绝缘材料介质损耗角正切值测试仪

用途：

绝缘材料介电常数测试，非金属材料介电性能，

功能：

介质损耗角正切tanδ、电感值、电容值、介质损耗，介电常数

规格重量：

490*520*360（长宽高mm）；35KG

1、概述

介电常数测试仪采用数字液晶显示，它以DDS数字直接合成方式产生信号源，频率达160MHz，信号源具有信号失真小，频率精确、信号幅度稳定的优点，更保证了测量精度的精确性，主电容调节用步进马达控制，频率和电容值可设置，电容、电感、Q值、频率、量程都用数字显示，是通过GB1409中的Q表法测试固体/液体绝缘材料介电常数及介质损耗因数的分析仪器。它以单片计算机控制仪器，测量核心采用了频率数字锁定、标准频率测试点自动设定、谐振点自动搜索、Q值量程自动转换、数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐测试回路的残余电感减至低值，并保留了原Q表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便，测量时更为精确。应用于固体及液体绝缘材料介质损耗及相对介电常数ε的质量检测，真正实现了Q值的数字化，电容、电感、Q值、信号源频率都在一个液晶屏上展示出来。

二、参考标准

GB/T1409—2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长存内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法;

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； 

GB1409-2016固体绝缘材料相对介电常数和介质损耗因数的试验方法

ASTM D150固体电绝缘材料的交流损耗特性及介电常数的试验方法

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；

GB/T5654-2007液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量;

GBT5594.4-2015电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法；

JJG563-2004高压电容电桥检定规程；
JB1811-92压缩气体标准电容器；

IEC 60250测定电气绝缘材料在工频、音频、射频(包括米波长)下电容率和电介质损耗因数的推荐方法；

三、技术参数

准确度：       Cx:±（读数×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（读数×0.5%+0.00005）；

电容量范围：内施高压：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高压：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率：高0.001pF，4位有效数字；

*介电常数ε测试范围：0-200；

*介电常数ε准确度：0.5%

*介质损耗tgδ测试范围：不限，

*介质损耗tgδ分辨率：0.000001，电容、电感、电阻三种试品自动识别。

试验电流范围：5μA～5A；

*内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；

大输出电流：200mA；

*升降压方式：电压随意设置。比如5123V。

试验频率： 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.

频率精度：±0.01Hz

外施高压：接线时大试验电流5A，工频或变频40-70Hz

测量时间：约30s，与测量方式有关；

高压电极直径与表面积：￠98mm(75.43cm²)

测量电极直径与表面积： ￠50 mm(19.63cm²)

电极材料：不锈钢1Cr13Ni9Ti

电极工作面：精面面磨

电极间距：不大于5 mm（0~5mm可调）

电极加热功率： >2*500W

电极高温度：180°

加热时间：30分钟

电极压力：0~1.0Mpa连续可调

百分表示值误差：0.01mm

空极tgδ：≤3×10-5

大测量电压：2000V，50Hz

真空度 ：电极可抽真空至3*10-2 Mpa

输入电源：180V～270VAC，50Hz±1%，市电或发电机供电

*计算机接口：标准RS232接口，U盘插口(自动U盘存储数据)。

打印机：微型热敏打印机 

环境温度：-10℃～50℃  

相对湿度：<90%

主机外形尺寸：490*520*360（长宽高mm） 

电极尺寸：400*300*400（长宽高mm）

仪器重量：35kg

四、配置清单：

主机一台

控温仪一台

高温电极一台
电感九只
夹具一套
液体杯一个

测试线一套
电源线一根
数据线一根
说明书一份
合格证一份
保修卡一张

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。

　　用 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 和 tg δ越大。 

　　非极性材料的极化程度较小， ε 和 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。