[拼音]：jueyuan cailiao jiedian xingneng ceshi

[外文]：dielectric properties test of insulating material

絕緣材料的介電性能直接關(guān)系這些材料在電工設(shè)備中的應(yīng)用，絕緣材料介電性能測試主要包括絕緣電阻率、相對介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切（見介質(zhì)損耗）及擊穿電場強(qiáng)度等的測試。測試的結(jié)果受很多因素影響，如受環(huán)境條件（溫度、濕度、氣壓等）、測試條件（如施加電壓的頻率、波形、電場強(qiáng)度等）、電極與試樣的制備等的影響。因此，必須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行測試。

絕緣電阻率測試

通常采用三電極系統(tǒng)（圖1）。

可以分別測出體積電阻率ρ_v和表面電阻率ρ_s。對于平板試樣

對于管狀試樣

式中u為施加于試樣的直流電壓，I_v、I_s分別為流過試樣體積和表面的電流，D₁、D₂、g分別為電極的直徑以及電極間的間隙， L、r₁、r₂、d分別為電極長度、試樣的內(nèi)外半徑及厚度。電極材料可用粘貼鋁箔、導(dǎo)電橡皮、真空鍍鋁、膠體石墨等。在特殊情況下，例如測量薄膜的ρ_v、ρ_s，可用二電極系統(tǒng)。

相對介電常數(shù)(ε_r)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。

應(yīng)用三電極時(shí)，對于平板試樣，由于平板電容C_x的計(jì)算公式是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修正為

對于管狀試樣，由于圓柱形電容C_x的計(jì)算公式是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修正為

式中C_x為試樣電容(法)，L為電極長度(米)，D₁為電極直徑(米)，g 為電極間的間隙(米)，d 為試樣厚度(米)，r₁、r₂為試樣的內(nèi)外半徑。

應(yīng)用二電極時(shí)

式中C_x為試樣電容，C_m為測量電容，C₀為試樣的幾何電容，C_e為試樣的邊緣電容，C_g為試樣的對地電容。

介質(zhì)損耗角正切(tan δ)的測定

通過測量試樣的等效參數(shù)經(jīng)計(jì)算求得。也可在儀器上直讀。在工頻、音頻下一般都用電橋法測量，高電壓時(shí)采用西林電橋法（圖2）。

電橋平衡時(shí)

式中C_N為標(biāo)準(zhǔn)電容，C₄為可調(diào)電容，R₄為固定電阻，R₃為可調(diào)電阻。

當(dāng)頻率為幾十千赫到幾百兆赫范圍時(shí)，可用集總參數(shù)的諧振法進(jìn)行測量（圖3）。

使頻率和電感保持恒定，在接入試樣和不接試樣時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使電路諧振。若接試樣時(shí)C＝C_s，不接試樣時(shí)C＝C_ns，則試樣電容的測量結(jié)果是

C_x＝C_ns–C_s

這時(shí)可用變Q值法和變電納法計(jì)算試樣的tan δ_x。在變Q值法中是根據(jù)接入試樣且回路諧振時(shí)的 Q值(Q_i)與不接試樣且回路諧振時(shí)的Q值(Q ₀)的變化來計(jì)算損耗角正切，即

式中C_r是回路的總電容，除諧振電容外，包括試樣的零電容、接線電容等。變電納法是根據(jù)接試樣時(shí)諧振曲線的半功率點(diǎn)的寬度△C₁(圖4)

和不接試樣時(shí)相應(yīng)的寬度△C₀的變化來計(jì)算損耗角正切，即

在這些測試中，選擇電極極為重要。常用的是接觸式電極?？捎谜迟N鋁箔、燒銀、真空鍍鋁等方法制作電極，但后者不能在高頻下使用。低頻測量時(shí)，試樣與電極應(yīng)屏蔽。在高頻下可用測微電極以減小引線影響。在某些特殊場合，可用不接觸電極，例如薄膜介電性能測試和頻率高于30兆赫時(shí)介電性能的測量。

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(E_B)表示

式中u_B為擊穿電壓，d 為試樣的平均厚度。

工頻下?lián)舸╇妶鰪?qiáng)度的試驗(yàn)線路如圖5。

R₀通過調(diào)壓器使電壓從零以一定速率上升，至試樣被擊穿，這時(shí)施加于試樣兩端的電壓為擊穿電壓。測擊穿電場強(qiáng)度時(shí)，電極需照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

擊穿電壓可用靜電電壓表、電壓互感器(見互感器)、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(shí)，需采用電容分壓器。沖擊電壓下的擊穿電場強(qiáng)度測試，一般用沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓施加于試樣，逐級升高沖擊電壓的峰值直至擊穿。沖擊電壓可用50％球隙放電法、也可用阻容分壓器加上脈沖示波器或峰值電壓表測量。

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標(biāo)簽：jueyuan cailiao jiedian xingneng ceshi、絕緣材料介電性能測試

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文章名稱：《絕緣材料介電性能測試》

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