矿用风筒涂覆布抗静电性能的测试

【摘要】矿用风筒涂覆布被大量使用加工成风筒在煤矿井下使用，抗静电性能是其主要安全性能之一。本文详细介绍了矿用风筒涂覆布表面绝缘电阻的测试方法。

【关键词】矿用风筒涂覆布;安全性能;抗静电;表面绝缘电阻;性能测试

引言

抗静电性能是矿用风筒涂覆布安全性能主要指标之一，一般以产品表面绝缘电阻来表示，其值愈高安全性能愈差[1]。本文指的表面绝缘电阻是指施加在试样上电极间的直流电压与电极间表面传导电流之比，单位：Ω。当表面绝缘电阻小于106Ω时，因静电荷泄漏快，无法积聚高电位;当表面绝缘电阻大于109Ω时，就会出现较高的静电电位;当表面绝缘电阻在 3×188Ω以下时，积聚的静电荷，一次放出的能量小于点燃瓦斯的最小能量。因此，标准规定表面绝缘电阻在 3×108Ω以下的风筒涂覆布才可以在煤矿井下使用[2]。这个指标关系到煤矿瓦斯爆炸事故的可能性发生。在我国每年约有500万m2矿用风筒涂覆布被用于煤矿井下[3]。因此，生产和使用矿用风筒涂覆布或风筒的企业检验人员，有必要研究并熟悉掌握正确地测试矿用风筒涂覆布表面绝缘电阻的方法。

1.对测试仪器的要求

1.1 测量表面绝缘电阻的仪器，读数应在103Ω～1010Ω之间，测量误差范围在土5%内，直流电压50V～500V，在试样中的电能消耗不大于1W。

1.2 测量电极由内电极和外电极组成，其内电极为圆柱体黄铜棒，基面为圆形，直径Φ25mm，最小质量为115g;外电极为一金属圆环体，基面为环形，圆环外径Φ150mm，内径为Φ125mm，最小质量为900g。两电极的基面应磨平抛光。

1.3 测量仪器一般用绝缘电阻测试仪进行测试。如ZC46A型表面绝缘电阻测试仪是一种直读式测量仪器，工作电压为220V±22V，频率50Hz，消耗功率为10W。测试电压分50V、100V、500V、1000V四档，电压偏差不大于±5%。测量范围为1×103Ω～1×1010Ω。以下试验方法将以ZC46A型为例进行介绍。

1.4 高阻计属于计量器具，且用于安全检测工作，应定期送计量部门检定并取得检定证书。

2.试验方法

2.1 试样制备

取300 mm×300mm的正方形试样3件，试样表面必须平滑、无机械损伤及杂质等缺陷。为减小试样因放置条件不同而产生影响，使试验结果有较好的重复性和可比性，在测试前必须对试样进行预处理。处理方法是，用蘸有蒸馏水的干净绸布或消毒纱布清洗试件上下表面，再用清洁的干布片将试件擦干，放置于干燥处24h以上。

2.2 试验前的准备

2.2.1 将仪器接通电源预热30min。

2.2.2 试验环境：温度（23土2）℃，相对湿度为的65%土5%。

2.2.3 试样的正常化处理：将试件放置在温度为（23土2）℃，相对湿度为65%土5%的环境中至少2h。

3.试验步骤

3.1 将被测试样放在一块稍大于试样的绝缘性良好的平板上。将高阻计内、外电极基面擦净并涂上导电液，放在试样上使紧密接触。

3.2 将两根测量连接线分别连接到高阻计的输入端和输出端。

3.3 将输入端（低压端）接地连接到外电极上，输出端（高压端）连接到内电极上。

3.4 将高阻计电压选择开关（也称倍率开关）置于所需要的位置（一般先置于100V档上）。

3.5 将电压选择开关逐步升高，直到读数清晰为止（尽量取标度盘上1～10的那段刻度）。

3.6 读数方法：被测电阻值由表头和倍率指示（发光二极管）两部份组成，单位为Ω。例如表头指示为3.2，倍率指示为×106，则绝缘电阻读数为3.2×106Ω。

3.7 在测试时，如发现指针有不断上升的现象或很长时间稳定不下来的情况时，一般取合上测试开关后1min的电阻值读数作为测试结果。这是由于被测试样介质吸收现象所致。

3.8 一个试样测试完后，将高阻计电压控制开关置于“放电”位置后再取出试样，重复测试时应待试样中的残余电荷放完方能进行下一次测试。

3.9 测试完毕，应先切断仪器电源，将仪器面板上各开关恢复到测试前位置。

4.试验结果

每件试样正反两面各测一次，将每次测得的数据，记入原始记录表中（见表1）。分别计算上、下表面的算术平均值，作为被测试样的绝缘电阻值，用Ω表示，精确到小数点后1位。检验结果的判定依据为MT113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》。

5.注意事项

5.1 测试时要注意人体的呼吸尽量远离试样，因为人体的呼吸作用会使试样表面受潮，而导致试验结果不准确。表面绝缘电阻受湿度影响较大[4]。

5.2 测试电压档位的选择要适当，一般用500V或100V。原则是能用低档位测出时尽量用低电压档位。因为被测物中消耗的功率大于1W时，电阻值的测量值误差较大。

5.3 温度和湿度对表面电阻影响很大，尤其是湿度变化影响最大。因此，测试时应尽量做到使试验环境条件符合标准要求。

5.4 人体在测试时不能接触被测试样或电极，以防触电和损坏仪器。

5.5 测试时的仪器外壳应可靠接地，以防止漏电伤人。

表1 涂覆布表面绝缘电阻检验原始记录（局部）

样品名称 生产日期

抽样日期 产品批量

产品批号 样品厚度

检验依据 试验环境 ℃;

%RH

试验项目 规格 试样编号 测试电压（V）

实测值 表面绝缘电阻（Ω）

平均值

试样

上表面 300mm×300mm 1

2

3

试样

下表面 300mm×300mm 1

2

3

检验结果

备注

6.结束语

使用表面绝缘电阻测试仪测量矿用风筒涂覆布的表面绝缘电阻值，是一项经常性的测试工作。如不能正确领会测试原理和掌握正确方法，将有可能影响测试结果的准确度，造成重大的产品安全隐患，危害煤矿安全。因此，应重视研究涂覆布抗静电性能的测试方法。

参考文献

[1]GB/T20105-2006，风筒涂覆布[S].

[2]MT113-1995，煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则[S].

[3]李万鹏，孔令刚.矿用风筒的现状与发展[J].工业安全与防塵，2000（7）.

[4]孙峰生.使用高阻计的几点体会[J].工业计量，2006（11）.

作者简介：卢宁（1969—），女，现供职于国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心，主要从事矿用安全产品检测与研究工作。