介電常數(shù)和介質(zhì)損耗測(cè)試儀——介電性能：

介電性能是指在電場(chǎng)作用下，表現(xiàn)出對(duì)靜電能的儲(chǔ)蓄和損耗的性質(zhì)，該詞通常用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗來表示。材料應(yīng)用高頻技術(shù)時(shí)，如實(shí)木復(fù)合地板采用高頻熱壓時(shí)介電性能是非常重要的性質(zhì)。介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng)，原外加電場(chǎng)（真空中）與最終介質(zhì)中電場(chǎng)比值即為介電常數(shù)(permittivity),又稱透電率。

無機(jī)介質(zhì)材料表現(xiàn)出來的介電性能的應(yīng)用中，還涉及到介電常數(shù)、介電損耗因子和介電強(qiáng)度等。

介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù)、介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母ε表示，單位為法/米如果有高介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中，場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。

損耗：

因子僅與介質(zhì)有關(guān)，其大小可作為絕緣材料的判據(jù)。

介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度稱為介電強(qiáng)度。

常見溶劑的介電常數(shù) ：

H?O (水) 78.5

HCOOH (甲酸) 58.5

CH?COOH(乙酸)6.15

CH?COOC?H?(乙酸乙酯)6.02

HCON(CH?)?(N,N-二甲基甲酰胺)36.7

CH?OH (甲醇) 32.7

C?H?OH (乙醇) 24.5

CH?CH?CH?-OH(正丙醇)20.1

CH?CH?CH?CH?-OH（正丁醇）17.8

n-C?H??OH （正己醇）13.3

CH?COCH? (丙酮) 20.7

C?H?(苯) 2.28

CCl? (四氯化碳) 2.24

n-C?H??（正己烷）1.88

CH?SOCH?（二甲基亞砜，DMSO）47.2

特性：

是指物質(zhì)分子中的束縛電荷(只能在分子線度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電荷)對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)特性,它主要由相對(duì)介電常數(shù)εr'、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)εr〃、介質(zhì)損耗角正切tanδ和介質(zhì)等效阻抗等參數(shù)來表征。

油和水（純凈的水）都屬絕緣體。但純凈的水的介電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油。拿相對(duì)介電常數(shù)來講，水的介電常數(shù)是81，而變壓器油的在3-5之間。

高聚物：

高聚物的介電性能是指高聚物在電場(chǎng)作用下，表現(xiàn)出對(duì)靜電能的儲(chǔ)存和損耗的性質(zhì)，通常用介電常數(shù)和介電損耗來表示。

（1）介電極化

絕大多數(shù)高聚物是優(yōu)良的電絕緣體，有高的電阻率，低介電損耗、高的耐高頻性和高的擊穿強(qiáng)度。但在外電場(chǎng)作用下，或多或少會(huì)引起價(jià)電子或原子核的相對(duì)位移，造成了電荷的重新分布，稱為極化。主要有以下幾種極化：（1）電子極化，（2）原子極化，（3）偶極極化。前兩種產(chǎn)生的偶極矩稱誘導(dǎo)偶極矩，后一種為久偶極矩的取向極化。

（2）介電損耗

聚合物在交變電場(chǎng)中取向極化時(shí)，伴隨著能量消耗，使介質(zhì)本身發(fā)熱，這種現(xiàn)象稱為聚合物的介電損耗。

常用復(fù)數(shù)介電常數(shù)來同時(shí)表示介電常數(shù)和介電損耗兩方面的性質(zhì)：

（3）影響介電性的因素

① 結(jié)構(gòu)

分子極性越大，一般來說 和 都增大。而其中 還對(duì)極性基團(tuán)的位置敏感，極性基團(tuán)活動(dòng)性大的（比如在側(cè)基上）， 較小。

交聯(lián)、取向或結(jié)晶使分子間作用力增加， 減少；支化減少分子間作用力， 增加。

② 頻率和溫度

與力學(xué)松弛相似

③ 外來物的影響

增塑劑的加入使體系黏度降低，有利于趨向極化，介電損耗峰移向低溫。極性增塑劑或導(dǎo)電性雜質(zhì)的存在會(huì)使 和都增大。

聚合物在作電工絕緣材料或電容器材料使用時(shí)，要求其介電損耗越小越好，相反在塑料高頻焊接或高頻“熱處理”等情況下，要求 大一些才好。

高低頻介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)儀符合標(biāo)準(zhǔn)：

《JJG563-2004高壓電容電橋檢定規(guī)程》

《JB1811-92壓縮氣體標(biāo)準(zhǔn)電容器》

《GB1409-2016固體絕緣材料相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的試驗(yàn)方法》

