電氣絕緣材料介電常數(shù)測量儀  電氣絕緣材料的性能和用途

 1、電介質(zhì)的用途

 電介質(zhì)一般被用在兩個不同的方面:

 用作電氣回路元件的支撐，并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣;

 用作電容器介質(zhì)

2、電氣絕緣材料介電常數(shù)測量儀  影響介電性能的因素

 下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強度對介電性能的影響。

2.1頻率

 因為只有少數(shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的。r和tans幾乎是恒定的，且被用作工程電介質(zhì)材料，然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。

 電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生，最重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的.

2.2溫度

 損耗指數(shù)在一個頻率下可以出現(xiàn)一個最大值，這個頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負的，這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)最大值位置。

2.3濕度

 極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加，其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗前和試驗時對環(huán)境濕度進行控制是必不可少的.

 注:濕度的顯著影響常常發(fā)生在1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)

2.4電場強度

 存在界面極化時，自由離子的數(shù)目隨電場強度增大而增加，其損耗指數(shù)最大值的大小和位置也隨此而變。

 在較高的頻率下，只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場強度無關(guān)

工作特性

   1．Q值測量

  a．Q值測量范圍：2～1023；

  b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔；

c．標稱誤差

   2．電感測量范圍

3．電容測量

   注：大于直接測量范圍的電容測量見使用方法。

   4．信號源頻率覆蓋范圍

   5．Q合格指示預(yù)置功能：預(yù)置范圍：5～1000

   6．Q表正常工作條件

   a. 環(huán)境溫度：0℃～ 40℃；

   b．相對濕度：<80％；

   c．電源：220V?22V，50Hz?2.5Hz。

   7．其他

   a．消耗功率：約25W；

   b．凈重：約7kg；

   c.外型尺寸：（寬?高?深）mm：380?132?280。

表征：

電介質(zhì)在恒定電場作用下，介質(zhì)損耗的功率為

　　W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd

定義單位體積的介質(zhì)損耗為介質(zhì)損耗率為

ω=σE2

在交變電場作用下，電位移D與電場強度E均變?yōu)閺?fù)數(shù)矢量，此時介電常數(shù)也變成復(fù)數(shù)，其虛部就表示了電介質(zhì)中能量損耗的大小。

D，E，J之間的相位關(guān)系圖

D，E，J之間的相位關(guān)系圖

如圖所示，從電路觀點來看，電介質(zhì)中的電流密度為

J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ iJe

式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度，導(dǎo)致能量損耗；Je，相比較E超前90?，稱為無功電流密度。

定義

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中，δ稱為損耗角，tanδ稱為損耗角正切值。

損耗角正切表示為獲得給定的存儲電荷要消耗的能量的大小，是電介質(zhì)作為絕緣材料使用時的重要評價參數(shù)。為了減少介質(zhì)損耗，希望材料具有較小的介電常數(shù)和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數(shù)Q=（tanδ）-1在高頻絕緣應(yīng)用條件下稱為電介質(zhì)的品質(zhì)因素，希望它的值要高。

配置：

主機 一臺

電感 一套

夾具 一套

 電介質(zhì)的用途

 電介質(zhì)一般被用在兩個不同的方面:

 用作電氣回路元件的支撐，并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣;

 用作電容器介質(zhì)

電極系統(tǒng)

 1加到試樣上的電極

 電極可選用5.1.3中任意一種。如果不用保護環(huán)。而且試樣上下的兩個電極難以對齊時，其中一個電極應(yīng)比另一個電極大些。已經(jīng)加有電極的試樣應(yīng)放置在兩個金屬電極之間，這兩個金屬電極要比試樣上的電極稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電極結(jié)構(gòu)的電容計算公式以及邊緣電容近似計算的經(jīng)驗公式由表1給出.

 對于介質(zhì)損耗因數(shù)的測量，這種類型的電極在高頻下不能滿足要求，除非試樣的表面和金屬板都非常平整。圖1所示的電極系統(tǒng)也要求試樣厚度均勻

2試樣上不加電極

 表面電導(dǎo)率很低的試樣可以不加電極而將試樣插人電極系統(tǒng)中測量，在這個電極系統(tǒng)中，試樣的一側(cè)或兩側(cè)有一個充滿空氣或液體的間隙。

 平板電極或圓柱形電極結(jié)構(gòu)的電容計算公式由表3給出。

 下面兩種型式的電極裝置特別合適

2.1空氣填充測微計電極

 當試樣插人和不插人時，電容都能調(diào)節(jié)到同一個值，不需進行測量系統(tǒng)的電氣校正就能測定電容率。電極系統(tǒng)中可包括保護電極.

2.2流體排出法

 在電容率近似等于試樣的電容率，而介質(zhì)損耗因數(shù)可以忽略的一種液體內(nèi)進行測量，這種測量與試樣厚度測量的精度關(guān)系不大。當相繼采用兩種流體時，試樣厚度和電極系統(tǒng)的尺寸可以從計算公式中消去

 試樣為與試驗池電極直徑相同的圓片，或?qū)y微計電極來說，試樣可以比電極小到足以使邊緣效應(yīng)忽略不計在測微計電極中，為了忽略邊緣效應(yīng)，試樣直徑約比測微計電極直徑小兩倍的試樣厚度。

試驗步驟

1試樣的制備

 試樣應(yīng)從固體材料上截取，為了滿足要求，應(yīng)按相關(guān)的標準方法的要求來制備。

 應(yīng)精確地測量厚度，使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以內(nèi)，測量點應(yīng)均勻地分布在試樣表面。必要時，應(yīng)測其有效面積。

