電容率測試儀 BQS-37a介質(zhì)損耗介電常數(shù)遵守的技術(shù)標準：

《JJG563-2004高壓電容電橋檢定規(guī)程》;

《JB1811-92壓縮氣體標準電容器》;

《GB1409-2006固體絕緣材料相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的試驗方法》;

高壓電橋主要用于測量高壓工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經(jīng)典線路。電橋由橋體、指另儀、跟蹤器組成，本電橋特別適用測量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數(shù)（ε）。介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀適用于科研單學、學校、工廠等單位對無機非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。

電容率測試儀 BQS-37a介質(zhì)損耗介電常數(shù)技術(shù)指標

1、技術(shù)指標

◆1-1測量范圍及誤差。

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）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=100 pF R4=318.3（Ω）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。

◆1-2電橋測量靈敏度

電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。在下面的計算公式中，用戶可根據(jù)實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)。

式中: U 為測量電壓伏特 (V)。

ω為角頻率2πf=314(50Hz)。

Cn標準電容器容量 法拉(F)。

Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A)。

Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500 歐姆(Ω)。

R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω)。

Cx被測試品電容值 法拉(pF)。

◆1-3工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：

10×1kΩ 1max≤15mA。

10×100Ω 1max≤120mA。

10×10Ω l max≤150mA。

用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。

I=ω V C。

◆1-4輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）。

◆1-5指零裝置的技術(shù)特性。

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格。

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格。

二次諧波 減不小于25dB。

三次諧波 減不小于50dB。

2、電橋測量靈敏度

    電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。在下面的計算公式中，用戶可根據(jù)實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 為測量電壓                              伏特  (V)

      ω為角頻率2πf=314(50Hz)                              

     Cn標準電容器容量                          法拉(F)

     Ig通用指零儀的電流5×10-10                  安培(A) 

     Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500                    歐姆(Ω)

     R4橋臂R4阻值3183                         歐姆(Ω)

     Cx被測試品電容值                           法拉(pF)

3、工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：

10×1kΩ                             1max≤15mA

10×100Ω                            1max≤120mA

10×10Ω                             l max≤150mA

用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。

                    I=ω V C 

4、輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

5、指零裝置的技術(shù)特性：

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

                電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

▲內(nèi)附0-2500的數(shù)顯高壓電源及100PF標準電容器，并可按用戶要求擴裝外接標準電容線路。

測試介電常數(shù)的意義：

介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個系數(shù)，以字母ε表示，單位為法/米 . 它是一個在電的位移和電場強度之間存在的比例常量。這一個常量在自由的空間（一個真空）中是8.85×10的-12次方法拉第/米（F/m）。在其它的材料中，介電系數(shù)可能差別很大，經(jīng)常遠大于真空中的數(shù)值，其符號是eo。 在工程應(yīng)用中，介電系數(shù)時常在以相對介電系數(shù)的形式被表達，而不是值。如果eo表現(xiàn)自由空間（是，8.85×10的-12次方F/m）的介電系數(shù)，而且e是在材料中的介電系數(shù)，則這個材料的相對介電系數(shù)（也叫介電常數(shù)）由下式給出： ε1＝ε / εo＝ε×1.13×10的11次方 很多不同的物質(zhì)的介電常數(shù)超過1。這些物質(zhì)通常被稱為絕緣體材料，或是絕緣體。普遍使用的絕緣體包括玻璃，紙，云母，各種不同的陶瓷，聚乙烯和特定的金屬氧化物。絕緣體被用于交流電.泡沫塑料用聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯等樹脂制成 聚苯乙烯2.4～2.6 ,介電常數(shù)有相對介電常數(shù)和有效介電常數(shù)之分，平時我們說的介電常數(shù)就是相對介電常數(shù)，硅的相對介電常數(shù)是11.9 .（AC），聲音電波（AF）和無線電電波（射頻）的電容器和輸電線路。 一個電容板中充入介電常數(shù)為ε的物質(zhì)后電容變大ε倍。

