介電性能的測量原理課件

介電性能的測量原理

2021/4/171介電性能的測量原理介電常數(shù)介質(zhì)損耗擊穿電場強度測量方法測試內(nèi)容2021/4/172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.2021/4/173介電常數(shù)

dielectricconstant

定義：

介電常數(shù)，又稱電容率（permittivity

）,是電位移D與電場強度E之比ε=D/E

，其單位為F/m。介電常數(shù)小的電介質(zhì)，其分子為非極性或弱極性結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)大的電介質(zhì)，其分子為極性或強極性結(jié)構(gòu)。

2021/4/174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/V=0s/d電介質(zhì)電容C=Q/V=ros/d相對介電常數(shù)

εr=C/C02021/4/175平行板電容器基本公式2021/4/176Co=Q/V=eoA/dC=eA/der=e/eoDielectric2021/4/177

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。

電介質(zhì)的介電損耗一般用損耗角正切tan

表示，并定義為：介電損耗Dielectricloss定義：2021/4/178

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。

tanδ=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)。2021/4/179tan是頻率的函數(shù)，是電介質(zhì)的自身屬性，與試樣的大小和形狀無關(guān)?？梢院徒殡姵?shù)同時測量，用介質(zhì)損耗儀、電橋、Q表等測量。電導(dǎo)時tan與頻率ω的關(guān)系2021/4/17109、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:37:32PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3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。

2021/4/1712電介質(zhì)在電場作用下具體損耗的能量主要包括：⑴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。⑵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。⑶電離損耗和結(jié)構(gòu)損耗2021/4/1713擊穿電場強度

一般外電場不太強時，電介質(zhì)只被極化，不影響其絕緣性能。當(dāng)其處在很強的外電場中時，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)。外加電場強度超過某一臨界值時，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。2021/4/1714電介質(zhì)擊穿形式分類①熱擊穿②電擊穿③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2021/4/1715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①電橋法②諧振回路法③阻抗矢量法

2021/4/1716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：0.01HZ～150MHZ測量原理：2021/4/1717諧振回路法

依據(jù)諧振回路的諧振特性進行測量的。根據(jù)諧振時角頻率ω與回路的電感、電容之間的特定關(guān)系式，求得Cx和tanδX。測量范圍：40KHZ～200MHZ測量原理：2021/4/1718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，進而獲得網(wǎng)絡(luò)、元件或材料的有關(guān)參數(shù)。測量范圍：0.01HZ～200MHZ測量原理：2021/4/17192021/4/1720

介電性能測試主要內(nèi)容簡介2021/4/1721介電性能測試內(nèi)容主要包括⑴絕緣電阻率⑵相對介電常數(shù)⑶介質(zhì)損耗角正切⑷擊穿電場強度2021/4/1722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ρv和表面電阻率ρs，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2021/4/1723平板試樣2021/4/1724管狀試樣電極材料可用粘貼鋁箔、導(dǎo)電橡皮、真空鍍鋁、膠體石墨等2021/4/1725相對介電常數(shù)（εｒ）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。平板試樣管狀試樣2021/4/1726介質(zhì)損耗角正切（tanδ)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。2021/4/1727西林電橋法電橋平衡時——標(biāo)準(zhǔn)電容——可調(diào)電容——固定電阻——可調(diào)電阻2021/4/1728當(dāng)頻率為幾十千赫到幾百兆赫范圍時，可用集總參數(shù)的諧振法進行測量，如圖所示2021/4/1729擊穿電場強度測定絕緣材料的擊穿電場強度以平均擊穿電場強度表示——擊穿電壓——試樣的平均厚度2021/4/17302021/4/1731

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。

沖擊電壓下的擊穿電場強度測試，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，逐漸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。2021/4/17329、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:37:32PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/31