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絕緣介電常數(shù)測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)原理
介電常數(shù)是表征絕緣材料在交流電場(chǎng)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(chǎng)下能量損耗的一個(gè)參數(shù)，是外施正弦電壓與通過(guò)試樣的電流之間的相對(duì)的余角正切。測(cè)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(cè)試樣與無(wú)損耗標(biāo)準(zhǔn)電容Co是電橋的兩相鄰橋臂，橋臂R3是無(wú)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Ca來(lái)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(zhǎng)得多，臂R3的寄生電容也將大于臂R4的寄生電容。附加電容Ca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Ca和Co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：Zx·Z4＝Zs·Z3 ……（3-45）
其中 Zx＝j(luò) / (ωCx)
Zs＝j(luò) / (ωCs)
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＝Cs / Co
本方法適用于測(cè)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(lái)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。
介電常數(shù)是表征絕緣材料在交流電場(chǎng)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(chǎng)下能量損耗的一個(gè)參數(shù)，是外施正弦電壓與通過(guò)試樣的電流之間的相對(duì)的余角正切。測(cè)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(cè)試樣與無(wú)損耗標(biāo)準(zhǔn)電容Co是電橋的兩相鄰橋臂，橋臂R3是無(wú)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Ca來(lái)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(zhǎng)得多，臂R3的寄生電容也將大于臂R4的寄生電容。附加電容Ca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Ca和Co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：Zx·Z4＝Zs·Z3 ……（3-45）
其中 Zx＝j(luò) / (ωCx)
Zs＝j(luò) / (ωCs)
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＝Cs / Co
本方法適用于測(cè)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(lái)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。
絕緣介電常數(shù)測(cè)試儀維護(hù)
1.手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測(cè)量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。
2.被測(cè)件和測(cè)試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來(lái)的測(cè)量誤差。
3.調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關(guān)時(shí)，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時(shí)請(qǐng)緩調(diào)。
4.被測(cè)件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊。
注意事項(xiàng)：
1、本儀器應(yīng)水平安放；
2、如果你需要較地測(cè)量，請(qǐng)接通電源后，預(yù)熱30分鐘；
3、調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關(guān)時(shí)，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時(shí)請(qǐng)緩調(diào)；
4、被測(cè)件和測(cè)試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來(lái)的測(cè)量誤差；
5、被測(cè)件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；
6、手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測(cè)量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。
