电容器薄膜材料工频介电常数测量仪

一、电桥的特点；

桥体内附电位跟踪器及指零仪，外围接线及少。

电桥采用接触电阻小，机械寿命长的十进开关，保证测量的稳定性

仪器具有双屏蔽，能有效防止外部电磁场的干扰。

仪器内部电阻及电容元件经特殊老化处理，使仪器技术性能稳定可靠。

内附高压电源精度3%

内附标准电容损耗﹤0.00005，名义值100pF

二、电桥简介：

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。主要可以测量电容器、互感器、变压器、绝缘纸、电容器薄膜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），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，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）。
▲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。

电容器薄膜材料工频介电常数测量仪

三、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=100 pF R4=3183.2（Ω）时。

测量项目 测量范围 测量误差。

电容量Cx 40pF—20000pF ±0.5% Cx±2pF。

介损损耗tgδ  0-1   ±1.5% tgδx±0.0001。

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）时。

测量项目 测量范围 测量误差。

电容量Cx 4pF—2000pF ±0.5% Cx±3pF。

介损损耗tgδ  0-0.1 ±1.5% tgδx±0.0001。

2-2电桥测量灵敏度

电桥在使用过程中，灵敏度直接影响电桥平稳衡的分辨程度，为保证测量准确度，希望电桥灵敏度达到一定的水平。通常情况下电桥灵敏度与测量电压，标准电容量成正比。

在下面的计算公式中，用户可根据实际情况估算出电桥灵敏度水平，在这个水平上的电容与介质损耗因数的微小变化都能够反应出来。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx);

式中: U 为测量电压 伏特 (V);

ω为角频率2πf=314(50Hz);

Cn标准电容器容量 法拉(F);

Ig通用指零仪的电流5×10-10 安培(A);

Rg平衡指零仪内阻约1500 欧姆(Ω);

R4桥臂R4阻值3183 欧姆(Ω);

Cx被测试品电容值 法拉(pF);

2-3工作电压说明

在使用中，本电桥顶A，B对V点的电压高不超过11V，R3桥臂各盘的电流不超过下列规定：

10×1kΩ 1max≤15mA;

10×100Ω 1max≤120mA;

10×10Ω l max≤150mA;

用户在使用前应注意以上的问题。如不清楚，可根据实验电压及标准电容量，按以下公式来计算出大概的工作电流。

I=ω V C

2-4辅桥的技术特性：

不失真跟踪电压0～11V（有效值）

2-5指零装置的技术特性：

在50Hz时电压灵敏度不低于1×10-6V/格

电流灵敏度不低于2×10-9 A/格

二次谐波 减不小于25dB

三次谐波 减不小于50dB

3-2计算公式

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

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

当R4=10K/π

tgδ=C4     

当R4=1K/π

tgδ=0.1C4  

我们采取相对固定R4电阻，分别调节R3和C4使桥跟平衡，从而测得试品的电容值Cx和介质损耗tg。本电桥为了直读出损耗值，取电阻R4的阻值为角频率（f=50Hz）若干倍。

