介質損耗角正切的測定

一、介質損失角正切值的性質

介電損耗角正切。表征電介質材料在施加電場后介質損耗大小的物理量，以tgδ表示，δ是介電損耗角。它表征每個周期內介質損耗的能量與其貯存能量之比。高分子材料多系絕緣性好的材料，廣泛的用于電子及電工行業。使用時不希望絕緣材料本身能量損耗大，因而測量出介質損耗因數就能評價材料的介質本身能量損耗。工業上多選用介質損耗因數小的高分子材料作為絕緣材料。通常極性橡膠的tanδ比非極性橡膠的大。它還與試驗采用的頻率、溫度緊密相關。在一定溫度下，只有在某一頻率范圍內，分子偶極取向雖可追隨電場變化，但不完全同步，有部分電能被吸收而發熱，tanδ出現最大值。同樣在一定頻率下，惟有某一溫度區域內tanδ才會出現極大值，當頻率升高時，介質損耗峰移向高溫端。

二、介電常數和介質損耗角正切的測定

干擾介質損耗測試儀HD6000華頂電力

1、介電常數(ε)

絕緣材料在電場作用下產生極化。極間電容量增加，頻率不同，極化也不同。

電容器極板間有電介質存在時的電容量Cx與同樣形狀和尺寸的真空電容量Co之比為介電常數：

ε＝Cx/Co(無單位)

ε──它表示電容器的極板間不是真空而有電解質存在時，電容器的電容增加的倍數。可以看出ε是表征儲藏電能力大小的一個物理量。

2、測量方法

本實驗采用高壓西林電橋法是將被測試樣作為工頻高壓電橋的一個橋臂。根據電橋平衡時的參數，計算試樣的介質損耗角正切值和介電常數。（只做常溫下測量）

西林電橋由Cx、Cs、R3、C4、及R4構成。 不平衡電壓在橋頂A、B之間。通過Fy49型電子管放大器在ABLa型振動式檢流計上能觀察到不平衡電壓。（即檢流計光帶變寬）。調整主輔電橋可使電橋平衡，檢流計光帶收窄。

1）、主電橋由以下各部分組成：

第一臂AC由被測對象Cx組成Zj；

第二臂BC由BR26型標準電容器Cs組成Z2；

第三臂AD由可變的十進位電阻箱R3組成Z3；

第四臂BD由可變的十進位電容箱C4及與它并聯的固定電阻R4組成Z4。

2）、電橋平衡原理

在高壓西林電橋的CD對角線加50赫茲的試驗電壓（通常用1─2千伏），在AB對角線上接平衡指示器IG（檢流計），在上圖中標出了各臂的交流阻抗Z。 當電橋平衡時，電橋對角線頂點A、B的電位數值及相位均應相等。這時IG＝0；電橋平衡時，電橋的相對臂的阻抗乘積相等：Zx×Z4＝Z3×Zs 。在交流電路中以串聯等效線路表示被測的試樣有損電容器。利用電橋平衡條件，可求出tgδ和Cx。

（1）、被測試樣電容值 Cx＝CsR4/R3（微微法）（pf）

（2）、被測試樣介質損耗角tgδ＝ωR4C4

其中：R4＝31832Ω。Cs＝0.0000905(μf),角頻率ω＝2πf f＝50(Hz)

則tgδ＝C4。（可直接從儀器上測出）。(μf)

3、使用方法

1）準備工作

(1)、連接各部件導線，將電橋“ ⊥”和“地”相連接。

(2)、安全設備和接地檢查。

(3)、檢查附近有無電磁場干擾或機械振動影響，應盡量避免。

(4)、將放大器提前15分鐘接通電源，以便穩定工作。

(5)、對試品施加試驗電壓（按部標或國際所規定的專業標準進行）。

2）調節電橋平衡的步驟：

(1)、將檢流計靈敏度調節器放在最低位置，Fy49 型放大器靈敏度指向最大位置（測量過程中放大器靈敏度調節器指最大位置，也可按實際情況決定）。

(2)、R3旋鑰放在31832Ω，C4旋鑰全部指零位置，Ca至中間的SG格處。

(3)、接通整套設備的電源約5分鐘后，方可進行工作。

(4)、將電鍵J1打在對稱1，電鍵J2打在“屏蔽”位置，調節“數值”和“相位”（即輔助裝置部分）旋鈕，使檢流計光帶趨向最窄。

(5)、將電鍵J2打在“橋體”位置，調節R3和Ca使檢流計光帶趨向最窄。

(6)、反復調整使J2在“橋體”及“屏蔽”任一位置檢流計光帶均為最窄， 這時記下Ca值得Ca1。

(7)、將J1打在對稱2位置，重復(4)、(5)、(6)記下Ca2值，則測量的Ca＝(Ca1+Ca2)/2，以后在本次測量時Ca不得變動。

(8)、注意。當電鍵從一位置打到另一個位置， 應將檢流計靈敏度調節器放置在最低位置，以免檢流計損壞。

(9)、正常的電橋零平衡完畢時電橋讀數（供參考）如下：

C4＝0時，Ca為40～60格。R3＝31832Ω±2Ω

3）、實驗記錄與結果處理 ：tgδ＝C4值（從儀器讀取）。