一、符合標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T1409測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長存內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法;
GB/T 5654-2007液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量;
二、產(chǎn)品概述：
ZJD-87介電常數(shù)介質(zhì)損耗測定儀（介電性能測試儀）是一款專為實(shí)驗(yàn)室研制的高精度高壓電橋，突破了傳統(tǒng)的電橋測量方式，采用變頻電源技術(shù)，利用單片機(jī)和現(xiàn)代化電子技術(shù)進(jìn)行自動頻率變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算；達(dá)到抗干擾能力強(qiáng)、測試速度快、精度高、全自動數(shù)字化、操作簡便；廣泛適用于電力行業(yè)中變壓器、互感器、套管、電容器、避雷器等設(shè)備及相關(guān)絕緣材料的介損和介電常數(shù)的測量。
三、技術(shù)指標(biāo)：
準(zhǔn)確度：Cx:±(讀數(shù)×0.5%+0.5pF)；
tgδ:±(讀數(shù)×0.5%+0.00005)；ε：0.5%；
抗干擾指標(biāo)：變頻抗干擾(40-70Hz)，最大輸入電流5A；
內(nèi)置最高10KV測試電壓輸出，可調(diào)分辨率1V；
電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；
外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；
外接量程擴(kuò)展器時(shí)可以測試幾千安培下高壓電器的介損值；
分辨率：最高0.001pF，4位有效數(shù)字；
計(jì)算機(jī)接口：標(biāo)準(zhǔn)RS232接口；
外形尺寸：8U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；
儀器重量：25kg；
離子位移極化—— Ionic Polarization
電介質(zhì)中的正負(fù)離子在電場作用下發(fā)生可逆的彈性位移。 正離子沿電場方向 移動，負(fù)離子沿反電場方向移動。由此形成的極化稱為 離子位移極化。
離子在電場作用下偏移平衡位置的移動相當(dāng)于形成一個(gè)感生偶極矩。
離子位移極化所需時(shí)間大約為10-12～10-13秒 。不以熱的形式耗散能量，不導(dǎo)致介電損耗。
介電常數(shù)介質(zhì)損耗測定儀（介電性能測試儀）
•損耗的形式
•介質(zhì)損耗的表示方法
•介質(zhì)損耗和頻率、溫度的關(guān)系
•無機(jī)介質(zhì)的損耗
介質(zhì)損耗定義：
電介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量稱為電介質(zhì)損耗功率，簡稱電介質(zhì)損耗。或：電場作用下的能量損耗，由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?，如熱能、光能等，統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗。它是導(dǎo)致電介質(zhì)發(fā)生熱擊穿的根源。
損耗的形式：
電導(dǎo)損耗：在電場作用下，介質(zhì)中會有泄漏電流流過，引起電導(dǎo)損耗。 實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于交流、直流電流流過電阻做功，故在這兩種 條件下都有電導(dǎo)損耗。絕緣好時(shí)，液、固電介質(zhì)在工作電 壓下的電導(dǎo)損耗是很小的，
極化損耗：只有緩慢極化過程才會引起能量損耗，如偶極子 的極化損耗。
游離損耗：氣體間隙中的電暈損耗和液、固絕緣體中局部放 電引起的功率損耗稱為游離損耗。
介質(zhì)損耗的表示：
當(dāng)容量為C0=?0S/d的平板電容器上 加一交變電壓U=U0eiwt。則：
1、電容器極板間為真空介質(zhì)時(shí)， 電容上的電流為：
2、電容器極板間為非極性絕緣材料時(shí)，電容上的電流為：
3、電容器極板間為弱導(dǎo)電性或極性，電容上的電流為：
