^{介电常数测试仪}

^{一、 概述}

^{介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；仪器的基本原理是采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量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，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，测量值更为。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。该仪器用于科研机关、学校、工厂等单位对无机非金属新材料性能的应用研究。}

^{二、仪器的技术指标}

  ^{1．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}

^{2．电感测量范围：14.5nH~8.14H}

^{3．电容测量：1~ 460}

   ^{注：大于直接测量范围的电容测量见使用规则}

 ^{4．信号源频率覆盖范围}

^{5．Q合格指示预置功能}

^{预置范围：5～1000。}

 ^{6．Q表正常工作条件}

 ^{a. 环境温度：0℃～+40℃}

^{b．相对湿度：<80％；} 

^{c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。}

^7．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。}

^{8．产品配置：}

^{a.测试主机一台；}

^{b.电感9只；}

^{c.夹具一 套} 

^{附表    电感组典型测试数据}

^{GDAT-C介电常数测量仪}

^{满足标准：GBT 1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在}内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法高频介质损耗测试系统由S916测试装置（夹具）、GDAT型高频Q表、数据采集和tanδ自动测量控件（装入GDAT）、及LKI-1型电感器组成，它依据国标GB/T 1409-2006、美标ASTM D150以及国际电工委员会IEC60250的规定设计制作。系统提供了绝缘材料的高频介质损耗角正切值（tanδ）和介电常数（ε）自动测量的解决方案。

^{1、《BH916介质损耗装置》（测试夹具）是测试系统的检测部件，它由一个LCD数字显示的微测量装置和一对经精密加工的、间距可调的平板电容器极片组成。平板电容器极片用于夹持被测材料样品，微测量装置则显示被测材料样品的厚度。通过被测材料样品放进平板电容器和不放进样品时的Q值变化的量化，测得绝缘材料的损耗角正切值。从平板电容器平板间距的读值变化则可换算得到绝缘材料介电常数。BH916介质损耗测试装置是本公司新研制的更新换代产品，精密的加工设计、的LCD数字读出、一键式清零功能，克服了机械刻度读数误差和圆筒形电容装置不可避免的测量误差。}

^{2、基于串联谐振原理的《GDAT高频Q表》是测试系统的二次仪表，其数码化主调电容器的创新设计代表了行业的成就，随之带来了频率、电容双扫描GDAT的全新搜索功能。该表具有先进的人机界面，采用LCD液晶屏显示各测量因子：Q值、电感L、主调电容器C、测试频率F、谐振趋势指针等。高频信源采用直接数字合成,测试频率10KHz-60MH或200KHz-160MHz，频率高达1×10-6。国标GB/T 1409-2006规定了用Q表法来测定电工材料高频介质损耗角正切值（tanδ）和介电常数（ε），把被测材料作为平板电容的介质，与辅助电感等构成串联谐振因子引入Q表的测试回路，以获取的测试灵敏度。因而Q表法的测试结果更真实地反映了介质在高频工作状态下的特征。GDAT高频Q表的全数字化界面和微机控制使读数清晰稳定、操作简便。操作者能在任意点频率或电容值的条件下检测Q值甚至tanδ，无须关注量程和换算，彻底摒弃了传统Q表依赖面板上印制的辅助表格操作的落后状况，它无疑是电工材料高频介质损耗角正切值（tanδ）和介电常数（ε）测量的理想工具。}
 

^{3、数据采集和tanδ自动测量控件（装入GDAT），实现了数据采集、数据分析和计算的微处理化，tanδ 测量结果的获得无须繁琐的人工处理，因而提高了数据的度和测量的同一性，是人工读值和人工计算无法比拟的。}

^{4、一个高品质因数（Q）的电感器是测量系统必不可少的辅助工具，关乎测试的灵敏度和，在系统中它与平板电容（BH916）构成了基于串联谐振的测试回路。本系统推荐的电感器为LKI-1电感组共由9个高性能电感器组成，以适配不同的检测频率。}

^{介电常数介质损耗（介质损耗角）测试仪 
 
型号：GDAT-C}

^{一.主要特点：
空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板，薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。 印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品（ 小于 10 mil） 量测值偏低,。} 

^{二.主要技术特性：
介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；仪器的基本原理是采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量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，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，测量值更为。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。}

^{三.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
☆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。
☆Q合格指示预置功能，预置范围：5～1000。
☆仪器正常工作条件
a. 环境温度：0℃～+40℃；            b．相对湿度：<80％；           c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。   
☆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。}