《ASTM D150固體電絕緣材料的交流損耗特性及介電常數(shù)的試驗(yàn)方法》

《IEC 60250測(cè)定電氣絕緣材料在工頻、音頻、射頻(包括米波長(zhǎng))下電容率和電介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法》

概述

ZJD-87型介電常數(shù)和介質(zhì)損耗測(cè)試儀高精密高壓電容電橋主要采用電流比較儀的原理，具有操作方便可靠、測(cè)量精度高、讀數(shù)位數(shù)多、線性度好，不受環(huán)境濕度影響，儀器顯示采用大屏幕TFT，可顯示電容值 Cx、介損值tgδ、試驗(yàn)電壓Upk/√2 、電感量Lx、品質(zhì)因數(shù)Q、測(cè)試電流Ix、材料的介電常數(shù)ε、測(cè)試電源頻率fx、視在功率S、有效功率P、無功功率Q等，它不僅能測(cè)電容器的電容量、介損量，還能測(cè)量電抗器的電感量和Q值及固體材料和液體材料的介質(zhì)損耗和介電常數(shù)，還有前時(shí)鐘的顯示，是目前國(guó)內(nèi)精度高、穩(wěn)定性好、操作方便、用途廣泛的高壓電橋。它在測(cè)量上具有很高的比率精度和穩(wěn)定性，這是一般西林電橋 、高壓介損儀不能達(dá)到的。適宜于在高電壓下測(cè)量電力電纜、高壓套管、電力電容器、 電抗器、互感器等高壓電力設(shè)備的電容量及損耗角正切值tgδ，以及各種固體或液體絕緣材料的介電常數(shù)（ε）及介損值tgδ，也可測(cè)量高壓變壓器或電壓互感器的比差和角差。電橋可外接電流互感器以擴(kuò)大量程，測(cè)量大的電力電容器時(shí)本電橋?yàn)樗亩藴y(cè)量具有引線補(bǔ)償裝置，使測(cè)量精度提高，消除接線電阻引起的附加wu差。本介電測(cè)試儀還可測(cè)量電抗器的電感量及Q值。量程擴(kuò)展器（供選購(gòu)）能使主橋體的電容比從1000：1擴(kuò)大到106：1。

參數(shù)設(shè)置

型號(hào)：ZJD-87

準(zhǔn)確度： Cx:±（讀數(shù)×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數(shù)×0.5%+0.00005）；

電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

分辨率：最高0.001pF，4位有效數(shù)字；

介電常數(shù)ε測(cè)試范圍：0-200；

介電常數(shù)ε準(zhǔn)確度：0.5%

介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試范圍：不限，

介質(zhì)損耗tgδ分辨率：0.000001，電容、電感、電阻三種試品自動(dòng)識(shí)別。

試驗(yàn)電流范圍：5μA～5A；

內(nèi)施高壓：設(shè)定電壓范圍：0.5～10kV ；

最大輸出電流：200mA；

升降壓方式：電壓隨意設(shè)置。比如5123V。

試驗(yàn)頻率： 40-70Hz單頻隨意設(shè)置。比如48.7Hz.

頻率精度：±0.01Hz

外施高壓：接線時(shí)最大試驗(yàn)電流5A，工頻或變頻40-70Hz

環(huán)境溫度：20±5℃

相對(duì)濕度：65±5%

高低壓電極之間距離：0~5mm可調(diào)

百分表示值wu差：0.01mm

測(cè)量極直徑：50mm（表面積19.6cm2）

空極tgδ：≤3×10-5

最高測(cè)試電壓：2000V

體積：Ф210mm H180mm

重量：6kg

實(shí)驗(yàn)步驟：

1、按照Q表的操作規(guī)程調(diào)整儀器，選定測(cè)量頻率，測(cè)定C1和Q1的值。
2、將試樣放入測(cè)試電極中，并調(diào)節(jié)電容器C，使電路諧振，達(dá)到最大Q值記下調(diào)諧電容量C2和Q2的值。
3、將試樣從測(cè)試電極中取出，調(diào)節(jié)C或測(cè)試電極的距離，使電路重新諧振，記下C、或測(cè)試電極的校正電容值與Q值，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器并根據(jù)測(cè)試值計(jì)算出損耗角tanδ與介電常數(shù)ε。
4、其他高頻測(cè)試儀器按其說明書進(jìn)行操作，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器通過測(cè)試值計(jì)算出損耗角tanδ和介電常數(shù)ε。

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