介电常数和介质损耗测试仪

介电常数和介质损耗测试仪——介电性能：

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，该词通常用介电常数和介质损耗来表示。材料应用高频技术时，如实木复合地板采用高频热压时介电性能是非常重要的性质。介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity),又称透电率。

无机介质材料表现出来的介电性能的应用中，还涉及到介电常数、介电损耗因子和介电强度等。

介电常数又叫介质常数、介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示，单位为法/米如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。

损耗：

因子仅与介质有关，其大小可作为绝缘材料的判据。

介质由介电状态变为导电状态的临界电场强度称为介电强度。

常见溶剂的介电常数 ：

H₂O (水) 78.5

HCOOH (甲酸) 58.5

CH₃COOH(乙酸)6.15

CH₃COOC₂H₅(乙酸乙酯)6.02

HCON(CH₃)₂(N,N-二甲基甲酰胺)36.7

CH₃OH (甲醇) 32.7

C₂H₅OH (乙醇) 24.5

CH₃CH₂CH₂-OH(正丙醇)20.1

CH₃CH₂CH₂CH₂-OH（正丁醇）17.8

n-C₆H₁₃OH （正己醇）13.3

CH₃COCH₃ (丙酮) 20.7

C₆H₆(苯) 2.28

CCl₄ (四氯化碳) 2.24

n-C₆H₁₄（正己烷）1.88

CH₃SOCH₃（二甲基亚砜，DMSO）47.2

特性：

是指物质分子中的束缚电荷(只能在分子线度范围内运动的电荷)对外加电场的响应特性,它主要由相对介电常数εr'、相对介质损耗因数εr〃、介质损耗角正切tanδ和介质等效阻抗等参数来表征。

油和水（纯净的水）都属绝缘体。但纯净的水的介电性能远远高于油。拿相对介电常数来讲，水的介电常数是81，而变压器油的在3-5之间。

高聚物：

高聚物的介电性能是指高聚物在电场作用下，表现出对静电能的储存和损耗的性质，通常用介电常数和介电损耗来表示。

（1）介电极化

绝大多数高聚物是优良的电绝缘体，有高的电阻率，低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。但在外电场作用下，或多或少会引起价电子或原子核的相对位移，造成了电荷的重新分布，称为极化。主要有以下几种极化：（1）电子极化，（2）原子极化，（3）偶极极化。前两种产生的偶极矩称诱导偶极矩，后一种为久偶极矩的取向极化。

（2）介电损耗

聚合物在交变电场中取向极化时，伴随着能量消耗，使介质本身发热，这种现象称为聚合物的介电损耗。

常用复数介电常数来同时表示介电常数和介电损耗两方面的性质：

（3）影响介电性的因素

① 结构

分子极性越大，一般来说 和 都增大。而其中 还对极性基团的位置敏感，极性基团活动性大的（比如在侧基上）， 较小。

交联、取向或结晶使分子间作用力增加， 减少；支化减少分子间作用力， 增加。

② 频率和温度

与力学松弛相似

③ 外来物的影响

增塑剂的加入使体系黏度降低，有利于趋向极化，介电损耗峰移向低温。极性增塑剂或导电性杂质的存在会使 和都增大。

聚合物在作电工绝缘材料或电容器材料使用时，要求其介电损耗越小越好，相反在塑料高频焊接或高频“热处理"等情况下，要求 大一些才好。

高低频介质损耗因数试验仪符合标准：

《JJG563-2004高压电容电桥检定规程》

《JB1811-92压缩气体标准电容器》

《GB1409-2016固体绝缘材料相对介电常数和介质损耗因数的试验方法》

《ASTM D150固体电绝缘材料的交流损耗特性及介电常数的试验方法》

《IEC 60250测定电气绝缘材料在工频、音频、射频(包括米波长)下电容率和电介质损耗因数的推荐方法》

概述

ZJD-87型介电常数和介质损耗测试仪高精密高压电容电桥主要采用电流比较仪的原理，具有操作方便可靠、测量精度高、读数位数多、线性度好，不受环境湿度影响，仪器显示采用大屏幕TFT，可显示电容值 Cx、介损值tgδ、试验电压Upk/√2 、电感量Lx、品质因数Q、测试电流Ix、材料的介电常数ε、测试电源频率fx、视在功率S、有效功率P、无功功率Q等，它不仅能测电容器的电容量、介损量，还能测量电抗器的电感量和Q值及固体材料和液体材料的介质损耗和介电常数，还有前时钟的显示，是目前国内精度高、稳定性好、操作方便、用途广泛的高压电桥。它在测量上具有很高的比率精度和稳定性，这是一般西林电桥 、高压介损仪不能达到的。适宜于在高电压下测量电力电缆、高压套管、电力电容器、 电抗器、互感器等高压电力设备的电容量及损耗角正切值tgδ，以及各种固体或液体绝缘材料的介电常数（ε）及介损值tgδ，也可测量高压变压器或电压互感器的比差和角差。电桥可外接电流互感器以扩大量程，测量大的电力电容器时本电桥为四端测量具有引线补偿装置，使测量精度提高，消除接线电阻引起的附加wu差。本介电测试仪还可测量电抗器的电感量及Q值。量程扩展器（供选购）能使主桥体的电容比从1000：1扩大到106：1。

参数设置

型号：ZJD-87

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：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；外施高压：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

分辨率：最高0.001pF，4位有效数字；

介电常数ε测试范围：0-200；

介电常数ε准确度：0.5%

介质损耗tgδ测试范围：不限，

介质损耗tgδ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：5μA～5A；

内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；

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.

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

环境温度：20±5℃

相对湿度：65±5%

高低压电极之间距离：0~5mm可调

百分表示值wu差：0.01mm

测量极直径：50mm（表面积19.6cm2）

空极tgδ：≤3×10-5

最高测试电压：2000V

体积：Ф210mm H180mm

重量：6kg

实验步骤：

1、按照Q表的操作规程调整仪器，选定测量频率，测定C1和Q1的值。
2、将试样放入测试电极中，并调节电容器C，使电路谐振，达到最大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。
3、将试样从测试电极中取出，调节C或测试电极的距离，使电路重新谐振，记下C、或测试电极的校正电容值与Q值，北京智德创新检测仪器并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。
4、其他高频测试仪器按其说明书进行操作，北京智德创新检测仪器通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。

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