GDAT-A 介电常数与介质损耗因数测试仪

介电常数与介质损耗因数测试仪  工作条件

   a. 环境温度：0℃～+40℃；

   b．相对湿度：<80％；

   c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

介电常数与介质损耗因数测试仪  使用方法

高频Q表是多用途的阻抗测量仪器，为了提高测量精度，除了使Q表测试回路本身残余参量尽可能地小，使耦合回路的频响尽可能地好之外，还要掌握正确的测试方法和残余参数修正方法。

1．测试注意事项

a．本仪器应水平安放；

b．如果你需要较精确地测量，请接通电源后，预热30分钟；

c．调节主调电容或主调电容数码开关时，当接近谐振点时请缓调；

d．被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短，足够粗，并应接触良好、可靠，以减少因接线的电阻和分布参数所带来的测量误差；

e．被测件不要直接搁在面板顶部，离顶部一公分以上，必要时可用低损耗的绝缘材料如聚苯乙烯等做成的衬垫物衬垫；

f．手不得靠近试件，以免人体感应影响造成测量误差，有屏蔽的试件，屏蔽罩应连接在低电位端的接线柱。

2．高频线圈的Q值测量（基本测量法）

电感：

线圈号    测试频率    Q值    分布电容p       电感值  

  9         100KHz      98       9.4           25mH

  8         400KHz     138       11.4        4.87mH

  7         400KHz    202       16           0.99mH

  6           1MHz     196       13          252μH

  5           2MHz     198       8.7        49.8μH

  4         4.5MHz    231       7             10μH

  3          12MHz      193     6.9         2.49μH

  2          12MHz      229     6.4        0.508μH            

  1   25MHz，50MHz   233，211    0.9       0.125μH

测量方法的选择：

 测量电容率和介质损耗因数的方法可分成两种:零点指示法和谐振法。

1 零点指示法适用于频率不超过50 MHz时的测量。测量电容率和介质损耗因数可用替代法;也就是在接人试样和不接试样两种状态下，调节回路的一个臂使电桥平衡。通常回路采用西林电桥、变压器电桥(也就是互感藕合比例臂电桥)和并联 T型网络。变压器电桥的优点:采用保护电极不需任何外加附件或过多操作，就可采用保护电极;它没有其他网络的缺点。

2 谐振法适用于10 kHz一几百MHz的频率范围内的测量。该方法为替代法测量，常用的是变电抗法。但该方法不适合采用保护电极。

 注:典型的电桥和电路示例见附录。附录中所举的例子自然是不全面的，叙述电桥和侧量方法报导见有关文献和该种仪器的原理说明书。

电极系统

 1 加到试样上的电极

 电极可选用 5.1.3中任意一种。如果不用保护环。而且试样上下的两个电极难以对齐时，其中一个电极应比另一个电极大些。已经加有电极的试样应放置在两个金属电极之间，这两个金属电极要比试样上的电极稍小些。对于平板形和圆柱形这两种不同电极结构的电容计算公式以及边缘电容近似计算的经验公式由表1给出.

 对于介质损耗因数的测量，这种类型的电极在高频下不能满足要求，除非试样的表面和金属板都非常平整。图 1所示的电极系统也要求试样厚度均匀

2 试样上不加电极

 表面电导率很低的试样可以不加电极而将试样插人电极系统中测量，在这个电极系统中，试样的一侧或两侧有一个充满空气或液体的间隙。

 平板电极或圆柱形电极结构的电容计算公式由表 3给出。

 下面两种型式的电极装置特别合适

2.1 空气填充测微计电极

 当试样插人和不插人时，电容都能调节到同一个值 ，不需进行测量系统的电气校正就能测定电容率。电极系统中可包括保护电极.

2.2 流体排出法

 在电容率近似等于试样的电容率，而介质损耗因数可以忽略的一种液体内进行测量，这种测量与试样厚度测量的精度关系不大。当相继采用两种流体时，试样厚度和电极系统的尺寸可以从计算公式中消去

 试样为与试验池电极直径相同的圆片，或对测微计电极来说，试样可以比电极小到足以使边缘效应忽略不计 在测微计电极中，为了忽略边缘效应，试样直径约比测微计电极直径小两倍的试样厚度。

☆振荡频率：

a．振荡频率范围：10kHz～50MHz；

b．频率分段（虚拟）

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

c．频率误差：3×10-5±1个字。

试验报告

 试验报告中应给出下列相关内容:

 绝缘材料的型号名称及种类、供货形式、取样方法、试样的形状及尺寸和取样 日期(并注明试样厚度和试样在与电极接触的表面进行处理的情况);

 试样条件处理的方法和处理时间;

 电极装置类型，若有加在试样上的电极应注明其类型;

 测量仪器;

 试验时的温度和相对湿度以及试样的温度;

 施加的电压;

 施加的频率;

 相对电容率ε(平均值);

 介质损耗因数 tans(平均值);

 试验 日期 ;

