固体绝缘材料介质损耗仪角正切值试验仪

固体绝缘材料介质损耗仪角正切值试验仪

定义解释：

介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（功率因数角Φ）的余角δ称为介质损耗角。

概念：

电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，电介质在电场作用下，在单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率，或简称介质损耗（diclectric loss）。介质损耗是应用于交流电场中电介质的重要品质指标之一。介质损耗不但消耗了电能，而且使元件发热影响其正常工作。如果介电损耗较大，甚至会引起介质的过热而绝缘破坏，所以从这种意义上讲，介质损耗越小越好。

介电性能定义：介电性能是指在电场作用下,表现出对静电能的储蓄和损耗的性质，通常用介电常数和介质损耗来表示.

介电常数定义：

介电常数，又称电容率〔permittivity 〕,是电位移D与电场强度E之比ε= D/E ，其单位为F/m 。

介电常数小的电介质，其分子为非极性或弱极性构造，介电常数大的电介质，其分子为极性或强极性构造。

介电常数是表征电介质的最根本的参量，是衡量电介质在电场下的极化行为或储存电荷能力的参数。

固体绝缘材料介质损耗仪角正切值试验仪参数设置：

应用

电阻器、电容器、电感器都是电路的基本元件。电路基本元件参数是电路测试的基本内容之一。电路参数测试仪器是基本测试仪器。由于电路元件的工作频率范围不同，测试的方法和测试的仪器也有所不同。对于工作在低频电路中的元件大多采用电桥法和万用电桥；对于工作在高频电路中的元件，大多采用谐振法和Q表等。
一、谐振法测元件参数的基本原理
谐振测试法是根据谐振回路的谐振特性建立起来的测电路元件参数的方法。谐振测试法的基本电路如图。它是由LC谐振回路、高频振荡电路和谐振指示电路三部分组成。振荡电路提供高频信号，它与谐振回路之间的藕合程度应足够弱，使反映到谐振回路中的阻抗小到可以忽略不计。谐振指示器用来判别回路是否处于谐振状态，它可以用并联在回路两端的电压表或串联在回路中的电流表担任。同样要求谐振指示电路的内阻对回路的影响小到可以忽略不计。
（一）电容量的测试
谐振法测电容器有直接法和替代法两种。
1．直接法
用直接法测试电容量的电路与图的基本电路相同。选用一适当的标准电感L，与被测电容Cx组成谐振电路，调节高频振荡电路的频率，当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状态。这时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频率fo，即
由此可求得电容Cx值，
式中电容的单位是F（法），频率的单位是Hz（赫），电感的单位是H（亨）。若上述各量的单位分别用pF，MHz，uH，则Cx式可写为：
由于谐振频率fo可由振荡电路的度盘读得，电感线圈的电感量是已知的，即可由上式计算被测电容量Cx。
由直接法测得的电容量是有误差的，因为它的测试结果中包括了线圈的分布电容和引线电容，为了消除这些误差，宜改用替代法。
2．替代法
用替代法测试电容量有并联替代法和串联替代法两种。串联和并联替代法，采用替代原理，必须进行两次测试。被测元件接入前使电路谐振；被测元件接入已调谐好的电路后会使电路失谐，然后重新调整电路中的标准元件，以补偿（替代）被测元件造成的失谐。测量结果需计算后方能得到。这是一种间接测量的方法。
（1）并联替代法
用并联替代法测试电容量的电路如图8-2所示，进行测试时，首先将标准可变电容器放在电容量甚大的刻度位置C_S1上，调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后将被测电容器接在Cx接线柱上，与标准可变电容器并联，振荡电路保持原来的频率不变，减小标准可变电容器的电容量到C_S2，使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下，
C_S1= C_S2+Cx
即可求得被测电容Cx的值为:
Cx= C_S1- C_S2

显然，并联替代法只能测电容量小于标准可变电容器的变化范围的电容器。由于通常标准可变电容器的电容量变化范围有限，例如一个能从500pF变化到40pF的电容器的电容量变化范围为460pF。按照上述测试方法，只能测试电容量小于460pF的电容。当被测电容量大于标准可变电容器的电容量变化范围时，则可根据被测电容量的估算数值选择一个适当容量的电容器作辅助元件，再用上述方法进行测试。选择辅助电容器时，必须使已知辅助电容器的电容量与标准可变电容器的变化范围之和大于被测电容器的电容量。例如用电容量变化范围为460pF的标准可变电容器来测被测电容量约为680pF的电容时，必须选择一个电容量大于220pF的已知电容作辅助元件。
测试时，首先把已知电容接在Cx接线柱上，标准可变电容器放在电容量所在的刻度位置C_S1上，调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后拆去Cx接线柱上的已知电容，接上被测电容。振荡电路保持原来的频率不变。减小标准可变电容器的电容量到C_S2,使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下
C_S1+C_已知=C_S2+Cx
即可求得被测电容Cx的值为:
Cx=C_Sl-C_S2 +C_已知
（2）串联替代法
测电容量大于标准可变电容器容量变化范围的另一种方法是串联替代法。串联替代法测电容的电路如图8-3所示。进行测试时，首先将标准可变电容放在电容量甚小的刻度位置C_S1上，调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后将被测电容串联在谐振回路中，振荡电路保持原来的频率不变，增加标准可变电容量到C_S2，使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下
C_S1=l/(1/C_S2+1/Cx)
即可测得被测电容Cx的值为

Cx=(C_S1•C_S2)(C_S2-C_S1)
（二）电感量的测试
1．直接法
在图若选用已知标准电容Cs和被测电感Lx组成谐振回路，按测试电容的同样方法，调节振荡电路的输出频率，使谐振回路达到谐振状态，由式 可得被测电感Lx的值为
式中电容的单位是法，频率的单位是赫，电感的单位是亨。若上述各量的单位分别用pF，MHz，uH，则上式可写为 。上式中fo可由振荡电路的度盘读得，Cs可由标准可变电容器的度盘读得，由上式即可计算得被测电感量Lx。
实际上按谐振法设置的测试仪器，测电感时为了能直接读数，通常是在某些频率点上进行测试。由式 可知，当fo为定值时，Lx与Cs成反比例关系，所以，在标准可变电容器Cs的刻度盘上附加直读电感的刻度，就可以直接读出被测电感Lx值，而无需计算。
用直接法测得的电感量是有误差的，因为实际上式 中的电容值还包括线圈的分布电容和引线电容，而标准可变电容的刻度中不包括这两项电容值，使测试结果为正误差，即测试值大于实际值。若要消除误差，应采用替代法。
2．替代法
与测电容一样，也有并联替代法和串联替代法两种。测小电感时用图所示的串联替代法，测大电感时用图的并联替代法。由于具体的测试方法与测电容的替代法相仿，故不再赘述。