介質(zhì)損失角正切值（tgδ）的物理意義。

介質(zhì)損失角正切值（tgδ）表示電介質(zhì)在交流電壓下的有功損耗和無功損耗之比，值越大，介質(zhì)損耗越大，它反映了電介質(zhì)在交流電壓下的損耗性能。

介質(zhì)損耗角正切

摘要：電力系統(tǒng)中檢測高壓設(shè)備的運行可靠性和發(fā)現(xiàn)電氣絕緣方面缺陷，電介質(zhì)損耗角的測量*。電介質(zhì)損耗角是一項反映高壓電氣設(shè)備絕緣性能的重要指標。本文介紹了介質(zhì)損耗角的基本概念和其意義，簡單分析了介質(zhì)損耗角檢測的方法。

關(guān)鍵詞：電介質(zhì)損耗角；方法；測量；因素

一.引言

1.電介質(zhì)損耗角研究的意義

       電氣設(shè)備是組成電力系統(tǒng)的基本元件，是保證供電可靠性的基礎(chǔ)。無論是大型關(guān)鍵設(shè)備如發(fā)電機、變壓器，還是小型設(shè)備如電力電容器、絕緣子等，一旦發(fā)生失效，必將引起局部甚至全部地區(qū)的停電。而導(dǎo)致設(shè)備失效的主要原因是其絕緣性能的劣化。絕緣劣化有很多原因，不僅電應(yīng)力可引起絕緣劣化，導(dǎo)致絕緣故障，而且機械力或熱得作用，或者和電場的共同作用，zui終也會發(fā)展為絕緣性故障。鑒于絕緣故障在電力故障中所占的比重及其后果的嚴重性，電力運行部門歷來十分重視電氣設(shè)備的絕緣監(jiān)督。

       電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們在電場作用下的導(dǎo)電性能、介電性能和電氣強度，它們分別以四個主要參數(shù)，即電導(dǎo)率（或絕緣電阻率）、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切和擊穿場強來表示。電介質(zhì)損耗角是一項反映高壓電氣設(shè)備絕緣性能的重要指標。電介質(zhì)損耗角的變化可反映受潮、劣化變質(zhì)或絕緣中氣體放電等絕緣缺陷，因此測量介質(zhì)損耗角是研究絕緣老化特征及在線監(jiān)視絕緣狀況的一項重要內(nèi)容。而在實際測量中，由于電介質(zhì)損耗很小，所以需要測量系統(tǒng)有較高的測量精度，這樣才能正確及時地反映電介質(zhì)損耗的變化。對于電容型絕緣設(shè)備，通過對其介質(zhì)特性的監(jiān)視，可以發(fā)現(xiàn)尚處于早期發(fā)展階段的缺陷。

2.電介質(zhì)損耗角正切的理論基礎(chǔ)

對電介質(zhì)施加正弦波電壓，外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角的正切值。其物理理論基礎(chǔ)為tanδ=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 

1—1  介質(zhì)在交流電壓的等值電路和向量圖a  示意圖

      b  等值電路      c  向量圖

在交流電壓下，流過電介質(zhì)的電流I包含有功分量IR和無功分量IC，即I=IR+I

由圖1—1可以看出，此時的介質(zhì)功率損耗P=UIcos=UICtanδ=U2ωCPtanδ  （1--1） 式  ω----電源角頻率Φ----功δ

-----介質(zhì)損耗角。采用介質(zhì)損耗P作為比較各種絕緣材料損耗特性優(yōu)劣的指標是不合適的，因為P

值得大小與所加電壓U、試品電容量CP、電源頻率ω等一系列因素有關(guān)，而式中的

tanδ切是一個僅僅取決于材料損耗特性，而與上述種種因素無關(guān)的物理量。正因于此，通常均采用介質(zhì)損耗角正切tanδ作為綜合反映電介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的指標，測量和監(jiān)控各種電力設(shè)備絕緣的tan

