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ZJC-E介质损耗因数测量仪

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北京智德创新仪器设备有限公司注册资金5000万,是集研发、生产、销售、服务、管理为一体的高科技企业。是以中国航空航天研究院、中国为重要依托。联合清华大学、北京航空航天大学、北京工业大学精仪系专家作为公司技术团队。公司总部坐落于美丽富饶的政治经济文化交流中心——北京市,物华天宝,人杰地灵。 北京智德创新仪器设备有限公司 自创建以来,一直保持着健康稳定的发展态势,并以超过30%的年均增长速度快速持续发展,完善的客户服务体系,确保了中航产品的设计*,质量稳定,供货及时和服务周到。公司拥有自主的设计资质,已获得十余项。公司拥有一批专业从事设计、制造、安装、调试及售后服务的员工队伍。在工程设计和技术研发上,公司拥有部级精仪高级工程师的专家团队和专业、勇于创新的中青年专业技术人员和项目人员;中航本着“创造自我,缔造辉煌”的坚定信念。 展望未来,北京智德创新仪器设备有限公司正在以打造基业长青百年企业的发展目标为指导,全面提升内部管控,按照专业化、规模化、品牌化、资本化的发展策略,持续。同时,北京智德创新仪器设备有限公司不断致力于与企业集团强强合作,以共创中国精密仪器行业的美好明天而不断努力。

详细信息

ZJC-E介质损耗因数测量仪

1、影响介质损耗因数测量结果的因素

介质损耗因素不仅受到设备缺陷和电磁场干扰的影响, 还受到温度、试验电压、试品电容的影响。

3.1 温度的影响

温度对 tanδ 测量的影响较大,绝大多数情况下,同一 种被试品的 tanδ 随着温度的升高而增大。但由于不同绝缘 介质或不同潮湿程度有着不同的随温度变化的规律,一般 无法将某一温度下测得的介质损耗因数值准确换算至另一 温度下的数值,在 20℃ 80℃之间,tanδ 随着温度而变 化的经验公式为 tanδ=tanδ0e αt-t0),但这种温度换算方法 所得的数据也只是近似的。最好在 10℃ 30℃范围内并与 历史试验测量时相近的温度下对设备进行 tanδ 测量。

3.2 试验电压的影响

对绝缘良好的设备而言,在一定试验电压范围内,流 过绝缘介质的电流有功和无功分量随着电压的增加成比例 增加,因此介质损耗因数不会有明显变化。但对于绝缘有 缺陷的设备来说,当电压上升到介质的局部放电起始电压 以上时,介质中夹杂气泡或杂质的部分电场可能很强,会 首先放电,产生附加损耗,使测得的介质损耗因数值增加。 因此在较高电压下测量 tanδ,可以较为真实地反映出设备的绝缘状况,便于及时准确地发现设备绝缘存在的缺陷。

3.3 tanδ 与试品电容的关系

对于如套管、电压互感器、电流互感器等电容量比较 小的设备,测量其介质损耗因数可以有效发现其存在的局 部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但若集中性缺陷的体积 所占被试设备绝缘体积的比重很小,如大、中型变压器等 大体积设备的局部缺陷,其引起的损耗只占总损耗中的极 小部分,则测量其介质损耗因数不能灵敏的反映绝缘缺陷, 应尽量进行分解试验。下面通过公式来解释这一现象。设 备绝缘由多种材料、多种部件构成,可以看作是由许多并 联等值回路组成。

2、介电常数与耗散因数间的关系

介电常数又称电容率或相对电容率, 是表征电介质或绝缘材料电 性能的一个重要数据,常用 ε 表示。  介质在外加电场时会产生感应 电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介 电常数。其表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力, 例如一个电 容板中充入介电常数为 ε 的物质后可使其电容变大 ε 倍。介电常数愈 小绝缘性愈好。如果有高介电常数的材料放在电场中, 场的强度会在 电介质内有可观的下降。介电常数还用来表示介质的极化程度, 宏观 的介电常数的大小, 反应了微观的极化现象的强弱。气体电介质的极 化现象比较弱,各种气体的相对介电常数都接近1 ,液体、固体的介 电常数则各不相同,而且介电常数还与温度、电源频率有关

有些物质介电常数具有复数形式, 其实部即为介电常数, 虚数部 分常称为耗散因数。

通常将耗散因数与介电常数之比称作耗散角正切, 其可表示材料 与微波的耦合能力, 耗散角正切值越大, 材料与微波的耦合能力就越 强。例如当电磁波穿过电解质时,波的速度被减小,波长也变短了。

介质损耗是指置于交流电场中的介质, 以内部发热的形式表现出 来的能量损耗。介质损耗角是指对介质施加交流电压时, 介质内部流 过的电流相量与电压向量之间的夹角的余角。介质损耗角正切是对电 介质施加正弦波电压时, 外施电压与相同频率的电流之间相角的余角 δ  的正切值--tg δ.  其物理意义是:每个周期内介质损耗的能量//每个

