電容器薄膜材料工頻介電常數測量儀

電容器薄膜材料工頻介電常數測量儀

一、電橋的特點；

橋體內附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。

電橋采用接觸電阻小，機械壽命長的十進開關，保證測量的穩定性

儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。

儀器內部電阻及電容元件經特殊老化處理，使儀器技術性能穩定可靠。

內附高壓電源精度3%

內附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

二、電橋簡介：

主要用于測量高壓工業絕緣材料的介質損失角的正切值及電容量。主要可以測量電容器、互感器、變壓器、絕緣紙、電容器薄膜等各種電工油及各種固體絕緣材料在工頻高壓下的介質損耗（tgδ）和電容量（ Cx），其測量線路采用“正接法”即測量對地絕緣的試品。由于電橋內附有一個2500KV的高壓電源及一臺高壓標準電容器，并將副橋和檢流計與高壓電橋有機的結合在一起，特別適應測量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數（ε）。
▲橋體本身帶有5kV/100pF標準電容，測量材料介損更為方便。
▲橋體內附電位跟蹤器及指另儀，外圍接線及少。
▲橋體采用了多樣化的介損測量線路。

電容器薄膜材料工頻介電常數測量儀

三、技術指標：

2-1測量范圍及誤差。

本電橋的環境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應滿足下列表中的技術指示要求。

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時。

測量項目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5% Cx±2pF。

介損損耗tgδ  0-1   ±1.5% tgδx±0.0001。

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時。

測量項目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5% Cx±3pF。

介損損耗tgδ  0-0.1 ±1.5% tgδx±0.0001。

2-2電橋測量靈敏度

電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。

在下面的計算公式中，用戶可根據實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質損耗因數的微小變化都能夠反應出來。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx);

式中: U 為測量電壓 伏特 (V);

ω為角頻率2πf=314(50Hz);

Cn標準電容器容量 法拉(F);

Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A);

Rg平衡指零儀內阻約1500 歐姆(Ω);

R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω);

Cx被測試品電容值 法拉(pF);

2-3工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規定：

10×1kΩ 1max≤15mA;

10×100Ω 1max≤120mA;

10×10Ω l max≤150mA;

用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。

I=ω V C

2-4輔橋的技術特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術特性：

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

3-2計算公式

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

當R4=10K/π

tgδ=C4     

當R4=1K/π

tgδ=0.1C4  

我們采取相對固定R4電阻，分別調節R3和C4使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。

3-3 公式說明

.頻率對介質損耗正公式：

本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進行修正：

tg=f^’·tgδ / f

式中：f    為額定工作頻率（f=50Hz）

f’   為實際工作頻率

tgδ  電橋測得損耗值

tgδ  為被測試品介質損耗角正切的實際值

四、安全操作規程

●本儀器必須有專人負責保管，使用，非專職操作者應在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。

●每次使用前應仔細檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。

●接通電源前應將靈敏度開關調到低位置。

●測量試品前應先對試品進行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現象出現，然后才能進行測試。

●對試品施加高壓時緩慢升高，不可以加突變電壓。

●測試時操作人員必須集中思想，工作前做好一切準備工作，測試地點周圍應有明顯的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區，以防止非操作人員闖入。

●在測量過程中，如有放電管發光時，則必須及時切斷電源，仔細檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進行高壓測量工作。

五、裝置成套性

絕緣油介損測量電極（油杯）

1）概述

絕緣油介損測量電極（俗稱：油杯）是用于對各種電纜油，變壓器油，電容器油等液體絕緣材料的介質損耗因數（tgδ），相對介電常數（εr）和直流電阻率（ρ）的精密測量。RY1型絕緣油介損測量電極在原理和結構上參考了IEC標準，與在我國廣泛應用的瑞士Tettex2930性能指標一樣。

本產品是一種帶有屏蔽保護極，極間距離為2mm圓柱形空氣電容器。它能有效地壓抑和消除雜散電容影響，提高測量精度。與我公司生產的YG122液體電極控溫儀配合使用時還能十分方便地沒量在規定溫度（室溫～180℃范圍內）的介質損耗因數和介電常數。

2）主要技術指標

（1）兩極空間距離2mm；

（2）空杯電容量60±5p；

（3）測量電壓 工頻2000V；

（4）空杯tgδ ≤5*10-5；

（5）液體容量 約40cm3；

（6）電極材料 不銹鋼；

（7）體積240mm（直徑）*220mm（高）；

（8）重量 約10kg；

六、安全操作規程

1. 本儀器必須有專人負責保管，使用，非專職操作者應在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。

2. 每次使用前應仔細檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。

3. 接通電源前應將靈敏度開關調到低位置。

4. 測量試品前應先對試品進行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現象出現，然后才能進行測試（若試品己做過高壓試驗，該項可不必每次測量都做）。

5. 對試品施加高壓時緩慢升高，不可以加突變電壓。

6. 測試時操作人員必須集中思想，工作前做好一切準備工作，測試地點周圍應有明顯的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區，以防止非操作人員闖入。

7. 在測量過程中，如有放電管發光時，則必須及時切斷電源，仔細檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進行高壓測量工作。

自動跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過放大后，在內屏蔽（S）產生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時，A,B,S三點電位必然相等，從而達到自動跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數據。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。

七、相關介紹

介電常數又稱電容率或相對電容率，是表征電介質或絕緣材料電性能的一個重要數據，常用ε表示。 介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，原外加電場與終介質中電場比值即為介電常數。其表示電介質在電場中貯存靜電能的相對能力，例如一個電容板中充入介電常數為ε的物質后可使其電容變大ε倍。介電常數愈小絕緣性愈好。如果有高介電常數的材料放在電場中，場的強度會在電介質內有可觀的下降。    

介電常數還用來表示介質的極化程度，宏觀的介電常數的大小，反應了微觀的極化現象的強弱。氣體電介質的極化現象比較弱，各種氣體的相對介電常數都接近1，液體、固體的介電常數則各不相同，而且介電常數還與溫度、電源頻率有關。一些物質介電常數具有復數形式，其實部即為介電常數，虛數部分常稱為耗散因數。通常將耗散因數與介電常數之比稱作耗散角正切，其可表示材料與微波的耦合能力，耗散角正切值越大，材料與微波的耦合能力就越強。例如當電磁波穿過電解質時，波的速度被減小，波長也變短了。介電常數介質損耗測試儀適用于科研單學、學校、工廠等單位對無機非金屬新材料性能的應用研究。