^{四、主要配置：
a.测试主机一台；
b.电感9只；
c.夹具一 套
附表 电感组典型测试数据}

^{五.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 独特自激法测量CVT功能，不需外加任何设备，可完成不可拆头CVT的测量。接线（三根电缆，不用倒线），一个测量过程（大约1分钟），两个终测量结果（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。}

^{工频介电常数介质损耗测试仪}

^{型号：BDAT-B}

^{一、主要用于测量高压工业绝缘材料的介质损失角的正切值及电容量。其采用了西林电桥的经典线路。}

^{二、主要可以测量电容器，互感器，变压器，各种电工油及各种固体绝缘材料在工频高压下的介质损耗（ tg）和电容量（ Cx）以，其测量线路采用“正接法”即测量对地绝缘的试品。
由于电桥内附有一个2500KV的高压电源及一台高压标准电容器，并将副桥和检流计与高压电桥有机的结合在一起，所以本电桥特别适应测量各类绝缘油和绝缘材料的介损（tg）及介电常数（ε）。
 桥体本身带有5Kv/100pF标准电容,测量材料介损更为方便。
桥体内附电位跟踪器及指另仪，外围接线及少。
 桥体采用了多样化的介损测量线路。}

^{三、技术指标
测量范围及误差
    在Cn＝100pF    R4＝3183.2（?）（即10K/π）时}

   ^{测量项目       测量范围             测量误差               
  电容量Cx       40pF--20000pF      ±0.5%  Cx±2pF     
 介质损耗tg?      0～1              ±1.5％tg?x±0.0001}

  ^{在Cn＝100pF      R4＝318.3（?）（即1K/π）时}

   ^{测量项目       测量范围             测量误差               
  电容量Cx       4pF--2000pF      ±0.5%  Cx±3pF     
 介质损耗tg?      0～0.1          ±1.5％tg?x±0.0001
Ｃｘ＝Ｒ４×Ｃｎ／Ｒ３
tg?＝ω?Ｒ４?Ｃ４
电容量及介损显示：
    电容量： ±0.5%×tgδx±0.0001。
    介  损： ±0.5％tg?x±1×10-4
高压电源技术特性
电压输出：0～5000V/50Hz
高压电流输出：0～10mA
内置标准电容器
      电容量为100pF
tg小于5X10-5}

^{QS37 型高压电桥
1.概
述
QS37 型西林电桥,主要用于测量高压工业绝缘材料的介质损失角的正切值及电容量。
其采用了西林电桥的经典线路。主要可以测量电容器，互感器，变压器，各种电工油及各种
固体绝缘材料在工频高压下的介质损耗（tg） 和电容量（ Cx）以，其测量线路采用“正接法”
即测量对地绝缘的试品。电桥由桥体、指另仪、电位跟踪器组成，本电桥特别适应测量各类
绝缘油和绝缘材料的介损（）及介电常数（ε）。
2.技术指标
2.1 测量范围及误差
本电桥的环境温度为 20±5℃，相对湿度为 30％－80％条件下，应满足
下列表中的技术指示要求。
在 Cn＝100pFR4＝3183.2（）（即 10K/π）时}

^{在 Cn＝100pF  R4＝318.3（）（即 1K/π）时}

^{2.2 电容量及介损显示：
电容量： ±0.5%
-4介 损： ±1.5％tg  x士1 乘以10}

<sup>为什么选择我们的介电常数测试仪？ 


价格、价格、还是价格！
1.受产品成本限制，我们的仪器价格不一定是！但是优惠！绝不卖低价格低质量的设备给客户！
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我们每个工作日都为数家合作商与直接用户提供质优价廉的仪器设备！欢迎您成为北广仪器的用户！ 

关于仪器货期： 


      本仪器是北广仪器热销的单品之一，现货供应。当天确认订单（下午五点前）当天发货！下午五点后确认订单的，隔日发货！ 


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      如果您需要贴牌生产，由于贴牌标牌需要现产，货期会适当延长。详情请与客服联系。 


关于仪器质保： 


1、北广仪器保证提供的设备为需方指定的全新设备，其各项技术指标均符合相关的产品技术要求。 


2、设备经客户验收合格后，开始计算保修期，设备保修期为壹年，设备在质量保质期内，产品在非人为损坏的情况下，由北广仪器负责全保。北广仪器的客服在得到通知后24小时内响应，安排约定维修细节。 


3、质保期后，我们为您维修维护设备，除大型设备外所有设备一律返厂维修，经检验后，电话告知客户问题所在及解决方式，经客户同意后进行维修，维修后发回客户，对于损坏及更换的零部件我们只收取成本费；如客户不认同我们的检验结果，双方另协商维修细节。 