周期内介质存储的能量。

介电损耗角正切常用来表征介质的介电损耗。介电损耗是指电 介质在交变电场中, 由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象。 原因是电介质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下,产生导电电 流,消耗掉一部分电能,转为热能。任何电介质在电场作用下都有能量

损耗,包括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损耗。

 tg δ作为综合反应介质损耗特性优劣的指标, 其是一个仅仅取 决于材料本身的损耗特征而与其他因素无关的物理量, tgδ的增大意 味着介质绝缘性能变差, 实践中通常通过测量 tgδ来判断设备绝缘性 能的好坏。

由于介电损耗的作用电解质在交变电场作用下将长生热量, 这些 热会使电介质升温并可能引起热击穿, 因此, 在绝缘技术中, 特别是 当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合,应尽量采用介质损耗因 数, 即电介质损耗角正切 tgδ较低的材料。但是, 电介质损耗也可用 作一种电加热手段,即利用高频电场(一般为0.3--300兆赫兹)对介 电常数大的材料(如木材、纸张、陶瓷等) 进行加热。这种加热由于 热量产生在介质内部, 比外部加热速度更快、热效率更高, 而且热均 匀。频率高于300兆赫时,达到微波波段,即为微波加热(家用微波 炉即据此原理)

在绝缘设计时, 必须注意材料的 tgδ值。若 tgδ过大则会引起严 重发热,使绝缘材料加速老化,甚至导致热击穿。 

  一下例举一些材料的 ε 值:

  石英-----3.8

  绝缘陶瓷-----6.0

  纸------70

  有机玻璃------2.63

  PE-------2.3

  PVC--------3.8

高分子材料的 ε 由主链中的键的性能和排列决定 

分子结构极性越强, ε tg δ越大。 

非极性材料的极化程度较小, ε tg δ都较小。 

当电介质用在不同场合时对介电常数与耗散因素的大小有不同 的要求。做电容介质时 ε 大、 tg δ小;对航空航天材料而言, ε 要小 tg δ要大。

另外要注意材料的极性越强受湿度的影响越明显。主要原因是高 湿的作用使水分子扩散到高分子的分子之间, 使其极性增强; 同时潮 湿的空气作用于塑料表面, 几乎在几分钟内就使介质的表面形成一层 水膜, 它具有离子性质, 能增加表面电导, 因此使材料的介电常数和 介质损耗角正切 tgδ都随之增大。故在具体应用时应注意电介质的周 围环境。

电介质在现代生活中经常被用到, 而介电常数与耗散因素是电介 质的两个重要参数, 根据不同的要求, 应当选用具有不用介电常数与 耗散因数的材料, 以达到最佳的效果。同时还应当注意外界因素对介 电常数与耗散因数的影响。

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3、仪器符合标准

GB/T1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法;GB/T1693-2007硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法;ASTM D150-11实心电绝缘材料的交流损耗特性和电容率(介电常数)的标准试验方法;GBT5594.4-2015电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法;

4ZJC-E介质损耗因数测量仪型号及参数

项目/型号

ZJD-B

ZJD-A

ZJD-C

信号源

DDS数字合成信号

频率范围

10KHZ-70MHZ

10KHZ-110MHZ

100KHZ-160MHZ

信号源频率覆盖比

7000:1

11000:1

16000:1

采样精度

11BIT

12BIT

信号源频率精度

3×10-5 ±1个字,6位有效数

Q值测量范围

11000自动/手动量程

Q值量程分档

301003001000、自动换档或手动换档

Q分辨率

4位有效数,分辨率0.1

Q测量工作误差

5%

电感测量范围

1nH8.4H,;分辨率0.1

1nH140mH;分辨率0.1

电感测量误差

3%

电容直接测量范围

1pF2.5uF

1pF25uF

调谐电容误差分辨率

±1pF或<1%

主电容调节范围

30540pF

17240pF

谐振点搜索

自动扫描

自身残余电感扣除功能

大电容值直接显示功能

介质损耗直读功能

介质损耗系数精度

万分之一

介质损耗测试范围

0.0001-1

介电常数直读功能

介电常数精度

千分之一

介电常数测试范围

0-1000

LCD显示参数

F,L,C,Q,LT,CT,波段等

准确度

150pF以下±1pF150pF以上±1%

Q合格预置范围

51000声光提示

环境温度

0℃~+40

消耗功率

25W

电源

220V±22V50Hz±2.5Hz

极片尺寸

38mm/50mm(二选一)

极片间距可调范围

15mm

材料测试厚度

0.1-10mm

夹具插头间距

25mm±0.01mm

夹具损耗正切值

4×104 1MHz

测微杆分辨率

0.001mm

测试极片

材料测量直径Φ38mm/50mm,厚度可调 ≥ 15mm

 


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