3-3 公式说明

.频率对介质损耗正公式：

本电桥额定的工作频率f=50Hz，在实际工作频率偏离额定频率时可用修正式进行修正：

tg=f^’·tgδ / f

式中：f    为额定工作频率（f=50Hz）

f’   为实际工作频率

tgδ  电桥测得损耗值

tgδ  为被测试品介质损耗角正切的实际值

四、安全操作规程

●本仪器必须有专人负责保管，使用，非专职操作者应在使用前了解和熟悉本说明书，以免造成不必要的损失和事故。

●每次使用前应仔细检查接地线是否完好，确保以后方可通电使用。

●接通电源前应将灵敏度开关调到低位置。

●测量试品前应先对试品进行高压试验，证明在电桥工作电压下无噪声，电离等现象出现，然后才能进行测试。

●对试品施加高压时缓慢升高，不可以加突变电压。

●测试时操作人员必须集中思想，工作前做好一切准备工作，测试地点周围应有明显的标记或金属屏蔽围成高压危险区，以防止非操作人员闯入。

●在测量过程中，如有放电管发光时，则必须及时切断电源，仔细检查接线及试品都无击穿，待检查排除故障后，再进行高压测量工作。

五、装置成套性

绝缘油介损测量电极（油杯）

1）概述

绝缘油介损测量电极（俗称：油杯）是用于对各种电缆油，变压器油，电容器油等液体绝缘材料的介质损耗因数（tgδ），相对介电常数（εr）和直流电阻率（ρ）的精密测量。RY1型绝缘油介损测量电极在原理和结构上参考了IEC标准，与在我国广泛应用的瑞士Tettex2930性能指标一样。

本产品是一种带有屏蔽保护极，极间距离为2mm圆柱形空气电容器。它能有效地压抑和消除杂散电容影响，提高测量精度。与我公司生产的YG122液体电极控温仪配合使用时还能十分方便地没量在规定温度（室温～180℃范围内）的介质损耗因数和介电常数。

2）主要技术指标

（1）两极空间距离2mm；

（2）空杯电容量60±5p；

（3）测量电压 工频2000V；

（4）空杯tgδ ≤5*10-5；

（5）液体容量 约40cm3；

（6）电极材料 不锈钢；

（7）体积240mm（直径）*220mm（高）；

（8）重量 约10kg；

六、安全操作规程

1. 本仪器必须有专人负责保管，使用，非专职操作者应在使用前了解和熟悉本说明书，以免造成不必要的损失和事故。

2. 每次使用前应仔细检查接地线是否完好，确保以后方可通电使用。

3. 接通电源前应将灵敏度开关调到低位置。

4. 测量试品前应先对试品进行高压试验，证明在电桥工作电压下无噪声，电离等现象出现，然后才能进行测试（若试品己做过高压试验，该项可不必每次测量都做）。

5. 对试品施加高压时缓慢升高，不可以加突变电压。

6. 测试时操作人员必须集中思想，工作前做好一切准备工作，测试地点周围应有明显的标记或金属屏蔽围成高压危险区，以防止非操作人员闯入。

7. 在测量过程中，如有放电管发光时，则必须及时切断电源，仔细检查接线及试品都无击穿，待检查排除故障后，再进行高压测量工作。

自动跟踪器由电子元器件组成。它在桥顶B处取一输入电压，通过放大后，在内屏蔽（S）产生一个与B电位相等的电压。当电桥在平衡时，A,B,S三点电位必然相等，从而达到自动跟踪的目的。本电桥在平衡过程中，辅桥采用自动电位跟踪，在主桥平衡过程的同时，辅桥也自动跟踪始终处于平衡的状态，用户只要对主桥平衡进行操作就能得到可靠的所需数据。同时也有效的抑制了电压波动对平衡所带来的影响。在指零部分，采用了指针式电表指示，视觉直观，分辨清楚，克服了以往振动式检流计的缺点。

七、相关介绍

介电常数又称电容率或相对电容率，是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。 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场与终介质中电场比值即为介电常数。其表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力，例如一个电容板中充入介电常数为ε的物质后可使其电容变大ε倍。介电常数愈小绝缘性愈好。如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。    

介电常数还用来表示介质的极化程度，宏观的介电常数的大小，反应了微观的极化现象的强弱。气体电介质的极化现象比较弱，各种气体的相对介电常数都接近1，液体、固体的介电常数则各不相同，而且介电常数还与温度、电源频率有关。一些物质介电常数具有复数形式，其实部即为介电常数，虚数部分常称为耗散因数。通常将耗散因数与介电常数之比称作耗散角正切，其可表示材料与微波的耦合能力，耗散角正切值越大，材料与微波的耦合能力就越强。例如当电磁波穿过电解质时，波的速度被减小，波长也变短了。介电常数介质损耗测试仪适用于科研单学、学校、工厂等单位对无机非金属新材料性能的应用研究。