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介電常數與介質損耗測試儀
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介電常數測試儀中介電常數是什么意思

介電常數, 用于衡量絕緣體儲存電能的性能. 它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度,也就是對電荷的束縛能力,介電常數越大,對電荷的束縛能力越強。

介電常數"(絕對介電常數ε)定義: 電容器極板間充滿電介質時, 電容增大的倍數叫做電介質的介電常數,用ε表示 并且明確其單位是F·m-1(定義). 人教版高級中學試驗課本《物理》第二冊第24頁 "介電常數"(相對介電常數εr)定義: 電容器極板間充滿某種電介質時, 電容增大到的倍數,叫做這種電介常數。

 

介電常數的測試中又分為高頻和工頻:

其中高頻:

BH916測試裝置                                         

平板電容極片 Φ50mm                                 

GDAT高頻Q

可選頻率范圍20KHz-60MHz

頻率指示誤差3×10-5±1個字

間距可調范圍≥15mm                                   

夾具插頭間距25mm±0.01mm 

主電容調節范圍30-500

測微桿分辨率0.001mm

 主調電容誤差<1%1pF

夾具損耗角正切值≦4×10-4 1MHz) 

Q測試范圍21023

 

 

 

工頻介電常數的參數:

 

西林電橋,主要用于測量高壓工業絕緣材料的介質損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經典線路。主要可以測量電容器,互感器,變壓器,各種電工油及各種固體絕緣材料在工頻高壓下的介質損耗( tgd)和電容量( Cx)以,其測量線路采用“正接法”即測量對地絕緣的試品。電橋由橋體、指另儀、電位跟蹤器組成,本電橋特別適應測量各類絕緣油和絕緣材料的介損(tgd)及介電常數(ε)。

 

技術指標:

2.1  測量范圍及誤差本電橋的環境溫度為20±5℃,相對濕度為30%-80%條件下,應滿足下列表中的技術指示要求。 
在Cn=100pF    R4=3183.2(W)(即10K/π)時

 

測量項目

測量范圍

測量誤差

電容量Cx

40pF--20000pF

±0.5%  Cx±2pF

介損損耗tgδ

0-1

±1.5%  tgδx±0.0001

.

在Cn=100pF      R4=318.3(W)(即1K/π)時

測量項目

測量范圍

測量誤差

電容量Cx

4pF—2000pF

±0.5%  Cx±3pF

介損損耗tgδ

0-0.1

±1.5%  tgδx±0.0001

 

2.2 電容量及介損顯示精度:
  電容量: ±0.5%  
  介  損: ±1.5%tgdx±1×10-4

標準電容器(SF6

概述:在每個高壓實驗室和試驗中,壓縮氣體標準電容器是一種必要的儀器。在這些場合中,它有許多重要的作用。在電橋電路中壓縮氣體電容器被用來測量電容器、電纜、套管、絕緣子、變壓器繞組及絕緣材料的電容和介質損耗角正切值(tgδ)。而且,還可以用作高壓測量電容分壓裝置的高壓電容。在某些條件下,還可以在局部放電測量中作高壓耦合電容器、

特點:

電容極穩定。

氣壓和溫度的變化對電容的影響可以忽略。

介質損耗極小

 

結構簡介:

 

外殼由絕緣套筒及鋼板制成的底和蓋組成,底和蓋用螺栓及環緊固在絕緣套筒的兩端。在電容器的上下兩端有防暈罩。電容器外殼內裝有同軸高度拋光的圓柱形高低壓電極。電容器設有壓力表及氣閥,供觀察內部壓力及充放氣使用

技術參數:

  1. 電容器安裝運行海拔不超過1000米,使用周圍空氣溫度-10℃~40℃,相對濕度不超過70%。
  2. 電容器的工作頻率為100Hz。
  3. 電容器實測值誤差不大于±0.05%,與標稱值誤差不大于±3%
  4. 電容器溫度系數 ≤ 3×10-5 /℃
  5. 電容器壓力系數 ≤ 3×10-3Mpa
  6. 電容器的損耗角正切值不大于1×10-5 、2×10-5 、5×10-5 三檔。