G是由自由電荷產(chǎn)生的純電導(dǎo)，G=?S/d， C=?S/d
如果電荷的運(yùn)動是自由的， 則G實(shí)際上與外電壓額率無關(guān)；如果這些電荷是被 符號相反的電荷所束縛， 如振動偶極子的情況，G 為頻率的函數(shù)。
介質(zhì)弛豫和德拜方程：
1)介質(zhì)弛豫：在外電場施加或移去后，系統(tǒng)逐漸達(dá)到平衡狀 態(tài)的過程叫介質(zhì)弛豫。 介質(zhì)在交變電場中通常發(fā)生弛豫現(xiàn)象，極化的弛豫。在介質(zhì)上加一電場，由于極化過程不是瞬時(shí)的，極化包括兩項(xiàng)：
P(t) = P0 + P1(t)
P0代表瞬時(shí)建立的極化(位移極化)， P1代表松弛極化P1(t)漸漸達(dá)到一穩(wěn)定值。這一滯后 通常是由偶極子極化和空間電荷極 化所致。 當(dāng)時(shí)間足夠長時(shí)， P1(t)→ P 1 ∞ ， 而總極化P(t) → P∞ 。 2)德拜(Debye)方程：
頻率對在電介質(zhì)中不同的馳豫現(xiàn)象有關(guān)鍵性的影響。 設(shè)低頻或靜態(tài)時(shí)的相對介電常數(shù)為ε(0)，稱為靜態(tài)相對介電常數(shù)；當(dāng)頻率ω→∞時(shí)，相對介電常數(shù)εr’ →ε∞( ε∞代表光頻 相對介電常數(shù))。則復(fù)介電常數(shù)為：
影響介質(zhì)損耗的因素：
1、頻率的影響
ω→0時(shí)，此時(shí)不存在極化損 耗,主要由電導(dǎo)損耗引起。 tgδ=δ/ωε，則當(dāng)ω→0時(shí)， tgδ→∞。隨著ω升高，tgδ↓。
隨ω↑，松弛極化在某一頻率開始跟不上外電場的變化， 松弛極化對介電常數(shù)的貢獻(xiàn) 逐漸減小，因而εr隨ω↑而↓。 在這一頻率范圍內(nèi)，由于ωτ <<1，故tgδ隨ω↑而↑。
當(dāng)ω很高時(shí)，εr→ε∞，介電常數(shù)僅 由位移極化決定，εr趨于最小值。 由于ωτ >>1，此時(shí)tgδ隨ω↑而↓。 ω→∞時(shí)，tgδ→0。
tgδ達(dá)最大值時(shí)ωm的值由下式求出:
tgδ的最大值主要由松弛過程決定。如果介質(zhì)電導(dǎo)顯著變大，則tgδ的最大值變得平坦， 最后在很大的電導(dǎo)下，tgδ無最大值，主要表現(xiàn)為電導(dǎo)損耗特征：tgδ與ω成反。
2、溫度的影響
當(dāng)溫度很低時(shí),τ較大，由德拜關(guān)系式可知，εr較小，tgδ也較小。此時(shí)，由于ω2τ2>>1,由德拜可得：
隨溫度↑，τ↓，所以εr、tgδ↑
當(dāng)溫度較高時(shí)，τ較小，此時(shí)ω2τ2<<1
隨溫度↑，τ↓，所以tgδ ↓。這時(shí)電導(dǎo)上升并不明顯，主要決定于極化過程：
當(dāng)溫度繼續(xù)升高，達(dá)到很大值時(shí)， 離子熱運(yùn)動能量很大，離子在電場作用下的定向遷移受到熱運(yùn)動的阻礙，因而極化減弱，εr↓。此時(shí)電導(dǎo)損耗劇烈↑，tgδ也隨溫度 ↑而急劇上升↑。
3.濕度的影響
• 介質(zhì)吸潮后，介電常數(shù)會增加，但比電導(dǎo)的增加要慢，由于電導(dǎo)損耗增大以及松馳極化損耗增加，而使tgδ增大。
• 對于極性電介質(zhì)或多孔材料來說，這種影響特別突出，如，紙內(nèi)水分含量從4%增加到10%時(shí)，其tgδ可增加100倍。
降低材料的介質(zhì)損耗的方法
(1)選擇合適的主晶相：盡量選擇結(jié)構(gòu)緊密的晶體作為主晶相。
(2)改善主晶相性能時(shí)，盡量避免產(chǎn)生缺位固溶體或填隙固溶體，最好形成連續(xù)固溶體。這樣弱聯(lián)系離子少，可避免損耗顯著增大。
(3)盡量減少玻璃相。有較多玻璃相時(shí)，應(yīng)采用“中和效應(yīng)"和“壓抑效應(yīng)"，以降低玻璃相的損耗。 (4)防止產(chǎn)生多晶轉(zhuǎn)變，多晶轉(zhuǎn)變時(shí)晶格缺陷多，電性能下降，損耗增加。
(5)注意焙燒氣氛。含鈦陶瓷不宜在還原氣氛中焙燒。燒成過程中升溫速度要合適，防止產(chǎn)品急冷急熱。
(6)控制好最終燒結(jié)溫度，使產(chǎn)品“正燒"，防止“生燒"和“過燒"以減少氣孔率。此外，在工藝過程中應(yīng)防止雜質(zhì)的混入，坯體要致密。
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