关于仪器退货换货： 


1.以需方收到货物当天为计算开始，壹星期之内如设备有任何质量不合格、不符合客户实际使用、客户对设备不认可其中任意一种情况，在设备没有明显人为损坏的前提下，供方无条件为需方换货。 


2.如需方不认同换货，在设备相关增值税发票未开出或发票开出未过当星期的情况下，无条件为需方退货。 


关于发票、送货单及相关合同原件： 


发票：北广仪器为广大客户提供的是17%增值税专用发票。


 送货单：每份订单不计货物数量我们为您集中开具一份送货单，随货物或发票为您送达，如有特殊要求，请提前告知对应的北广销售人员。 


合同原件：北广仪器为客户提供合同原件一式两份，连同送货单随货物或发票为您送达。如有特殊要求，请提前告知对应的北广销售人员。 




北广仪器为什么要返厂维修？ 


1、维修维护全面  


   设备损坏后，使用者往往对设备损坏情况描述不清、不全面，经常会出现技术人员到达现场之后，发现工具不全或者零配件需要更换却没有提前准备零配件，常常会造成被动或者维修迟缓的局面，耽误客户使用。设备返厂维修，厂内零配件及工具齐全，技术人员在维修设备同时，按照公司要求会利用厂内设施为返厂的设备做系统的维护，将一些细微的毛病及早解决。 


2、响应速度快  


   设备损坏后，我们即使以快的速度为您安排相关的技术人员出差，也要走流程等待技术部门安排具体的人员出差，往往需要一定时间。有时因为技术人员连续出差，耽搁在某地，偶尔还会耽误与客户提前约定好的时间。    现在物流快递行业发达，全国各地运输都很快捷方便，返厂维修往往能更省事省力。</sup> 

^{关于介电常数测试仪的其他附加介绍}

测试介电常数的意义：

介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示，单位为法/米 . 它是一个在电的位移和电场强度之间存在的比例常量。这一个常量在自由的空间（一个真空）中是8.85×10的-12次方法拉第/米（F/m）。在其它的材料中，介电系数可能差别很大，经常远大于真空中的数值，其符号是eo。 在工程应用中，介电系数时常在以相对介电系数的形式被表达，而不是值。如果eo表现自由空间（是，8.85×10的-12次方F/m）的介电系数，而且e是在材料中的介电系数，则这个材料的相对介电系数（也叫介电常数）由下式给出： ε1＝ε / εo＝ε×1.13×10的11次方 很多不同的物质的介电常数超过1。这些物质通常被称为绝缘体材料，或是绝缘体。普遍使用的绝缘体包括玻璃，纸，云母，各种不同的陶瓷，聚乙烯和特定的金属氧化物。绝缘体被用于交流电.泡沫塑料用聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯等树脂制成 聚苯乙烯2.4～2.6 ,介电常数有相对介电常数和有效介电常数之分，平时我们说的介电常数就是相对介电常数，硅的相对介电常数是11.9 .（AC），声音电波（AF）和无线电电波（射频）的电容器和输电线路。 一个电容板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍。

介质损失角正切值（tgδ）的物理意义。

介质损失角正切值（tgδ）表示电介质在交流电压下的有功损耗和无功损耗之比，值越大，介质损耗越大，它反映了电介质在交流电压下的损耗性能。

介质损耗角正切

摘要：电力系统中检测高压设备的运行可靠性和发现电气绝缘方面缺陷，电介质损耗角的测量必不可少。电介质损耗角是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。本文介绍了介质损耗角的基本概念和其意义，简单分析了介质损耗角检测的方法。

关键词：电介质损耗角；方法；测量；因素

一.引言

1.电介质损耗角研究的意义

       电气设备是组成电力系统的基本元件，是保证供电可靠性的基础。无论是大型关键设备如发电机、变压器，还是小型设备如电力电容器、绝缘子等，一旦发生失效，必将引起局部甚至全部地区的停电。而导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。绝缘劣化有很多原因，不仅电应力可引起绝缘劣化，导致绝缘故障，而且机械力或热得作用，或者和电场的共同作用，终也会发展为绝缘性故障。鉴于绝缘故障在电力故障中所占的比重及其后果的严重性，电力运行部门历来十分重视电气设备的绝缘监督。

