ_V, ρ_S твердых электроизоляционных материалов производят на плоских (круглых или квадратных) или трубчатых образцах; R_s, psможно определять так же и на стержневых образцах. Диаметр плоского образца (сторона квадрата) должен быть от 25 до 150 мм, длина трубчатого образца — от 100 до 300 мм, стержневого — от 50 до 100 мм. Толщина плоских и трубчатых образцов (кроме пленок) берется от 0,5 до 2 мм.

Образцы для определения внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление анизотропных материалов определяют на плоских образцах, имеющих два несквозных отверстия для электродов. Форма и расположение отверстий показаны на рис. 1. Минимальные размеры образцов 50x75 мм, толщина tне менее 8 мм.

Рис. 1. Образцы для измерения внутреннего сопротивления.

Образцы для определения сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции определяют на плоских, трубчатых, стержневых и цилиндрических образцах. Их конфигурация и размеры выбираются в зависимости от того, какой ток — объемный или поверхностный — больше влияет на измеряемую величину. В тех случаях, когда превалирует объемный ток, применяют образцы толщиной от 1 до 50 мм с двумя сквозными отверстиями для электродов (рис. 2). Расстояние А между центрами отверстий выбирают равным (25±1) мм или (15±1) мм. В первом случае минимальный размер плоского образца должен быть 50x75 мм, во втором 35x50 мм; трубчатые, цилиндрические и стержневые образцы должны иметь длину не менее 75 мм и диаметр не менее 20 мм. В случае преимущественного влияния поверхностного тока применяют накладные электроды. Минимальные размеры плоского образца в этом случае 60х150 мм; трубчатые, цилиндрические и стержневое образцы должны иметь длину не менее 60 мм, диаметр — не менее 50 мм (допускается применять образцы меньшего диаметра). Если объемный и поверхностный токи утечки соизмеримы, то измерения производят на образцах обоих типов, за R_И3 принимают наименьшее из полученных значений. Определение сопротивления изоляции листовых и ленточных материалов толщиной от 0,003 до 1 мм производят на образцах шириной не более 25 мм и длиной не менее 50 мм.

Рис. 2. Образцы для определения сопротивления электроизоляционного материала:

а — плоский; б — трубчатый; в — цилиндрический.

При испытании пластмасс (ГОСТ 4650-80) образцы изготавливают в форме диска диаметром (50±1) мм и толщиной (3±0.2) мм или, в случае листового и слоистого материалов, в форме квадратной пластины со стороной (50±1) мм, толщиной, равной толщине материала. Для стержней, прутков и труб длина образца берется равной (50±1) мм, диаметр не должен превышать 50 мм; срез должен быть перпендикулярен оси. Если труба имеет диаметр больше 50 мм, то образцы вырезают из стенки трубы, при этом длина, ширина и толщина образца не должны превышать (50±1) мм.

Выбор формы и размеров образца в приведенных выше пределах производится в соответствии со стандартом или техническими условиями на материал. Образцы, отобранные для испытаний, не должны иметь трещин, сколов, вмятин, заусенцев, короблений. Механические операции (сверление, расточка и т. п.) не должны изменять свойств материала и производятся до подготовки образцов к испытаниям. Допускается поверхность образца очищать растворителем, не влияющим на свойства материала.

Методика проведения испытания на влагостойкость.

Образцы перед испытанием выдерживают в термостате при условиях нормализации, указанных в стандарте на материал; если таковые не указаны, то при температуре (55±2)°С и относительной влажности не более 20 % в течение 24 ч. Затем образцы охлаждают в эксикаторе с адсорбирующим водяные пары веществом, например пятиокисью фосфора, при температуре (23±2)°С.

