液體工頻介電常數介質(zhì)損耗測試儀強度剖量著(zhù)影響常常發(fā)生在 1xMHz以卜發(fā)破表質(zhì)率范圍內。
汞電極不能用于高溫,即使在室溫下用時(shí),也應采取措施,這是因為它的蒸氣是有毒的。
在標準大氣壓下,不含二氧化碳的干燥空氣的相對電容率c,等于1.00053。因此,用這種電極構形在空氣中的電容C,來(lái)代替 C。測量相對電容率ε,時(shí),也有足夠的精確度。
對于介質(zhì)損耗陰數的需量,這種類(lèi)型的電慢在高頻下個(gè)能滿(mǎn)足要求,廊非試樣的表面和金屬極都非靠平整,圖1所示的電極系統也要求試樣厚度均勻。
凡是注日期的引用文件,標準,然向,鼓勵根據本標準達戰協(xié)議的各方錯死是否可使用這些文件的板本適用于本標準。
有時(shí)在超過(guò)1000V的電壓下試驗,則會(huì )引起一些與電容率和介質(zhì)損耗因數無(wú)關(guān)的效應,對此不予論述。
有些家用額耗角正切"來(lái)表示介質(zhì)測耗調數",因為顏耗的測量結果是用損規角的正的來(lái)*的。
液體工頻介電常數介質(zhì)損耗測試儀
需要測低損耗因數值時(shí),很重要的一點(diǎn)是導線(xiàn)率聯(lián)電阻引人的損耗要盡可能地小,即被測電容和該電阻的乘積要盡可能小。同樣,被測電容對總電容的比值要盡可能地大。弟一點(diǎn)表示導線(xiàn)電阻要盡可能低及試樣電容要小。第二點(diǎn)表示接有試樣橋臂的總電存要盡可能小,且試樣電容要大。因此試樣電容醉好取值為 20 pF,在測量回路中,與試樣并聯(lián)的電喜不應大于約5pF。
因為只有少數材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內它們的t,和un幾乎是恒定的,且被用作L程電介質(zhì)材料,然而一般的電介發(fā)材科必須在所使用的頻率下測是其介質(zhì)損耗因數和電容率.
對表面加有電極的試樣的電容,若采用測微計電極測量時(shí),只要試樣直徑比測微計電極足夠小,則只需要進(jìn)行概間法向電容的修正。采用其他的一些方法來(lái)測量網(wǎng)電極試樣時(shí).邊緣電容和對地電容的計算將帶來(lái)一些誤差,因為它們的誤差都可達到試樣電容的2%~40%。根據目前有關(guān)這些電容資料,計算邊緣電容的誤差為10%,計算對地電容的誤差為25%。因此帶來(lái)總的誤差是百分之幾十到百分之幾。當電極不接地時(shí),對地電容誤差可大大減小,
由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角,介質(zhì)損耗因數 dielectrie sspationfhctur anb
陰極蒸發(fā)或高真空蒸發(fā)金屬電極假如處理結果既不改變也不破壞絕緣材料的性能,而且材料承受高真空時(shí)也不過(guò)度逸出氣體,則本方法是可以采用的。這一類(lèi)電極的邊緣應界限分明。
試樣和電極固體絕緣材料 試樣的幾何形狀測定材料的電容率和介質(zhì)損耗因數,醉好采用板狀試樣.也可采用管狀試樣,
范圍本標準規定了在15 Hz~300 MHz的頻率范圍內測量電容率、介質(zhì)損耗因數的方法,并由此計算某些數值,如損耗指數。本標準中所敘述的某些方法,也能用于其他頻率下測量。
IEC 60247∶1978 液體絕緣材料相對電容率,介質(zhì)報耗因數和直流電阻率的測量 術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標準。
在一個(gè)測量系統中,絕緣材料的電容率是在流系捷中絕緣材料的相對電容率,與真空電氣常數的乘積。
永電極和其他液體金屬電極把試樣夾在兩塊互相配合好的凹模之間,凹模中充有液體金屬,該液體金屬必須是純凈的。
式(9),(10)、(11)中,C2,R,C,R,tmz同式(7),(8)。
在 SI制中,決對電容率用法/米(F/m)表示。而且,在SI單位中,電氣常數t為。-8.854×10-識 F/m~素×10-在本標準中.用皮法和厘米來(lái)計算電容.真空電氣??顬椤胏,- R-1np年-..s(10)R。=—………………………( 11)*C,R-acR
