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介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切值測試儀

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產(chǎn)品簡介

介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切值測試儀符合標(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測定電氣絕緣材料在工頻、音頻、射頻(包括米波長)下電容率和電介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法》

詳細(xì)介紹

介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切值測試儀

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
①了解測定高分子材料介電常數(shù)和介電損耗角正切測定的基本原理
②掌握高分子材料材料介電常數(shù)和介電損耗角正切測定的測定方法

2.實(shí)驗(yàn)原理
介電常數(shù)是表征絕緣材料在交流電場下，介質(zhì)極化程度的一個(gè)參數(shù)，它是充滿此絕緣材料的電容器的電容量與以真空為電介質(zhì)時(shí)同樣電極尺寸的電容器的電容量的比值。介質(zhì)損耗角正切是表征該絕緣材料在交流電場下能量損耗的一個(gè)參數(shù)，是外施正弦電壓與通過試樣的電流之間的相對(duì)的余角正切。測定高分子材料介電常數(shù)和介電損耗角正切實(shí)驗(yàn)方法有：工頻高壓電橋法和變電納法。
本實(shí)驗(yàn)采用工頻高壓電橋法。其工作原理為：被測試樣與無損耗標(biāo)準(zhǔn)電容C_o是電橋的兩相鄰橋臂，橋臂R₃是無感電阻，與它相鄰的臂由電容C₄和恒定電阻R₄并聯(lián)構(gòu)成。在電阻R₄的中點(diǎn)和屏蔽間接有一可調(diào)電容C_a來完成線路的對(duì)稱操作。線路的對(duì)稱在這里理解為使“臂R₃對(duì)屏蔽"及“臂R₄對(duì)屏蔽"的寄生電容固定且相等。由于電阻線圈R₃中的金屬線比電阻R₄長得多，臂R₃的寄生電容也將大于臂R₄的寄生電容。附加電容C_a可以增大臂R₄的電容泄漏，使其數(shù)值與臂R₃的泄漏相等。臂C_a和C_o的寄生電容不大，因此不用對(duì)他們加以平衡。
保護(hù)電壓e的作用是消除放大器P處頂點(diǎn)可能存在的泄漏電流，為此e是一個(gè)將橋P處頂點(diǎn)的電位引向地電位的裝置。
這主類電橋平衡后必然有：Z_x·Z₄＝Z_s·Z₃ ……（3-45）
其中 Z_x＝j / (ωC_x)
Z_s＝j / (ωC_s)
Z₃=R₃
Z4=[（1 / R4）+ jωC₄]^-1
由平衡條件及tgδ定義可計(jì)算出：tgδ=2πf C₄·R₄·10^-12
當(dāng)f＝50Hz，R₄＝10000/πΩ時(shí)，有tgδ= C₄·10^-6，即可用C₄直接表示tgδ值。根據(jù)式（3-45）計(jì)算可得到：
C₄=C₃·(R₄/ R₃)·[1+(1/ tg²δ)]
ε＝C_s/ C_o
本方法適用于測試固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等的相對(duì)介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切以及由它們計(jì)算出來的相關(guān)參數(shù)，例如損耗因素。
對(duì)有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品，薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn)，可按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者參考本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
3.實(shí)驗(yàn)試樣
本次實(shí)驗(yàn)采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣.直徑120mm厚度3mm(由材料形狀,電極選二電極,板狀電極)
4.實(shí)驗(yàn)設(shè)備
ZJD-C高低頻介電常數(shù)測試儀北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)
電極采用板狀圓形電極

5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

序號(hào)	C_a0	ξ
1	52.35	2.20
2	52.67	1.90
3	52.67	1.64
序號(hào)	R₃(Ω)	tgδ	t
1	1385	45.4	3.32
2	1587	45.3	3.30
3	1838	40.5	3.30

