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(zhì)，通常用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗來表示. 介電常數(shù)是表征電介質(zhì)的最基本的參量，是衡量電介質(zhì)在電場下的極化行為或儲存電荷能力的參數(shù)。電介質(zhì)電容、介電常數(shù)真空電容 C0=Q0 0/V=0 0s/d電介質(zhì)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(zhì)的介電損耗是指電介質(zhì)在單位時間內(nèi)每單位體積中將電能轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)量的指標(biāo)之一。介電損耗愈小，絕緣材料的質(zhì)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(zhì)電容；R為損耗電阻)。 ，是電介質(zhì)的自身屬性，可以和介電常數(shù)同時測量，用介質(zhì)損耗儀、電橋、Q表等測量電導(dǎo)時介電損耗的形式介電損耗的形式電介質(zhì)在電場作用下，內(nèi)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(zhì)在交變電壓作用下引起介質(zhì)損耗的主要來源；（3）漏電電流：由介質(zhì)電導(dǎo)引起，與自由電荷有關(guān)，使介質(zhì)產(chǎn)生電導(dǎo)損耗。

3、 電介質(zhì)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(zhì)極化的建立引起了電流，此電流與極化松弛等有關(guān)，引起的損耗稱為極化損耗。電導(dǎo)損耗：在電場作用下，導(dǎo)電載流子做定向漂移，形成傳導(dǎo)電流，電流大小由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，這部分傳導(dǎo)電流以熱的形式消耗掉，稱之為電導(dǎo)損耗。電離損耗和結(jié)構(gòu)損耗擊穿電場強(qiáng)度 一般外電場不太強(qiáng)時，電介質(zhì)只被極化，不影響其絕緣性能。 當(dāng)其處在很強(qiáng)的外電場中時，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷中心被拉開，甚至脫離約束而成為自由電荷，電介質(zhì)變?yōu)閷?dǎo)電材料。當(dāng)施加在電介質(zhì)上的電壓增大到一定值時，使電介質(zhì)失去絕緣性的現(xiàn)象稱為擊穿(breakdown)。 外加電場強(qiáng)度超過某一臨界值時，介

4、質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。電介質(zhì)擊穿形式分類熱擊穿電擊穿電化學(xué)擊穿不均勻介質(zhì)中的電壓分配內(nèi)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(zhì)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(jìn)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(guān)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(fù)阻抗的，進(jìn)而獲得網(wǎng)絡(luò)、元件或材料的有關(guān)參數(shù)。測量范圍：0.

5、01HZ200MHZ測量原理： 介電性能測試主要內(nèi)容 簡介介電性能測試內(nèi)容主要包括絕緣電阻率相對介電常數(shù)介質(zhì)損耗角正切擊穿電場強(qiáng)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(dǎo)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)電容4C可調(diào)電容4R固定電阻3R可調(diào)電阻當(dāng)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(jìn)行測量，如圖所示擊穿電場強(qiáng)度測定絕緣材料的擊穿電場強(qiáng)度以平均擊穿電場強(qiáng)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