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絕緣紙介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗儀

介電常數(shù)與耗散因數(shù)間的關(guān)系

　　介電常數(shù)又稱電容率或相對電容率， 是表征電介質(zhì)或絕緣材料電 性能的一個重要數(shù)據(jù)，常用 ε 表示。  介質(zhì)在外加電場時會產(chǎn)生感應(yīng) 電荷而削弱電場，原外加電場(真空中)與最終介質(zhì)中電場比值即為介 電常數(shù)。其表示電介質(zhì)在電場中貯存靜電能的相對能力， 例如一個電 容板中充入介電常數(shù)為 ε 的物質(zhì)后可使其電容變大 ε 倍。介電常數(shù)愈 小絕緣性愈好。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中， 場的強度會在 電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。介電常數(shù)還用來表示介質(zhì)的極化程度， 宏觀 的介電常數(shù)的大小， 反應(yīng)了微觀的極化現(xiàn)象的強弱。氣體電介質(zhì)的極 化現(xiàn)象比較弱，各種氣體的相對介電常數(shù)都接近1 ，液體、固體的介 電常數(shù)則各不相同，而且介電常數(shù)還與溫度、電源頻率有關(guān) 

　　有些物質(zhì)介電常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式， 其實部即為介電常數(shù)， 虛數(shù)部 分常稱為耗散因數(shù)。

　　通常將耗散因數(shù)與介電常數(shù)之比稱作耗散角正切， 其可表示材料 與微波的耦合能力， 耗散角正切值越大， 材料與微波的耦合能力就越 強。例如當(dāng)電磁波穿過電解質(zhì)時，波的速度被減小，波長也變短了。

　　介質(zhì)損耗是指置于交流電場中的介質(zhì)， 以內(nèi)部發(fā)熱的形式表現(xiàn)出 來的能量損耗。介質(zhì)損耗角是指對介質(zhì)施加交流電壓時， 介質(zhì)內(nèi)部流 過的電流相量與電壓向量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切是對電 介質(zhì)施加正弦波電壓時， 外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角 δ  的正切值--tg δ.  其物理意義是：每個周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量//每個 

　　周期內(nèi)介質(zhì)存儲的能量。

　　介電損耗角正切常用來表征介質(zhì)的介電損耗。介電損耗是指電 介質(zhì)在交變電場中, 由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象。 原因是電介質(zhì)中含有能導(dǎo)電的載流子,在外加電場作用下,產(chǎn)生導(dǎo)電電 流,消耗掉一部分電能,轉(zhuǎn)為熱能。任何電介質(zhì)在電場作用下都有能量

　　損耗，包括由電導(dǎo)引起的損耗和由某些極化過程引起的損耗。

　　用 tg δ作為綜合反應(yīng)介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的指標(biāo)， 其是一個僅僅取 決于材料本身的損耗特征而與其他因素?zé)o關(guān)的物理量， tgδ的增大意 味著介質(zhì)絕緣性能變差， 實踐中通常通過測量 tgδ來判斷設(shè)備絕緣性 能的好壞。

　　由于介電損耗的作用電解質(zhì)在交變電場作用下將長生熱量， 這些 熱會使電介質(zhì)升溫并可能引起熱擊穿， 因此， 在絕緣技術(shù)中， 特別是 當(dāng)絕緣材料用于高電場強度或高頻的場合，應(yīng)盡量采用介質(zhì)損耗因 數(shù)， 即電介質(zhì)損耗角正切 tgδ較低的材料。但是， 電介質(zhì)損耗也可用 作一種電加熱手段，即利用高頻電場(一般為0.3--300兆赫茲)對介 電常數(shù)大的材料(如木材、紙張、陶瓷等) 進行加熱。這種加熱由于 熱量產(chǎn)生在介質(zhì)內(nèi)部， 比外部加熱速度更快、熱效率更高， 而且熱均 勻。頻率高于300兆赫時，達到微波波段，即為微波加熱(家用微波 爐即據(jù)此原理)。

　　在絕緣設(shè)計時， 必須注意材料的 tgδ值。若 tgδ過大則會引起嚴(yán) 重發(fā)熱，使絕緣材料加速老化，甚至導(dǎo)致熱擊穿。

　　一下例舉一些材料的 ε 值：

　　石英-----3.8

　　絕緣陶瓷-----6.0

　　紙------70

　　有機玻璃------2.63

　　PE-------2.3

　　PVC--------3.8

　　高分子材料的 ε 由主鏈中的鍵的性能和排列決定

　　分子結(jié)構(gòu)極性越強， ε 和 tg δ越大。 

　　非極性材料的極化程度較小， ε 和 tg δ都較小。

　　當(dāng)電介質(zhì)用在不同場合時對介電常數(shù)與耗散因素的大小有不同 的要求。做電容介質(zhì)時 ε 大、 tg δ??；對航空航天材料而言， ε 要小 tg δ要大。

