介電性能的測量原理

1、介電性能定義： 介電性能是指在電場作用下,表現(xiàn)出對靜電能的儲蓄和損耗的性質，通常用介電常數(shù)和介質損耗來表示. 介電常數(shù)是表征電介質的最基本的參量，是衡量電介質在電場下的極化行為或儲存電荷能力的參數(shù)。電介質電容、介電常數(shù)真空電容 C0=Q0 0/V=0 0s/d電介質電容 C=Q/V=r ro os/d相對介電常數(shù) r r = C/C0 0 平行板電容器平行板電容器基本公式Co = Q/V = oA/dC = A/d r= / oDiDielectrielectric c 介質的介電損耗是指電介質在單位時間內每單位體積中將電能轉換為熱能而損耗的能量。 介電損耗介電損耗 Dielectric lo

2、ss 定義：tan介質損耗的功率（即有功功率）無功功率 同時，介電損耗也是表示絕緣材料（如絕緣油料）質量的指標之一。介電損耗愈小，絕緣材料的質量愈好，絕緣性能也愈好。 tan=1/WCR(式中W為交變電場的角頻率；C為介質電容；R為損耗電阻)。 ，是電介質的自身屬性，可以和介電常數(shù)同時測量，用介質損耗儀、電橋、Q表等測量電導時介電損耗的形式介電損耗的形式電介質在電場作用下，內部通過的電流包括：（1）電容電流：由樣品的幾何電容充電引起電流（位移電流）；（2）吸收電流：由松弛極化引起，是介質在交變電壓作用下引起介質損耗的主要來源；（3）漏電電流：由介質電導引起，與自由電荷有關，使介質產(chǎn)生電導損耗。

3、 電介質在電場作用下具體損耗的能量主要包括：極化損耗：在外電場中各種介質極化的建立引起了電流，此電流與極化松弛等有關，引起的損耗稱為極化損耗。電導損耗：在電場作用下，導電載流子做定向漂移，形成傳導電流，電流大小由介質本身性質決定，這部分傳導電流以熱的形式消耗掉，稱之為電導損耗。電離損耗和結構損耗擊穿電場強度 一般外電場不太強時，電介質只被極化，不影響其絕緣性能。 當其處在很強的外電場中時，電介質分子的正負電荷中心被拉開，甚至脫離約束而成為自由電荷，電介質變?yōu)閷щ姴牧稀．斒┘釉陔娊橘|上的電壓增大到一定值時，使電介質失去絕緣性的現(xiàn)象稱為擊穿(breakdown)。 外加電場強度超過某一臨界值時，介

4、質由介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)的現(xiàn)象。電介質擊穿形式分類熱擊穿電擊穿電化學擊穿不均勻介質中的電壓分配內電離表面放電和邊緣擊穿介電性能的測量方法依據(jù)所測量的基本原理可分為三大類電橋法諧振回路法阻抗矢量法 電橋法根據(jù)電橋平衡時兩對邊阻抗乘積相等，從而來確定被測電容器或介質材料試樣的CX和tanX。測量范圍：0.01HZ150MHZ測量原理：諧振回路法 依據(jù)諧振回路的諧振特性進行測量的。根據(jù)諧振時角頻率與回路的電感、電容之間的特定關系式，求得Cx和tanX。測量范圍：40KHZ200MHZ測量原理：阻抗矢量法 通過矢量電壓一電流的比值的測量來確定復阻抗的，進而獲得網(wǎng)絡、元件或材料的有關參數(shù)。測量范圍：0.

5、01HZ200MHZ測量原理： 介電性能測試主要內容 簡介介電性能測試內容主要包括絕緣電阻率相對介電常數(shù)介質損耗角正切擊穿電場強度絕緣電阻率測試 絕緣電阻率測試通常采用三電極系統(tǒng)，可以分別測出試樣的體積電阻率v和表面電阻率s，測量電路圖如下圖所示。體積電阻率測試線路圖表面電阻測量線路圖平板試樣21vu=4vDgId21u2lnsSDID管狀試樣v2v1u 2=lnLgrIr22usSrIg電極材料可用粘貼鋁箔、導電橡皮、真空鍍鋁、膠體石墨等相對介電常數(shù)（）測試 相對介電常數(shù)通常是通過測量試樣與電極組成的電容、試樣厚度和電極尺寸求得。平板試樣12x210.144 10rdCD管狀試樣21122x

6、01ln110.018 10ln2xrrrCrCLLr 介質損耗角正切（tan)的測定 通過測量試樣的等效參數(shù)經(jīng)計算求得，也可在儀器上直接讀取。 工頻、音頻下一般都采用電橋法測量，高電壓時采用西林電橋法。西林電橋法電橋平衡時44tanC R244331 tanxNNRRCCCRRNC標準電容4C可調電容4R固定電阻3R可調電阻當頻率為幾十千赫到幾百兆赫范圍時，可用集總參數(shù)的諧振法進行測量，如圖所示擊穿電場強度測定絕緣材料的擊穿電場強度以平均擊穿電場強度 表示uBBEdBEuB擊穿電壓d試樣的平均厚度 擊穿電壓可用靜電電壓表、電壓互感器、放電球隙等儀器并聯(lián)于試樣兩端直接測出。擊穿電壓很高時，需采用電容分壓器。 沖