介电常数测试仪的选择

       介电常数又称电容率或相对电容率，表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据，常用ε表示。市面上的介电常数测试仪品目繁多，对应的用途也截然不同，所以我们在选择测试仪的时候要找准相应的型号。

常用的有介电常数测试仪有工频介电常数测试仪和高频介电常数测试仪，本文ZD介绍工频介电常数测试仪HQS37a 工频介电常数测试仪。

HQS37a 工频介电常数测试仪

工作原理

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、变压器等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（tgδ）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（tgδ）及介电常数（ε）。

主要特点

• 经典测试线路   测量范围更宽

1. 采用西林电桥原理，Z大测试电压2500V

2. 桥体本身带有5kV/100pF标准电容，测量材料介损更为方便

3. 桥体内附电位跟踪器及指另仪，外围接线及少

4. 桥体采用了多样化的介损测量线路

5. 
   

• 测量精度高、性能超稳定

• 测量工装更便捷

本电极适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤制品、层压制品、云母及其制品、塑料、电缆料、薄膜复合制品、陶瓷和 玻璃等的相对介电常数（ε）与介质损耗角正切值（tgδ）的测试。本电极主要用于频率在工频50Hz下测量试品的相对介电常数（ε）和介质损耗角正切值 （tgδ）。本电极的设计主要是参照国标GB1409-78。
本电极采用的是三电极式结构，能有效的消除表面漏电流的影响，使测量电极下的电场趋于均匀电场。

技术参数

测量范围及误差

在Cn＝100pF    R4＝3183.2（Ω）（即10K/π）时

在Cn＝100pF    R4＝318.3（Ω）（即1K/π）时

Cx＝R4×Cn/R3
tgδ＝ω·Ｒ４·Ｃ４
高压电源技术特性
电压输出：0～2500V/50Hz
高压电流输出：0～20mA
内置标准电容器
电容量的名义值为100pF
tgδ小于5×10-5

电极技术指标

适用标准

GB/T1409—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

GB/T1409  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

介电常数测试仪是通用、多用途、多量程的阻抗测试仪器。它以单片计算机作为仪器的控制、测量核心，真正实现了Q值的数字化，电容、电感、Q值、信号源频率都在一个液晶屏上展示出来。

华测介电常数测试仪主要特点

1.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，测量电压缓升、缓降，全自动测量，结果直读，无须换算。

2.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。

3.抗震性能 

4.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。

5.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。一次接线（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。

6. 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。

7.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。

8.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。

9.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。

10.可选购与计算机通信应用程序。

介电性能的定义

一种绝缘材料的介电特性是指在给定频率范围内川交流电压测拍出的综合材料特性。

介电常数 absolute permittivity

电通密度除以电场强度。

注：•种绝缘材料的测员介电常数e等于它的相对介电常数£，和底空介电常数丄的乘积.见式《1〉：

€ « X £f （ 1 ）

介电常数的単位是法拉每米《F/m）.真空介电常数给的值按式（2）确定：

e0 = 8.854 X 10 12 F/m （ 2 ）

相对介电常数 relative permittivity

介电常数与直空介电常数孔的比值。

注1：在恒定电场或频率很低的交变电场中.各向同性及冰各向同性介质的相对介电常数等卜充满该介质的电容器 的电容与相同结构电极的真空电容器的电容之比。

注2；在实际匸程中.“介电常数"这一术语常用来指代”相对介电常数二

注3：絶缘材料的相对介电常数j是电容演（.，与U之比。其中,G是置于电极之间和周闱完全山考虑中绝缘材 料壊充的电容试样（电容器）的电容值；Cu则是真.空下相同构造电扱的电容值・

〜=冬 （3>

在标准大鹿压下•不含二氧化碳的干燥空气的相对介电常数是1.000 53 .因此在实践中,常用电极构造相同的空气 电容值C.代替直空电容tfic„来测定介质的相对介电常数£,的精度是足够的.