Влагостойкость материалов по вышеуказанным показателям определяют, помещая образцы в термовлагокамеру, где поддерживаются требуемые режимы. Таковыми могут быть температура воздуха (23±2) или (40±2)°С, относительная влажность (93±2) или (95±2) Измерительные вводы камеры должны быть выполнены так, чтобы сопротивление изоляции между вводами по крайней мере в 100 раз превосходило наибольшее сопротивление образцов, а напряжение перекрытия вводов не менее, чем в 2 раза превышало наибольшее значение пробивного напряжения образцов. Продолжительность выдержки образцов в камере может быть 1, 2, 4, 7, 14, 21 или 28 суток. При выдержке меньше 4 сут погрешность измерения времени не должна превышать ±5%; при большем времени погрешность не должна превышать ±2 %. Определение контролируемых параметров следует производить до испытаний и непосредственно в испытательной камере, спустя указанное время испытаний.

Для определения влагопоглощения w_aобразцы, подготовленные к испытанию и прошедшие нормализацию, быстро переносят в предварительно взвешенный, плотно закрывающийся сосуд и взвешивают, затем выдерживают положенное время в условиях высокой влажности и. снова взвешивают. Погрешность определения массы не должна превышать 0,001 г. Влагопоглощение, %:

где m — масса образца до помещения его в испытательную камеру, мг; m1 — масса образца после испытания, мг.

Искомое значение влагопоглощения находят как среднее арифметическое измерений 5 образцов.

Водостойкость материалов по вышеуказанным показателям определяют после выдержки образцов в дистиллированной воде при температуре (23±0,5)⁰С. Время выдержки зависит от вида материала и указывается в соответствующем стандарте. Оно может быть от 1 до 56 суток. Электрические характеристики измеряют на нормализованных образцах до испытания и после извлечения их из воды и протирания сухой тканью или фильтровальной бумагой, но не позднее чем через 3 мин. При определении водопоглощения w_В, образцы выдерживают в воде 1 сут. Массу образца находят до испытания и через 1 мин после извлечения из воды (образцы также протирают). Продолжительность взвешивания не должна превышать 3 мин, погрешность должна быть не более ±0,001 г. Если испытуемый материал содержит вещества, растворимые в воде, то после выдержки в воде и взвешивания образцы повторно сушат в течение 24 ч при температуре (50±2) ⁰С, снова охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Для некоторых материалов можно применить ускоренный метод определения w_В, который заключается в кипячении образцов в дистиллированной воде в течение (30±1) мин с последующим охлаждением их в дистилированной воде до температуры (23±2) ⁰С в течение (15±1) мин. Перед взвешиванием избыток воды удаляется с поверхности образцов увлажненной и отжатой тканью. Насыщение образцов водой может производиться также под вакуумом. Для этого образцы помещают в вакуумный эксикатор, соединенный с помощью резиновых шлангов и трехходового крана с вакуумным насосом и вакуумметром. При остаточном давлении в эксикаторе не более 2,7 кПа образцы выдерживают в течение 10 мин. Затем постепенно подают в эксикатор воду. Образцы в воде под вакуумом выдерживают еще 5 мин, после чего насос отключают, открывают эксикатор и взвешивают образцы, предварительно удалив с поверхности избыток воды. При любом способе насыщения образцов на 1 см² поверхности образца берут не менее 8 см³ воды.

Водопоглощение в процентах при двух взвешиваниях:

где m1 — масса образца перед погружением в воду; m2 — масса образца после извлечения из воды.

Водопоглощение при трех взвешиваниях:

где m3 — масса образца после извлечения из воды и высушивания.

Иногда находят массу воды x_В поглощенную образцом на единицу его поверхности (s, см²):

Расхождение полученных результатов при параллельном испытании трех образцов не должно превышать 10%. Если это условие не выполняется, то испытание повторяют на удвоенном числе образцов.

Набухание образца при испытаниях на влаго- или водостойкость характеризуется изменением линейных размеров. До и после испытания измеряют диаметр (линейные размеры) образца и его толщину в пяти точках у кромки, погрешность измерений не должна превышать ±0,01 мм. Затем вычисляют относительное изменение в процентах каждого параметра, находят среднее арифметическое для 5 точек. Набухание определяют путем испытания трех образцов как среднее арифметическое результатов параллельных измерений.