電容器內充SF6氣體。在20℃時,壓力為0.4±0.1Mpa

 

固體絕緣材料測試電極

 

本電極適用于固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、電纜料、薄膜復合制品、陶瓷和 玻璃等的相對介電系數(ε)與介質損耗角正切值(tgδ)的測試本電極主要用于頻率在工頻50Hz下測量試品的相對介電系數(ε)和介質損耗角正切值(tgδ

本電極的設計主要是參照國標GB1409。
本電極采用的是三電極式結構,能有效的消除表面漏電流的影響,使測量電極下的電場趨于均勻電場

 

 

主要技術指標

環境溫度:20±5℃ 
相對濕度:65±5%
高低壓電極之間距離:0~5mm可調 
百分表示值誤差:0.01mm(一粒1.5V氧化銀電池供電)
測量極直徑:70±0.1mm
空極tgδ:≤5×10-5
空極電容量:40±1pF
最高測試電壓:2000V
實驗頻率:50/100Hz
體積:Ф210mm H180mm

重量:6kg

 

高壓電源技術指標

一、簡介

高壓電源采用先進的數字電路技術,測試電壓、漏電流均為數字顯示,可以直觀、準確、快速、

安全的輸出高壓。

技術規格

1.輸出電壓(交流)0~10kV(±3%±3個字.a型為0~5KV) 
2.漏電流(交流)MAX  20mA(±3%±3個字,可調) 
3.變壓器容量:1000VA
4.輸出波形:100Hz正弦波 
5.工作電壓:AC220V±10%
6.使用環境: 
環境溫度:0~40℃ 
相對濕度:(20~90)%消
7.耗功率:最大75VA
8.外形尺寸:320mm(寬)×170mm(高)×245mm(深)
9.重量:10Kg

 

介電常數測量方法綜述介電常數的測量按材質分類可以分為對固體、液體、氣體以及粉末(顆粒)的測量[7]

固體電介質在測量時應用最為廣泛,通常可以分為對固定形狀大小的固體和對形狀不確定的固體的測量。

相對于固體,液體和氣體的測試方法較少。對于液體,可以采用波導反射法測量其介電常數,誤差在5%左右[8]

此外國家標準中給出了在90、工頻條件下測量液體損耗角正切及介電常數的方法[9]

對于氣體,具體測試方法少且精度都不十分高。

文獻[10]中給出一種測量方法,以測量共振頻率為基礎,在LC 串聯諧振電路中產生震蕩,利用數字頻率計測量諧振頻率,不斷改變壓強和記錄當前壓強下諧振頻率,最后用作圖或者一元線性回歸法處理數據,得到電容變化率進而計算出相對介電常數。

論介電常數的測量技術已經被應用于生產生活的各個方面,其測量的標準也十分明確。國家標準中能夠測量的頻率范圍已經覆蓋50 MHz 以下及100 M 30 GHz。但是其對測試材料種類以及介電常數和損耗角的數值范圍有明確規定,使得各種標準能夠應用的范圍不是很廣泛。而就測量方法而言,幾種主要的測量方法各有利弊。集中電路法適用于低頻情況;傳輸線法頻率覆蓋范圍較廣,適用于介電常數較大的材料,其多數方法對于高損和薄膜等材料不太適用,方法簡單準確;諧振法只能在有限頻率點下進行測量,適用于低損材料,方法簡單準確、單模性好;自由空間法準確性相對較差,但是可以實現實地測量;六端口網絡法精度高,六端口網絡造價低廉,頻率覆蓋范圍廣,更適用于以后多種多樣的測量情況的需要,但是沒有具體的標準可以參考。可見,并不存在一種方法可以完全代替其他方法,不同的方法都有自己的優點和缺點,在不同的情況下選擇具體的方法是十分有必要的。

 

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