絕緣紙介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)原理
介電常數(shù)是表征絕緣材料在交流電場(chǎng)下，介質(zhì)極化程度的一個(gè)參數(shù)，它是充滿此絕緣材料的電容器的電容量與以真空為電介質(zhì)時(shí)同樣電極尺寸的電容器的電容量的比值。介質(zhì)損耗角正切是表征該絕緣材料在交流電場(chǎng)下能量損耗的一個(gè)參數(shù)，是外施正弦電壓與通過(guò)試樣的電流之間的相對(duì)的余角正切。測(cè)定高分子材料介電常數(shù)和介電損耗角正切實(shí)驗(yàn)方法有：工頻高壓電橋法和變電納法。
本實(shí)驗(yàn)采用工頻高壓電橋法。其工作原理為：被測(cè)試樣與無(wú)損耗標(biāo)準(zhǔn)電容Co是電橋的兩相鄰橋臂，橋臂R3是無(wú)感電阻，與它相鄰的臂由電容C4和恒定電阻R4并聯(lián)構(gòu)成。在電阻R4的中點(diǎn)和屏蔽間接有一可調(diào)電容Ca來(lái)完成線路的對(duì)稱操作。線路的對(duì)稱在這里理解為使“臂R3對(duì)屏蔽”及“臂R4對(duì)屏蔽”的寄生電容固定且相等。由于電阻線圈R3中的金屬線比電阻R4長(zhǎng)得多，臂R3的寄生電容也將大于臂R4的寄生電容。附加電容Ca可以增大臂R4的電容泄漏，使其數(shù)值與臂R3的泄漏相等。臂Ca和Co的寄生電容不大，因此不用對(duì)他們加以平衡。
保護(hù)電壓e的作用是消除放大器P處頂點(diǎn)可能存在的泄漏電流，為此e是一個(gè)將橋P處頂點(diǎn)的電位引向地電位的裝置。
這主類電橋平衡后必然有：Zx·Z4＝Zs·Z3 ……（3-45）
其中 Zx＝j(luò) / (ωCx)
Zs＝j(luò) / (ωCs)
Z3=R3
Z4=[（1 / R4）+ jωC4]-1
由平衡條件及tgδ定義可計(jì)算出：tgδ=2πf C4·R4·10-12
當(dāng)f＝50Hz，R4＝10000/πΩ時(shí)，有tgδ= C4·10-6，即可用C4直接表示tgδ值。根據(jù)式（3-45）計(jì)算可得到：
C4=C3·(R4 / R3)·[1+(1/ tg2δ)]
ε＝Cs / Co
本方法適用于測(cè)試固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹(shù)脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等的相對(duì)介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切以及由它們計(jì)算出來(lái)的相關(guān)參數(shù)，例如損耗因素。
對(duì)有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品，薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn)，可按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者參考本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)試樣
本次實(shí)驗(yàn)采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣.直徑120mm厚度3mm(由材料形狀,電極選二電極,板狀電極)
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
ZJD-C高低頻介電常數(shù)測(cè)試儀 北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)
電極 采用板狀圓形電極
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
介電常數(shù)是表征絕緣材料在交流電場(chǎng)下，介質(zhì)極化程度的一個(gè)參數(shù)，它是充滿此絕緣材料的電容器的電容量與以真空為電介質(zhì)時(shí)同樣電極尺寸的電容器的電容量的比值。介質(zhì)損耗角正切是表征該絕緣材料在交流電場(chǎng)下能量損耗的一個(gè)參數(shù)，是外施正弦電壓與通過(guò)試樣的電流之間的相對(duì)的余角正切。測(cè)定高分子材料介電常數(shù)和介電損耗角正切實(shí)驗(yàn)方法有：工頻高壓電橋法和變電納法。
本實(shí)驗(yàn)采用工頻高壓電橋法。其工作原理為：被測(cè)試樣與無(wú)損耗標(biāo)準(zhǔn)電容Co是電橋的兩相鄰橋臂，橋臂R3是無(wú)感電阻，與它相鄰的臂由電容C4和恒定電阻R4并聯(lián)構(gòu)成。在電阻R4的中點(diǎn)和屏蔽間接有一可調(diào)電容Ca來(lái)完成線路的對(duì)稱操作。線路的對(duì)稱在這里理解為使“臂R3對(duì)屏蔽”及“臂R4對(duì)屏蔽”的寄生電容固定且相等。由于電阻線圈R3中的金屬線比電阻R4長(zhǎng)得多，臂R3的寄生電容也將大于臂R4的寄生電容。附加電容Ca可以增大臂R4的電容泄漏，使其數(shù)值與臂R3的泄漏相等。臂Ca和Co的寄生電容不大，因此不用對(duì)他們加以平衡。
保護(hù)電壓e的作用是消除放大器P處頂點(diǎn)可能存在的泄漏電流，為此e是一個(gè)將橋P處頂點(diǎn)的電位引向地電位的裝置。
這主類電橋平衡后必然有：Zx·Z4＝Zs·Z3 ……（3-45）
其中 Zx＝j(luò) / (ωCx)
Zs＝j(luò) / (ωCs)
Z3=R3
Z4=[（1 / R4）+ jωC4]-1
由平衡條件及tgδ定義可計(jì)算出：tgδ=2πf C4·R4·10-12
當(dāng)f＝50Hz，R4＝10000/πΩ時(shí)，有tgδ= C4·10-6，即可用C4直接表示tgδ值。根據(jù)式（3-45）計(jì)算可得到：
C4=C3·(R4 / R3)·[1+(1/ tg2δ)]
ε＝Cs / Co
本方法適用于測(cè)試固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹(shù)脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等的相對(duì)介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切以及由它們計(jì)算出來(lái)的相關(guān)參數(shù)，例如損耗因素。
對(duì)有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品，薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn)，可按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者參考本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)試樣
本次實(shí)驗(yàn)采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣.直徑120mm厚度3mm(由材料形狀,電極選二電極,板狀電極)
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
ZJD-C高低頻介電常數(shù)測(cè)試儀 北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)
電極 采用板狀圓形電極
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
| 序號(hào) | Ca0 | ξ | |
| 1 | 52.35 | 2.20 | |
| 2 | 52.67 | 1.90 | |
| 3 | 52.67 | 1.64 | |
| 序號(hào) | R3(Ω) | tgδ | t |
| 1 | 1385 | 45.4 | 3.32 |
| 2 | 1587 | 45.3 | 3.30 |
| 3 | 1838 | 40.5 | 3.30 |
絕緣紙介電常數(shù)自動(dòng)測(cè)試儀操作注意事項(xiàng)：
1、使用時(shí)必須將儀器接地端子可靠接地。
2、只有關(guān)閉儀器電源，試驗(yàn)電壓選擇開(kāi)關(guān)置于“關(guān)”位置時(shí)，接觸儀器的后部及其測(cè)量線纜與被試品才被認(rèn)為是安全的。
3、儀器在測(cè)試過(guò)程中，嚴(yán)禁操作“試驗(yàn)電壓”選擇開(kāi)關(guān)。
4、正接線法UH端為高電壓，反接線法IX端為高電壓，使用時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況，將帶高壓的線纜與地保持足夠的距離，使用我公司提供的特種絕緣電纜測(cè)量大容量試品可以拖地使用。
5、不得更換不符合面板指示值的保險(xiǎn)絲管。
6、使用時(shí)盡可能用廠家隨儀器提供的線纜以確保測(cè)量準(zhǔn)確度。