相对复合介电常数 relative complex permittivity

稳定的正弦场条件下用岌数发示介电常数.见式（4）：

沱？ =jX e "

其中j'与j"为正值。

注1：习慣上.相对复介电常数勺可用s'和e,"中的任意一个表示.或者用e,和侦澎表示。若则e—s'; 此时这两者都被称为相对介电常数，

注2：r/被称为损耗指数。

　　目前，材料透气性测试与透湿性测试已经比较普及。每项检测都有几种测试方法，下面，上海千实以透气性测试为例，梳理几种常见的测试方法。

　　1.压差法

　　真空法是压差法中代表性的一种测试方法，在真空法的整个测试过程中，测试气体在试样中的扩散是单向单质的，因此可以视为自扩散，利用Fick定律就可以对整个扩散过程进行描述。

　　2.等压法

　　等压法中应用广泛的是传感器法，由于测试环境中存在两种数量相当的气体，从测试下腔向测试上腔存在载气(氮气)的逆向渗透，因此扩散物质有两种，是互扩散，实际数据比对证明等压法数据与压差法数据相近但不完全一致，这表明氮气的逆向渗透确实在影响着氧气的渗透过程。

　　所以等压法与传统压差法存在着本质上的不同，是两类不同的测试方法，各种透气性测试方法的优势如下所述。

　　真空法：

　　由于膜技术理论的支持，真空法在透气性测试中一直作为基础方法使用，是国际上通用性Z强的测试方法，国际上制订的真空法透气性测试标准也是Z多的，它常作为diyi法被采用。

　　真空法的突出优点有：

　　1.对于测试气体没有选择性，可以进行对氧气、二氧化碳、氮气、空气等常见无机气体的检测。

　　2.测试过程中测试气体使用量很少，设备结构中几乎没有消耗型元器件，因此测试成本很低。

　　3.测试理论成熟，在学术界用菲克定律等经典渗透理论有完善的解释，通过试验可以得到被测材料的本质性参数，即溶解度系数、扩散系数、渗透系数。通用性强，无需特殊约定，因此是科研院校、质检机构的shou选。

　　4.试验效率高。由于在进入正式试验之前有一段抽真空的时间，并且要求测试腔达到一定的真空度，因此倘若在试样装夹过程中出现失误会在抽真空时被发现，操作人员可以及时更换试样重新试验，大大缩短无效试验时间。

　　5.测试环境中气体“纯净”。由于在真空法的试验过程中会先对整个测试腔抽真空至27Pa以下，再对测试上腔充入纯净的测试气体，这样在整个试验环境中的杂质气体(非试验气体)就完全可以忽略了，因此杂质气体可能给试验带来的影响就能排除了。

　　当然，由于试样两侧存在0.1MPa压力差使得真空法要实现容器的透气性检测非常困难。

　　传感器法：

　　传感器法的测试原理是在测试试样两侧保持常压，使得试样两侧的压力相等，这也给容器透氧性检测奠定了基础，可避免由于容器壁两侧压差过大导致容器爆裂的情况。容器的外形可以是瓶、袋、盒等，当前市面上的容器类包装几乎都可以进行整体的透氧性检测，有效避免了由于片材检测推算导致的误差。

　　然而，在测试试样种类丰富的同时，传感器法在测试气体种类、测试成本等方面仍有待改善。

　　1.试验气体单一，测试成本高。利用氧传感器检测材料的氧气透过率是传感器法Z常见的应用，当然如果将氧传感器换为二氧化碳传感器就能检测材料的二氧化碳透过率。由于氮气作为载气用于输送渗透通过试样的测试气体，所以目前利用传感器法检测材料的氮气透过率还是无法实现的。不过即使是要利用传感器法在检测材料的氧气透过率同时再检测二氧化碳透过率，使用者也需要再额外购买二氧化碳传感器，而且所用气体传感器都是消耗型的，因此检测成本很高。

　　2.标定周期较短。由于使用的气体传感器属于消耗型元件，所以设备标定所得的校正因子并不是长期有效的，需要根据要求进行周期性设备标定，否则测试结果的准确性会受到影响。

　　3.测试环境中气体较多，载气的逆向渗透会影响测试气体(氧气)的正向渗透速率，这种影响无法量化，而且因材料的不同而存在差异。因此传感器法只适用于在事先的约定下(如在某些区域的包装行业)测定试样本身的个体性质，即氧气(或二氧化碳)的透过量，而非用于材料渗透特性参数的检测。