 相对电容率和介质损耗因数值以及由它们计算得到的值如损耗指数和损耗角，必要时，应给出与温度和频率的关系。

仪器技术指标：

☆Q值测量：

a．Q值测量范围：2～1023。              

b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档。

c．标称误差

      频率范围：20kHz～10MHz；       固有误差：≤5％±满度值的2％；工作误差：≤7％±满度值的2％；

      频率范围：10MHz～60MHz；      固有误差：≤6％±满度值的2％；工作误差：≤8％±满度值的2％。

☆电感测量：

a．测量范围：14.5nH~8.14H。

b．分    档：分七个量程。

      0.1～1μH，    1～10μH，    10～100μH，  

      0.1～lmH，     1～10mH，     10～100mH，   100 mH～1H。

☆电容测量：

a．测量范围：1～460pF(460pF以上的电容测量见使用规则)；

b．电容量调节范围

      主调电容器：30～500pF；                准  确  度：150pF以下±1.5pF；150pF以上±1％；

      注：大于直接测量范围的电容测量见使用规则

☆其他

a．消耗功率：约25W；            

b．净重：约7kg；          

c. 外型尺寸：（l×b×h）mm：380×132×280。

☆ Q合格指示预置功能

预置范围：5～1000。

配置：

主机  一台

电感  一套

夹具  一套

电气绝缘材料的性能和用途

 1、电介质的用途

 电介质一般被用在两个不同的方面:

 用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;

 用作电容器介质

2、影响介电性能的因素

 下面分别讨论频率、温度、湿度和电气强度对介电性能的影响。

2.1频率

 因为只有少数材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很宽的频率范围内它们的 。r和 tans几乎是恒定的，且被用作工程电介质材料，然而一般的电介质材料必须在所使用的频率下测量其介质损耗因数和电容率。

 电容率和介质损耗因数的变化是由于介质极化和电导而产生，最重要的变化是极性分子引起的偶极子极化和材料的不均匀性导致的界面极化所引起的.

2.2温度

 损耗指数在一个频率下可以出现一个 值，这个频率值与电介质材料的温度有关。介质损耗因数和电容率的温度系数可以是正的或负的，这取决于在测量温度下的介质损耗指数 值位置。

2.3湿度

 极化的程度随水分的吸收量或电介质材料表面水膜的形成而增加，其结果使电容率、介质损耗因数和直流电导率增大。因此试验前和试验时对环境湿度进行控制是 的.

 注:湿度的显著影响常常发生在 1MHz以下及微波频率范围内

2.4电场强度

 存在界面极化时，自由离子的数目随电场强度增大而增加，其损耗指数 值的大小和位置也随此而变。

 在较高的频率下，只要电介质中不出现局部放电，电容率和介质损耗因数与电场强度无关

使用和保养

高频Q表是比较精密的阻抗测量仪器，在合理使用和注意保养情况下，才能保证长期稳定和较高的测试精度。

a．熟悉本说明书，正确地使用仪器；

b．使仪器经常保持清洁、干燥；

c．本仪器保用期为18个月，如发现机械故障或失去准确度，可以原封送回本厂，免费修理。

介质损耗（dielectric loss ）指的是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。

介质损耗因数（dielectric loss factor）指的是衡量介质损耗程度的参数。

边缘效应

 为了避免边缘效应引起电容率的测量误差，电极系统可加上保护电极。保护电极的宽度应至少为两倍的试样厚度，保护电极和主电极之间的间隙应比试样厚度小。假如不能用保护环，通常需对边缘电容进行修正，表 工给出了近似计算公式 这些公式是经验公式，只适用于规定的几种特定的试样形状。

 此外，在一个合适的频率和温度下，边缘电容可采用有保护环和无保护环的(比较))测量来获得，用所得到的边缘电容修正其他频率和温度下的电容也可满足精度要求。

介电常数,用于衡量绝缘体储存电能的性能.它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数代表了电介质的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能力越强。电容器两极板之间填充的介质对电容的容量有影响，而同一种介质的影响是相同的，介质不同，介电常数不同。

仪器特点：

☆接线简单（正接法两根线，反接可使用一根线），所有电缆线均有接地屏蔽，所以都能拖地使用，测量电压缓升、缓降，全自动测量，结果直读，无须换算。

☆多种测量方式 可选择正/反接线、内/外标准电容器和内/外试验电压进行测量。正接线可测量高压介损。

☆ 抗震性能 仪器可承受长途运输中强烈震动颠簸而不会损坏。

☆ 抗干扰能力强 采用自动跟踪干扰抵偿电路，将矢量运算法与移相法结合，有效地消除强电场干扰对测量的影响，适用于500kV及其以下电站的现场试验。

☆CVT测量  自激法测量CVT功能，不需外加任何设备，可完成不可拆头CVT的测量。一次接线（三根电缆，不用倒线），一个测量过程（大约1分钟），两个最终测量结果（C1和C2的介损及电容值）。测量过程中文显示，能实时监测自激电流值和试验电压（高压）值。能消除引线对测试的影响，测量结果准确可靠。

☆ 安全措施

（1）高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。

（2）CVT保护：设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动退出测量，不会损坏设备。

（3）接地检测：仪器有接地检测功能，未接地时不能升压测量。

（4）防误操作：具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。

（5）防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

☆ VFD显示 采用新颖的大屏幕VFD点阵显示器，在严冬和盛夏都能清晰显示。全中文操作菜单，操作提示各种警告信息，直观明了，不需查阅说明书即可操作。

☆打印 仪器附有微型打印机，以中文方式打印输出测量结果及状态。

☆RS232 仪器具有RS232接口，与计算机连接便于数据的统计和处理及保存。

☆可选购与计算机通信应用程序。

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