δ值已成為電力系統(tǒng)中絕緣預(yù)防性試驗的zui重要項目之一。有損介質(zhì)更細致的等值電路如圖1—2所示

圖1—2  電介質(zhì)的三條支路等值電路和向量圖

a  等值電路     b向量圖圖中C1----介質(zhì)無R2，C2----各種有損極化；R3----電導(dǎo)損耗。

在這個等值電路上加上直流電壓時，電介質(zhì)中流過的將是電容電流I1、吸收電流I2和傳導(dǎo)電流I3。在電容電流I1在加壓瞬間數(shù)值很大，但迅速下降到零，是一極短暫的充電電流；吸收電流I2則隨著加電壓時間增長而逐漸減小，比充電電流的下降要慢得多，約經(jīng)數(shù)十分鐘才衰減到零，具體時間長短取決于絕緣的類型、不均勻程度和結(jié)構(gòu)；傳導(dǎo)電流I3是*長期存在的電流分量。這三個電流分量加在一起即得出吸收曲線，如圖1—3所示。上述三條支路等值電路可進一步簡化為電阻、

電容的并聯(lián)等值電路或串聯(lián)等值電路。若介質(zhì)損耗主要由電導(dǎo)所引起，常用并聯(lián)等值電路；

如果介質(zhì)損耗主由極化所引起，常用串聯(lián)等值電路。

三.等值電路1.并聯(lián)等值電路如果把圖1—2中的電流歸并成由有功電流和無功電流兩部分組成，即可得到圖1—1b示并列電路，圖中CP代表無功電流IC等值電容、R則代表有功電流I

R的等值電阻。其中IR=3+I2R=URIC=1+I2C=UωCP介質(zhì)損耗角正切tanδ等于有功電流和無功電流的比值，即tanδ=IRIC=URUωCP=1UωCP此時電路的功率損耗為：P=U2R=U2ωCPtanδ可見與式（1--1）所得介質(zhì)損耗*相同。2.串聯(lián)等值電路用一只理想的無損耗電容CS一個電阻r相串聯(lián)的等值電路來代替，如果1—3a所示。且由如1—3b的向量圖可得：tanδ=IrIω=ωCr由于r=tanδωCS，I=cSωCS=UcosδωCS，所以電路的功率損耗將為：P=2r=（UcosδωCS）2tanδωCS=U2ωCStanδ（cosδ）2

因為介質(zhì)損耗角δ值很小，cosδ≈1，所以P=U2ωCStanδ由并聯(lián)等值電路和串聯(lián)等值電路可知，串聯(lián)等值電路中的電阻r要比并聯(lián)等值電路中的電阻R小得多圖1—3 電介質(zhì)的簡化串聯(lián)等值電路及向量a  串聯(lián)等值電路       b  向量

四.介質(zhì)損耗角正切的測量由于介質(zhì)的功率損耗P與介質(zhì)損耗角正切tanδ成正比，所以tanδ

是絕緣品質(zhì)的重要指標，測量tanδ值是判斷電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)的一項靈敏有效方法。tanδ能反映絕緣的整體性缺陷（例如全面老化）和小電容試品中的嚴重局部缺陷。由于tanδ隨電壓而變化的曲線，可判斷絕緣是否受潮、含有氣泡及老化程度。但是測量tanδ不能靈敏地反映大容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，這是應(yīng)盡可能將這些設(shè)備分解成幾部分，然后分別測量它們的tanδ，tanδ值得測量，zui常用的是高壓交流電橋，即西林電橋法。

部分客戶;

1. 齊林電力設(shè)備股份有限公司

2. 上海江天高分子材料有限公司

3. 龍口市橡塑產(chǎn)品研究所

4. 上海新乾機電設(shè)備

5. 上海杰事杰新材料（集團）股份

6. 上海申銳測試設(shè)備制造有限公司

7. 吉林中科電纜附件有限公司

8. 許昌質(zhì)量檢測中心

9. 萬聚（杭州）供應(yīng)鏈有限公司

10. 濟寧強科管材材料有限公司

11. 佳施加德士（蘇州）塑料有限公司

12. 長春一汽轎車股份有限公司

13. 江蘇矽時代材料科技有限公司

14. 江蘇溧陽康達威實業(yè)有限公司

15. 蘇州楊明實業(yè)