6.思考題
1.實(shí)驗(yàn)要求試樣厚度不大于3mm的原因?答：試樣的厚度如果大于3mm，為了測得他的介電常數(shù)，需要一個(gè)很高的電壓，這樣使得設(shè)備條件更加苛刻，實(shí)驗(yàn)環(huán)境也不安全。
3.試樣中含有雜質(zhì)的測試結(jié)果?答：介電系數(shù)增大，導(dǎo)電介質(zhì)或極性雜質(zhì)的存在，會(huì)增加高聚物的導(dǎo)電電流和極化率，因而使介電損耗增大，特別是對(duì)于非極性高聚物來說，雜質(zhì)成了引起介電損耗的主要原因。
3.實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件如溫度、濕度對(duì)測定結(jié)果的影響。
溫度：溫度變化會(huì)引起高聚物的粘度變化，因而極化建立過程所需要的時(shí)間也起變化。溫度對(duì)取向極化（介電常數(shù)）有兩種相反的作用，一方面溫度升高，分子間相互作用減弱，粘度下降，使偶極轉(zhuǎn)動(dòng)取向容易進(jìn)行，介電常數(shù)增加；另一方面，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)偶極轉(zhuǎn)動(dòng)干擾增加，使極化減弱，介電系數(shù)下降。對(duì)于一般的高聚物來說，在溫度不太高時(shí)，前者占主導(dǎo)地位，因而溫度升高，介電常數(shù)增大，到一定范圍，后者超過前者，介電常數(shù)即開始隨溫度升高而減小。
濕度：濕度越大，水分越多，能明顯增加高聚物介電損耗的極性雜質(zhì)。在低頻下，它主要以離子電導(dǎo)形式增加電導(dǎo)電流，引起介電損耗；在微波頻率范圍，水分子本身發(fā)生偶極松弛，出現(xiàn)損耗峰。對(duì)于極性高聚物，水有不同程度的增塑作用，尤其是聚酰胺類和聚丙烯酸酯類等，結(jié)果將使高聚物的介電損耗峰向較低溫度移動(dòng)。水對(duì)熱固性塑料也有影響。
圖片3.png

介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切值測試儀—測試意義

1、介電常數(shù)——北京智德創(chuàng)新檢測儀器絕緣材料通常以兩種不同方式來使用，即（1）用于固定電學(xué)網(wǎng)絡(luò)部件，同時(shí)讓其彼此以及與地面絕緣；（2）用于起到某一電容器的電介質(zhì)作用。在第一種應(yīng)用中，通常要求固定的電容盡可能小，同時(shí)具有可接受且一致的機(jī)械，化學(xué)和耐熱性能。因此要求電容率具有一個(gè)低值。在第二種應(yīng)用中，要求電容率具有一個(gè)高值，以使得電容器能夠在外型上能盡可能小。有時(shí)使用電容率的中間值來評(píng)估在導(dǎo)體邊緣或末端的應(yīng)力，以將交流電暈降至最小。
2、交流損耗——對(duì)于這兩種場合（作為電學(xué)絕緣材料和作為電容器電介質(zhì)），交流損耗通常必須是比較小的，以減小材料的加熱，同時(shí)將其對(duì)網(wǎng)絡(luò)剩余部分的影響降至最小。在高頻率應(yīng)用場合，特別要求損耗指數(shù)具有一個(gè)低值，因?yàn)閷?duì)于某一給定的損耗指數(shù)，電介質(zhì)損耗直接隨著頻率而增大。在某些電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中，例如試驗(yàn)用終止襯套和電纜所用的電介質(zhì)，通常電導(dǎo)增加可獲得損耗增大，這有時(shí)引入其來控制電壓梯度。在比較具有近似相同電容率的材料時(shí)或者在材料電容率基本保持恒定的條件下使用任何材料時(shí)，這可能有助于考慮耗散因子，功率因子，相位角或損耗角。
3、相關(guān)性——北京智德創(chuàng)新檢測儀器當(dāng)獲得適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)性數(shù)據(jù)時(shí)，耗散因子或功率因子有助于顯示某一材料在其它方面的特征，例如電介質(zhì)擊穿，濕分含量，固化程度和任何原因?qū)е碌钠茐摹Ｈ欢捎跓崂匣瘜?dǎo)致的破壞將不會(huì)影響耗散因子，除非材料隨后暴露在濕分中。當(dāng)耗散因子的初始值非常重要的，耗散因子隨著老化發(fā)生的變化通常是及其顯著的。