       电介质的电气特性，主要表现为它们在电场作用下的导电性能、介电性能和电气强度，它们分别以四个主要参数，即电导率（或绝缘电阻率）、介电常数、介质损耗角正切和击穿场强来表示。电介质损耗角是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。电介质损耗角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介质损耗角是研究绝缘老化特征及在线监视绝缘状况的一项重要内容。而在实际测量中，由于电介质损耗很小，所以需要测量系统有较高的测量，这样才能正确及时地反映电介质损耗的变化。对于电容型绝缘设备，通过对其介质特性的监视，可以发现尚处于早期发展阶段的缺陷。

2.电介质损耗角正切的理论基础

对电介质施加正弦波电压，外施电压与相同频率的电流之间相角的余角的正切值。其物理理论基础为tanδ=每个周期内介质损耗的能量/每个周期内介质存储的能量 

1—1  介质在交流电压的等值电路和向量图a  示意图

      b  等值电路      c  向量图

在交流电压下，流过电介质的电流I包含有功分量IR和无功分量IC，即I=IR+I

由图1—1可以看出，此时的介质功率损耗P=UIcos=UICtanδ=U2ωCPtanδ  （1--1） 式  ω----电源角频率Φ----功δ

-----介质损耗角。采用介质损耗P作为比较各种绝缘材料损耗特性优劣的指标是不合适的，因为P

值得大小与所加电压U、试品电容量CP、电源频率ω等一系列因素有关，而式中的

tanδ切是一个仅仅取决于材料损耗特性，而与上述种种因素无关的物理量。正因于此，通常均采用介质损耗角正切tanδ作为综合反映电介质损耗特性优劣的指标，测量和监控各种电力设备绝缘的tan

δ值已成为电力系统中绝缘预防性试验的重要项目之一。有损介质更细致的等值电路如图1—2所示

图1—2  电介质的三条支路等值电路和向量图

a  等值电路     b向量图图中C1----介质无R2，C2----各种有损极化；R3----电导损耗。

在这个等值电路上加上直流电压时，电介质中流过的将是电容电流I1、吸收电流I2和传导电流I3。在电容电流I1在加压瞬间数值很大，但迅速下降到零，是一极短暂的充电电流；吸收电流I2则随着加电压时间增长而逐渐减小，比充电电流的下降要慢得多，约经数十分钟才衰减到零，具体时间长短取决于绝缘的类型、不均匀程度和结构；传导电流I3是长期存在的电流分量。这三个电流分量加在一起即得出吸收曲线，如图1—3所示。上述三条支路等值电路可进一步简化为电阻、

电容的并联等值电路或串联等值电路。若介质损耗主要由电导所引起，常用并联等值电路；

如果介质损耗主由极化所引起，常用串联等值电路。

三.等值电路1.并联等值电路如果把图1—2中的电流归并成由有功电流和无功电流两部分组成，即可得到图1—1b示并列电路，图中CP代表无功电流IC等值电容、R则代表有功电流I

R的等值电阻。其中IR=3+I2R=URIC=1+I2C=UωCP介质损耗角正切tanδ等于有功电流和无功电流的比值，即tanδ=IRIC=URUωCP=1UωCP此时电路的功率损耗为：P=U2R=U2ωCPtanδ可见与式（1--1）所得介质损耗完全相同。2.串联等值电路用一只理想的无损耗电容CS一个电阻r相串联的等值电路来代替，如果1—3a所示。且由如1—3b的向量图可得：tanδ=IrIω=ωCr由于r=tanδωCS，I=cSωCS=UcosδωCS，所以电路的功率损耗将为：P=2r=（UcosδωCS）2tanδωCS=U2ωCStanδ（cosδ）2

因为介质损耗角δ值很小，cosδ≈1，所以P=U2ωCStanδ由并联等值电路和串联等值电路可知，串联等值电路中的电阻r要比并联等值电路中的电阻R小得多图1—3 电介质的简化串联等值电路及向量a  串联等值电路       b  向量

四.介质损耗角正切的测量由于介质的功率损耗P与介质损耗角正切tanδ成正比，所以tanδ

是绝缘品质的重要指标，测量tanδ值是判断电气设备的绝缘状态的一项灵敏有效方法。tanδ能反映绝缘的整体性缺陷（例如全面老化）和小电容试品中的严重局部缺陷。由于tanδ随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化程度。但是测量tanδ不能灵敏地反映大容量发电机、变压器和电力电缆绝缘中的局部性缺陷，这是应尽可能将这些设备分解成几部分，然后分别测量它们的tanδ，tanδ值得测量，常用的是高压交流电桥，即西林电桥法。