16. 大慶五金總匯有限公司

17. 歐寶聚合物江蘇有限公司

18. 浙江萬馬高分子材料有限公司

19. 金華永和氟化工有限公司

20. 浙江德創(chuàng)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/span>

21. 浙江凌志新材料

22. 重慶永渝建設(shè)工程質(zhì)量檢測

23. 重慶優(yōu)博電氣

24. 杭州永特電纜有限公司

25. 浙江正泰電氣股份有限公司

26. 浙江東方機電有限公司

27. 寧波聚力新材料科技有限公司

28. 揚州天健機械制造

29. 常州回天新材料有限公司

30. 中藍晨光化工研究設(shè)計院有限公司新津分公司

31. 沈陽潤棉科技有限公司

32. 蘇州工業(yè)園區(qū)斯博自動化控制設(shè)備有限公司

33. 麥可羅泰克（常州）產(chǎn)品服務(wù)有限公司

34. 吉林省中科電纜附件有限公司

35. 江蘇宜興東楓電氣科技有限公司

36. 江蘇蘇美達成套設(shè)備工程有限公司

37. 迪馬新材料科技（蘇州）有限公司

38. 盤錦鴻濟石油技術(shù)有限公司

39. 江蘇中技檢測技術(shù)服務(wù)有限公司

40. 蘇州皖旭電子有限公司

41. 嘉興高正新材料科技股份有限公司

42. 瑞安市振波汽車零部件有限公司

43. 中廣核三角洲（江蘇）塑化有限公司

44. 南通增光電氣有限公司

45. 南通日芝電力材料有限公司

46. 日本長瀨精細化工（無錫）有限公司

47. 肯博（廈門）絕緣科技有限公司

48. 諸城質(zhì)量檢驗監(jiān)督所

49. 西安摩爾石油工程實驗室股份有限公司

50. 西安西電研究院

51. 無錫金邦科技有限公司

52. 無錫思耐德科技有限公司

53. 阜新礦業(yè)集團有限公司

54. 南京電氣集團

55. 南京博樂飛科學儀器有限公司

56. 安徽銅峰電子股份有限公司

57. 江西科盛環(huán)保股份有限公司

58. 安徽省寧國市海偉電子有限公司

59. 滄州特嘉汽車零部件有限公司

60. 安徽國華新材料有限公司

61. 淮南安信泰

62. 湖南內(nèi)核工業(yè)中建檢測公司

63. 中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院

64. 唐山中車集團

65. 唐山三友硅業(yè)

66. 天津中津塑膠制品有限公司

67. 河南三有塑化工程發(fā)展有限公司

68. 貴州省材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院

69. 中科院蘭州理化所

70. 西北核技術(shù)研究所

71. 星光橡膠（日本）天津有限公司

72. 平頂山神馬鷹材包裝有限公司

73. 河南金博電纜有限公司

74. 河南洛陽空空dao彈研究院

75. 福建南平太陽電纜股份有限公司

76. 中國科學院上海硅酸鹽研究所

77. 中廣核拓普（湖北）新材料有限公司

78. 荊門市如晶塑膠有限公司

79. 保定順成內(nèi)飾件材料有限公司

80. 保定風帆美新蓄電池隔離板制造有限公司

81. 中國石油天然氣股份公司管道分公司

82. 保定棉金內(nèi)飾件制造有限公司

83. 河北金能電力科技股份有限公司

84. 河北騰躍鐵路裝備股份有限公司

85. 株洲鼎盛機電設(shè)備有限公司

86. 山東七星電氣

87. 山東萬華化學

88. 中國航空工業(yè)集團公司濟南特種結(jié)構(gòu)研究所

89. 青島市建筑材料研究所