用作電氣回路元件的支撐,并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣;用作電 容器介質(zhì)。
損耗角δ的正E切。
規范性引用文件下列文件中的條款通過(guò)本標準的引用而成為本標準的條款。
高電容率的管狀試樣,其內電極相外電極明以伸展到管狀試樣的全部長(cháng)度上,可以不用保護電極。大直徑的管狀或圈筒形試樣,其電極系統可以是圓形或矩形的搭接,并且只對管的部分圓周進(jìn)行試驗。這種試樣可按板狀試樣對待,金屬館、沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸內電極與金屬筒或沉積金屬膜的外電極和保擴電極 起使用。如采用金屬情做內電極,為了保證電授和試閘之間的良好接觸,需在管內采用一個(gè)彈性的可膨脹的夾具。
顯然以并聯(lián)電路表示一個(gè)具有介質(zhì)損耗的絕峻材料通靠鼻合活的,但存單一新率下,有時(shí)出需要以電容C。
在測定電容率需要較高精度時(shí),醉大的誤差來(lái)自試樣尺寸的誤差,尤其是試樣厚度的誤差,因此厚度應是夠大,以滿(mǎn)足測量所需要的精確度。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點(diǎn)間厚度的變化。對1%的精確度來(lái)講,1.5 mm的厚度就足夠了,但是對于更高精確度,醉好是采用較厚的試樣,側如 6mm~12 mm。測量厚度必須使測量點(diǎn)有規則地分布在整個(gè)試樣表面上,且厚度均勻度在±1%內。如果材料的密度是已知的,則可用稱(chēng)量法測定厚度。選取試樣的面積時(shí)應能提供滿(mǎn)是精度要求的試樣電容。測量10F的電容時(shí),使用有良好屏蔽保護的儀器。由于現有儀器的極限分辨能力約1pF,因此試樣應薄些,直徑為 10 cm 或更大些
對于帶有保護電極的試樣,其測量精度只考慮慢間法向真空電容時(shí)有計算誤差。但由被保護電極和保護電極之間的間隙太寬而引起的誤差通常大到百分之零點(diǎn)幾,而校正只能計算到其本身值的百分之幾。如果試樣厚度的測量能精確到±0.005 mm.則對平均厚度為1.6mm的試樣,其厚度測量誤差能達到自分之零點(diǎn)兒。圓形試樣的直徑能測定到±0.1%的精度,但它是以平方的形式引人談差的,輦合這些因素,極間法向真空電容的測量誤差為±0.5%。
電場(chǎng)強度存在界面極化時(shí),自由離子的數目隨電場(chǎng)強度增大而增加,其損耗指數醉大值的大小和位置也隨此翻變,
鋅或鋼電極可以噴波在試樣上,它們能直接在粗糙的表面上成膜。這種電極還能?chē)娫诓忌?,國為它門(mén)不穿透非常小的孔眼。
導電澤氣,能使試樣的條件處理在涂上電極后進(jìn)行,對研究濕度的影響時(shí)特別有用。此種電極的缺點(diǎn)是試樣涂上銀漆后不能馬上進(jìn)行
電容器的電極之間及電極周?chē)目臻g全部充以絕緣材料時(shí),其電容C。與同排電段構形的真空電容C。之比∶ .-3.....武申∶,——-相對電容率;
在較高的頻率下,只要電介質(zhì)中不出現局部放電,電容率和介質(zhì)損耗因數與電場(chǎng)強度無(wú)關(guān)。
介質(zhì)損耗因數 tan6介質(zhì)損耗因數 un》 按照所用的測量裝置給定的公式,根據測出的數值來(lái)計算。 0.3 精度要求
式中∶---復相對電容率, t,-—-損耗指數;、,-—-相對電容率 tuano---介質(zhì)損耗因數法,有模耗韻電容器在任何輸定的頻率下能用電存C.和電阻R,的率積電路表示,成用電市G,和電題R,(或電等
溫度損耗物數在一個(gè)頻率下可以出現一個(gè)醉大值,這個(gè)顆率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數和電容率的溫度系數可以是正的或負的,這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數醉大值位置。
C)的井聯(lián)電降糞柔,并職等值電路m-=Cg- ……4?)