　　另外要注意材料的極性越強受濕度的影響越明顯。主要原因是高 濕的作用使水分子擴散到高分子的分子之間， 使其極性增強； 同時潮 濕的空氣作用于塑料表面， 幾乎在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)的表面形成一層 水膜， 它具有離子性質(zhì)， 能增加表面電導(dǎo)， 因此使材料的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗角正切 tgδ都隨之增大。故在具體應(yīng)用時應(yīng)注意電介質(zhì)的周 圍環(huán)境。

　　電介質(zhì)在現(xiàn)代生活中經(jīng)常被用到， 而介電常數(shù)與耗散因素是電介 質(zhì)的兩個重要參數(shù)， 根據(jù)不同的要求， 應(yīng)當(dāng)選用具有不用介電常數(shù)與 耗散因數(shù)的材料， 以達到最佳的效果。同時還應(yīng)當(dāng)注意外界因素對介 電常數(shù)與耗散因數(shù)的影響。

簡介：

基本原理是采用高頻諧振法，并提供了通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計算機控制儀器，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定、標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點自動設(shè)定、諧振點自動搜索、Q值量程自動轉(zhuǎn)換、數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測試回路的殘余電感減至0低，并保留了原Q表中自動穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時更為方便，測量時更為精確。儀器能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。絕緣紙介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗儀是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項重要的物理性質(zhì)，通過測定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)(ε)，可進一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)。可以用于科研機關(guān)，學(xué)校，例如一些科研院所，大專院?；蛴嬃繙y試部門的實驗室需要用介電常數(shù)儀對絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)進行測試；北京智德創(chuàng)新檢測儀器同時也適用于工廠或單位，例如一些工廠對無機非金屬新材料性能的應(yīng)用進行研究，另外在電力、電工、化工等領(lǐng)域，如：電廠、電業(yè)局實驗所、變壓器廠、電容器廠、絕緣材料廠、煉油廠等單位對固體及液體絕緣材料的介質(zhì)損耗和相對介電常數(shù)ε的質(zhì)量檢測等等。

標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T1409-2006測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法；
GB/T1693-2007硫化橡膠介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的測定方法；
ASTM D150-11實心電絕緣材料的交流損耗特性和電容率（介電常數(shù)）的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法；
GBT5594.4-2015電子元器件結(jié)構(gòu)陶瓷材料性能測試方法；

特點：

1、雙掃描技術(shù) - 測試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動調(diào)諧搜索功能。
2、雙測試要素輸入 - 北京智德創(chuàng)新檢測儀器測試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過數(shù)字按鍵輸入。
3、雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧，數(shù)碼化電容調(diào)諧。
4、自動化測量技術(shù) -對測試件實施 Q 值、諧振點頻率和電容的自動測量。
5、全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號源頻率、諧振指針。
6、DDS 數(shù)字直接合成的信號源 -確保信源的高葆真，頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。
7、計算機自動修正技術(shù)和測試回路優(yōu)化—使測試回路 殘余電感減至低值， Q 讀數(shù)值在不同頻率時要加以修正的困惑。
8、新增功能：電感測試時，儀器自身殘余電感和測試引線電感的自動扣除功能。大大提高了在電感值（特別是小電感值）測量時的精度。此技術(shù)只有北京智德創(chuàng)新儀器生產(chǎn)的Q表有。
9、新增功能：大電容值直接測量顯示功能，電容值直接測量值可達25nF（配100uH電感時）。大電容值測量一個按鍵搞定。此技術(shù)只有北京智德創(chuàng)新檢測儀器生產(chǎn)的Q表有。

技術(shù)指標(biāo)：

典型用戶：
滄州大化集團
中國計量大學(xué)
河南平煤神馬聚碳材料有限責(zé)任公司
溫州市鹿城區(qū)科學(xué)技術(shù)局
東莞初創(chuàng)應(yīng)用材料有限公司
北京航空航天大學(xué)
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
惠州市杜科新材料有限公司
寧波東爍新材料科技有限公司
云南能投硅材科技發(fā)展有限公司
天津科技大學(xué)

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