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高压自动介电常数-介质损耗试验仪

简要描述:高压自动介电常数-介质损耗试验仪可直读介电常数及介质损耗结果,免去人工计算的繁琐。经过新升级可通过上位机软件查看测试曲线,北京智德创新检测仪器是代替进口设备的北京智德创新仪器产品。仪器能在较高的测试频率条件下,测量高频电感或谐振回路的Q值,电感器的电感量和分布电容量,电容器的电容量和损耗角正切值,电工材料的高频介质损耗,高频回路有效并联及串联电阻,传输线的特性阻抗等。产地北京房山。

  • 更新时间:2023-04-11
  • 浏览次数: 170

详细介绍

高压自动介电常数-介质损耗试验仪符合标准:

GB/T1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法;
GB/T1693-2007
硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法;
ASTM D150-11
实心电绝缘材料的交流损耗特性和电容率(介电常数)的标准试验方法;
GBT5594.4-2015
电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法;

主要参数:

准确度:    Cx:     ±(读数×0.5%+0.5pF);

tgδ:   ±(读数×0.5%+0.00005);

电容量范围:    内施高压:  3pF60000pF/10kV   60pF1μF/0.5kV

外施高压:  3pF1.5μF/10kV        60pF30μF/0.5kV

分辨率        最高0.001pF4位有效数字;

在测试绝缘材料时可以直接显示相对介电常数ε;

tgδ范围:  不限,分辨率0.000001,电容、电感、电阻三种试品自动识别;

试验电流范围5μA5A

内施高压:  设定电压范围:0.510kV

最大输出电流:200mA

升降压方式:电压随意设置。比如5123V

试验频率: 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.

50±0.1Hz50±10Hz自动双变频随意设置。

60±0.1Hz60±10Hz自动双变频随意设置。

频率精度:  ±0.01Hz

外施高压:  接线时最大试验电流5A,工频或变频40-70Hz

           外接线路时可以连接量程扩展器,电流可达几千安培。

测量时间:  40s,与测量方式有关

输入电源:  180V270VAC50Hz±1%,市电或发电机供电

计算机接口:标准RS232接口,U盘插口(自动U盘存储数据)

打印机:微型热敏打印机   环境温度:-10℃~50   相对湿度: <90%

外形尺寸:430*330*350mm   仪器重量:28kg

    号:ZJD-87

高压自动介电常数-介质损耗试验仪(介电性能测试仪)

  •损耗的形式 

  •介质损耗的表示方法

  •介质损耗和频率、温度的关系

  •无机介质的损耗

  介质损耗定义:

  电介质在单位时间内消耗的能量称为电介质损耗功率,简称电介质损耗。或:电场作用下的能量损耗,由电能转变为其它形式的能,如热能、光能等,统称为介质损耗。它是导致电介质发生热击穿的根源。 

  损耗的形式:

  电导损耗:在电场作用下,介质中会有泄漏电流流过,引起电导损耗。 实质是相当于交流、直流电流流过电阻做功,故在这两种 条件下都有电导损耗。绝缘好时,液、固电介质在工作电 压下的电导损耗是很小的,

  极化损耗:只有缓慢极化过程才会引起能量损耗,如偶极子 的极化损耗。 

  游离损耗:气体间隙中的电晕损耗和液、固绝缘体中局部放 电引起的功率损耗称为游离损耗。

  介质损耗的表示:

  当容量为C0=e0S/d的平板电容器上 加一交变电压U=U0eiwt。则:

1、电容器极板间为真空介质时, 电容上的电流为:

2、电容器极板间为非极性绝缘材料时,电容上的电流为: 

图片5.png

3、电容器极板间为弱导电性或极性,电容上的电流为: 

图片6.png

G是由自由电荷产生的纯电导,G=sS/d C=eS/d 

  如果电荷的运动是自由的, G实际上与外电压额率无关;如果这些电荷是被 符号相反的电荷所束缚, 如振动偶极子的情况,G 为频率的函数。

介质弛豫和德拜方程: 

  1)介质弛豫:在外电场施加或移去后,系统逐渐达到平衡状 态的过程叫介质弛豫。 介质在交变电场中通常发生弛豫现象,极化的弛豫。在介质上加一电场,由于极化过程不是瞬时的,极化包括两项:

  P(t) = P0 + P1(t)

P0代表瞬时建立的极化(位移极化) P1代表松弛极化P1(t)渐渐达到一稳定值。这一滞后 通常是由偶极子极化和空间电荷极 化所致。 当时间足够长时, P1(t) P 1   而总极化P(t)  P 

2)德拜(Debye)方程: 

  频率对在电介质中不同的驰豫现象有关键性的影响。 设低频或静态时的相对介电常数为ε(0),称为静态相对介电常数;当频率ω→∞时,相对介电常数εr’ →ε∞( ε∞代表光频 相对介电常数)。则复介电常数为:

影响介质损耗的因素:
 1、频率的影响 

  ω→0时,此时不存在极化损 ,主要由电导损耗引起。 tgδ=δ/ωε,则当ω→0时, tgδ→∞。随着ω升高,tgδ↓。

  随ω↑,松弛极化在某一频率开始跟不上外电场的变化, 松弛极化对介电常数的贡献 逐渐减小,因而εr随ω↑而↓。 在这一频率范围内,由于ωτ <<1,故tgδ随ω↑而↑。

  当ω很高时,εr→ε∞,介电常数仅 由位移极化决定,εr趋于最小值。 由于ωτ >>1,此时tgδ随ω↑而↓。 ω→∞时,tgδ→0
 

tgδ达最大值时ωm的值由下式求出:

  tgδ的最大值主要由松弛过程决定。如果介质电导显著变大,则tgδ的最大值变得平坦, 最后在很大的电导下,tgδ无最大值,主要表现为电导损耗特征:tgδ与ω成反。
 

2、温度的影响

  当温度很低时,τ较大,由德拜关系式可知,εr较小,tgδ也较小。此时,由于ω2τ2>>1,由德拜可得:

随温度↑,τ↓,所以εrtgδ↑

  当温度较高时,τ较小,此时ω2τ2<<1

随温度↑,τ↓,所以tgδ ↓。这时电导上升并不明显,主要决定于极化过程:

  当温度继续升高,达到很大值时, 离子热运动能量很大,离子在电场作用下的定向迁移受到热运动的阻碍,因而极化减弱,εr↓。此时电导损耗剧烈↑,tgδ也随温度 ↑而急剧上升↑。 

3.湿度的影响 

  • 介质吸潮后,介电常数会增加,但比电导的增加要慢,由于电导损耗增大以及松驰极化损耗增加,而使tgδ增大。

  • 对于极性电介质或多孔材料来说,这种影响特别突出,如,纸内水分含量从4%增加到10%时,其tgδ可增加100倍。

  降低材料的介质损耗的方法

  (1)选择合适的主晶相:尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相。

  (2)改善主晶相性能时,尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体,最好形成连续固溶体。这样弱联系离子少,可避免损耗显著增大。

  (3)尽量减少玻璃相。有较多玻璃相时,应采用“中和效应"和“压抑效应",以降低玻璃相的损耗。 (4)防止产生多晶转变,多晶转变时晶格缺陷多,电性能下降,损耗增加 

  (5)注意焙烧气氛。含钛陶瓷不宜在还原气氛中焙烧。烧成过程中升温速度要合适,防止产品急冷急热。

  (6)控制好最终烧结温度,使产品“正烧",防止“生烧"和“过烧"以减少气孔率。此外,在工艺过程中应防止杂质的混入,坯体要致密。

 

 


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