電容相對介電常數(shù)及損耗因數(shù)的測量-展示頁
2025-05-10 06:17本頁面
【正文】 與不接試品，回路 Q值不同，接試品時 Q小 1)不接試品時 2)接試品時 3)試品損耗因數(shù)為 0001 ta nrGQC? ???01 ta n ()Pii P iGGQ C C? ? ??? ?001 1 1ta n ( ) ( )P r rx P i i P i PG G C CC Q C C Q Q C? ??? ? ? ? ?電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 23頁 Q表 電源： 頻率和幅值都可變的高頻正弦電壓發(fā)生器，頻率：幾十 kHz~幾百 MHz；電壓：幾 V。 電橋的四個橋臂都是由電阻電容組成的電橋 （最常用） 。 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 9頁 濕度 水的 εr很大（ 81），同時水分滲入會起增塑作用，使極化更容易形成，也使得 εr明顯增大 ，在加上水的電導也比較大， tanδ也明顯增大 。 tanδ： 溫度 較低 時，在 εr變化時出現(xiàn)最大值 ，而在溫度 很高 時，由于電導產(chǎn)生的介質(zhì)損耗占主要地位，介質(zhì)損耗就和電導一樣隨溫度上升而 指數(shù)式增長 。 – tanδ： 主要由偶極子極化、夾層極化造成。電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 1頁 21 概述 22 電橋法測量 Cx及 tanδ 23 諧振法測量 Cx及 tanδ 24 測量誤差及其消除方法 25 介電譜的測量 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 2頁 對相對介電常數(shù) εr的要求 1）儲能元件 ?大 ，使單位體積中儲存的能量大 2）一般電工設備 ?小 ，減小流過的電容電流 對介質(zhì)損耗因數(shù) tanδ(介質(zhì)損耗角正切 )的要求 1）一般電工設備中用的電介質(zhì)和絕緣體 ?小 ，否則易消耗浪費電能，使介質(zhì)發(fā)熱，容易造成老化或損壞 2）特殊要求利用介質(zhì)發(fā)熱 ?大 測量目的： 1）檢驗評定電工設備、元件的性能，選擇合適的絕緣材料 2）通過測量，來判斷絕緣系統(tǒng)中的含濕量、老化程度等 3）測量其頻率譜和溫度譜，可作為研究電介質(zhì)和絕緣材料物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一種手段 21 概述 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 3頁 相對介電常數(shù) εr 定義： 在同一電極結(jié)構(gòu)中，電極周圍充滿介質(zhì)時的電容 Cx與周圍是真空 時的電容 C0(幾何電容 )之比 若為平行板電極 A— 電極面積 (m2)， t—— 電極間距離 (m)， ε0— 1012(F/m) εr是測量電容 Cx及與電極、試品有關(guān)的尺寸 0xr CC? ?00 AC t??0 .0 3 6 xrtCA?? ?電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 4頁 損耗因數(shù) tanδ 定義： 試品在施加電壓時所消耗的有功功率 與無功功率的比值，即 介質(zhì)損耗角 δ的正切 tanδ 介質(zhì)無損耗時，電流與電壓相位差為 90o 介質(zhì)有損耗時，電流于電壓相位差為 90oδ 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 5頁 電路分析法計算 tanδ 并聯(lián) 串聯(lián) 說明： 并聯(lián)等效阻抗能切實反映絕緣體中有泄漏電流的事實 Cx=Cp ，當 tanδ， Cx=Cp ≈Cs，誤差不超過 1% 介質(zhì)損耗很微小，不能用普通的功率表測量，將試品視為等效阻抗，測得 計算 tanδ 1t a n rrc c P PP u IP u I C R? ?? ? ? t a n rr ssccP u I CRP u I??? ? ?1t a nssPPCRCR????? 21 ta nsp CC ?? ? 21(1 )t a nPsRR???1ssPP CRCR ?? 或電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 6頁 影響相對介電常數(shù)與損耗因數(shù)的因素 電壓幅值 – 一般情況與施加電壓的幅值無關(guān) – 若有夾層極化，高場強將使其增大 – 若絕緣體中有氣泡，在電壓超過起始放電電壓后，測得的值增大 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 7頁 頻率 – 極化需要一定時間，若這時間比交變電場的周期長的多，這種極化就來不及完成。頻率低時 ，各種極化都存在， εr大， 頻率高時 ，夾層極化、偶極子極化來不及完成，只剩下電子極化、原子極化， εr減小。頻率高 ，無極化故無損耗； 頻率低 ，極化完全跟的上電場變化而無滯后，相位差為90o，也無損耗；只在極化有滯后時出現(xiàn)介質(zhì)損耗， εr 變化時， tanδ 出現(xiàn)最大值 電容 (相對介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測量 第 8頁 溫度 εr: 溫度升高 會使分子間的束縛力減小，極化容易形成，因而介電常數(shù) 增
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