2條件處理

 條件處理應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定進行。

3測量

 電氣測量按本標準或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標準及相應(yīng)的方法進行。

 在1 MHz或更高頻率下，必須減小接線的電感對測量結(jié)果的影響。此時，可采用同軸接線系統(tǒng)(見圖1所示)，當用變電抗法測量時，應(yīng)提供一個固定微調(diào)電容器。

測量方法的選擇：

 測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種:零點指示法和諧振法。

1零點指示法適用于頻率不超過50 MHz時的測量。測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)可用替代法;也就是在接人試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯(lián)T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點:采用保護電極不需任何外加附件或過多操作，就可采用保護電極;它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點。

2諧振法適用于10 kHz一幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的測量。該方法為替代法測量，常用的是變電抗法。但該方法不適合采用保護電極。

 注:典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的，敘述電橋和側(cè)量方法報導(dǎo)見有關(guān)文獻和該種儀器的原理說明書。

試驗報告

 試驗報告中應(yīng)給出下列相關(guān)內(nèi)容:

 絕緣材料的型號名稱及種類、供貨形式、取樣方法、試樣的形狀及尺寸和取樣日期(并注明試樣厚度和試樣在與電極接觸的表面進行處理的情況);

 試樣條件處理的方法和處理時間;

 電極裝置類型，若有加在試樣上的電極應(yīng)注明其類型;

 測量儀器;

 試驗時的溫度和相對濕度以及試樣的溫度;

 施加的電壓;

 施加的頻率;

 相對電容率ε(平均值);

 介質(zhì)損耗因數(shù)tans(平均值);

 試驗日期;

 相對電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)值以及由它們計算得到的值如損耗指數(shù)和損耗角，必要時，應(yīng)給出與溫度和頻率的關(guān)系。

陶瓷材料的損耗

陶瓷材料的介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)損耗、松弛質(zhì)點的極化損耗和結(jié)構(gòu)損耗。此外，表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導(dǎo)也會引起較大的損耗。

在結(jié)構(gòu)緊密的陶瓷中，介質(zhì)損耗主要來源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能，往往在配方中引人此易熔物質(zhì)（如黏土），形成玻璃相，這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大，介質(zhì)損耗也增大。因面一般高頻瓷，如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數(shù)電陶瓷的離子松弛極化損耗較大，主要的原因是：主晶相結(jié)構(gòu)松散，生成了缺固濟體、多品型轉(zhuǎn)變等。[3]

高分子材料的損耗

高分子聚合物電介質(zhì)按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地，偶極矩在0~0.5D（德拜）范圍內(nèi)的是非極性高聚物；偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，其介電常數(shù)約為2，介質(zhì)損耗小于10-4；極性高聚物則具有較高的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，并且極性愈大，這兩個值愈高。

高聚物的交聯(lián)通常能阻礙極性基團的取向，因此熱固性高聚物的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均隨交聯(lián)度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子，雖然這種高聚物的極性很強，但只要固化比較完全，它的介質(zhì)損耗就不高。相反，支化使分子鏈間作用力減弱，分子鏈活動能力增強，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均增大。

高聚物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及力學狀態(tài)對介電性景響也很大。結(jié)品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化，因此高聚物的介質(zhì)損耗隨結(jié)晶度升高而下降。當高聚物結(jié)晶度大于70%時，鏈段上的偶極的極化有時完全被抑制，介電性能可降至最低值，同樣的道理，非晶態(tài)高聚物在玻璃態(tài)下比在高彈態(tài)下具有更低的介質(zhì)損耗。此外，高聚物中的增塑利、雜質(zhì)等對介電性能也有很大景響。

主要產(chǎn)品有：

拉力試驗機，                     塑料球壓痕硬度計

維卡熱變形試驗儀，               體積表面電阻率測試儀

海綿泡沫落球回彈試驗機，         海綿泡沫拉伸強度試驗機

耐壓試驗機，                  介電常數(shù)測試儀

海綿泡沫壓陷硬度測驗儀，         介質(zhì)損耗測試儀

海綿泡沫切割機，                 啞鈴制樣機

海綿泡沫疲勞壓陷試驗機，         薄膜沖擊試驗機

熔融指數(shù)儀，                     無轉(zhuǎn)子硫化儀

電壓擊穿試驗儀，                 摩擦系數(shù)儀

低溫脆性沖擊試驗儀               阿克隆磨耗試驗機等。

關(guān)于儀器返廠維修：1、維修維護全面 ：設(shè)備損壞后，使用者往往對設(shè)備損壞情況描述不清、不全面，經(jīng)常會出現(xiàn)技術(shù)人員到達現(xiàn)場之后，發(fā)現(xiàn)工具不全或者零配件需要更換卻沒有提前準備零配件，常常會造成被動或者維修遲緩的局面，耽誤客戶使用。設(shè)備返廠維修，廠內(nèi)零配件及工具齊全，技術(shù)人員在維修設(shè)備同時，按照公司要求會利用廠內(nèi)設(shè)施為返廠的設(shè)備做系統(tǒng)的維護，將一些細微的毛病及早解決。2、響應(yīng)速度快 ：設(shè)備損壞后，我們即使以最快的速度為您安排相關(guān)的技術(shù)人員出差，也要走流程等待技術(shù)部門安排具體的人員出差，往往需要一定時間。有時因為技術(shù)人員連續(xù)出差，耽擱在某地，偶爾還會耽誤與客戶提前約定好的時間。 現(xiàn)在物流快遞行業(yè)發(fā)達，全國各地運輸都很快捷方便，返廠維修往往能更省事省力。