加螞試樣上的電極電極可選用中任意一種。如果不用保護環(huán),而且試樣上下的腳個(gè)電極難以對齊時(shí),其中一個(gè)電極應比另一個(gè)電極大些。已經(jīng)加有電極的試樣應放置在兩個(gè)金屬電極之間,這兩個(gè)金屬電極要比試樣上的電極稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電極結構的電容計算公式以及邊峰電容近似計算
和電題 R。的率聯(lián)電路來(lái)表示。
相對電容率relative permittivity E。
電容率和介質(zhì)損耗因數的變化是由于介質(zhì)極化和電導而產(chǎn)生,最重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勺性導致的界面級化所引起的。
介質(zhì))慣耗指數 【aiscetrie los ndex該材料的損耗因數 nm》與相對電容率E,的乘積。復相對電容率 compe rhatie permittity由相對電容率和損耗指數結合而得到的;屬=g,je…………………………e,-?!?4tnd=………………………………
C。-—申聯(lián)電容; R—-—-單顆電烈
本標準適用于測量液體、易熔材料以及固體材料。測試結果與某些物理條件有關(guān),例如頻率、溫度、濕度,在特殊情況下也與電場(chǎng)強度有關(guān)。
伍德合金和其他低熔點(diǎn)合金能代替泵。但是這些合金通常含有鎘,偶象果一樣,也是毒性元素。這些合金只有在良好抽風(fēng)的房間或在抽風(fēng)柜中才能用于100℃以上,且操作人員應知道可能產(chǎn)生的健康危害。
的經(jīng)驗公式由表1 給出。
無(wú)論申聯(lián)表示法還是井聯(lián)表示法,其介重相耗固著(zhù) un顯相等的。報如測量電路依據中聯(lián)元件來(lái)產(chǎn)生結果,且ur8太大雨在式(9中不能被溫略,則在計算電容賞必須先計置排聯(lián)電容,
在第5章和附錄A中所規定的精度是;電容率精度為±1%,介質(zhì)損耗因數的精度為±(5%± 0.05》,這些精度至少取決于三個(gè)因素;即電容和介質(zhì)損耗因數的實(shí)測精度;所用電極裝置引起的這些量的校正精度,極間法向直空電容的計靠精度(見(jiàn)表 1),在較低頻率下,電容的測量精度能達士(0.1%士0.02 pF),介質(zhì)損耗因數的測量精度能達±(2%± 0.00 05)。在較高頻率下,其誤差增人,電容的測量精度為±(0.5%±0.1 pF),介質(zhì)損耗因數的測量精度為±(2%±0,0002)。
管狀試樣對管狀試樣而言,最合適的電極系統將取決于它的電容率、管繁厚度、直徑和所要求的測量精度。一般情況下,電極系統應為一個(gè)內電極和一個(gè)稍為窄一些的外電極和外電極凋端的保護電極組成,外電極和保護電極之間的間隙應比管壁厚度小。對小直徑和中等直徑的管狀試樣,外表面可加三條情帶或沉積金屬帶,中間一條用作為外電極(測量電極),兩端各有一條用作保護電極。肉電極可用汞,沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸。
es= 0.088 54 pF/em介質(zhì)損耗角 dhectrtk hms ngk
采用測微計電極時(shí),數量級是0.03的介質(zhì)損耗因數可測到真值的±0.000 3,數量級0.0002的介
試樣上不加電極表雨電導率很紙的試件可以不加電慢雨待試樣插人電極系統中測量,在這個(gè)電極系統中,試樣的一氮或兩側有一個(gè)充
電氣絕緣材料的性能和用途 電介質(zhì)的用途電介質(zhì)一般被用在兩個(gè)不同的方面,
率聯(lián)元件與并聯(lián)元樣之網(wǎng),波立下列關(guān)系,
C---并聯(lián)電容;路--并聯(lián)電阻。
影響介電性能的因素下面分別討論頻率、溫度、溫度和電氣強度對介電性能的影響。
Cx——充有絕緣材料時(shí)電容器的電極電容; C 真空中電容器的電極電容。
本標準中的計算和測量是根據電流(w=2x )正弦波形作出的。
對于非常準確的測量,在厚度的測量能達到足夠的精度時(shí),可采用試樣上不加電極的系統。對于相對電容率不都過(guò)10的管狀試樣,醉便的電極是用金屬筋、汞或沉積金屬膜。相對電容率在10以上的管狀試樣,應采用沉積金屬膜電極;燒管上可采用燒熔金屬電極。電極可像帶材一樣包覆在管狀試樣的全部圓周或部分氮周上。
極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加,其結果使電容率,介質(zhì)損耗因致和直流電導率增大。因此試驗前和試驗時(shí)對環(huán)境濕度進(jìn)行控制是畢不可少的。