概述

在絕緣材料評(píng)估、高壓電氣設(shè)備檢測(cè)相關(guān)工作當(dāng)中，電容率（相對(duì)介電常數(shù) ε）與介質(zhì)損耗角正切 tgδ，是用來(lái)評(píng)判電介質(zhì)材料電學(xué)表現(xiàn)的兩個(gè)重要物理量。當(dāng)絕緣材料處在交變電場(chǎng)環(huán)境下，一部分電場(chǎng)能量會(huì)被材料儲(chǔ)存，另一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，電容率反映材料儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的能力，介質(zhì)損耗角正切體現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化發(fā)熱的占比情況。材料配方變化、環(huán)境溫濕度改變、長(zhǎng)期運(yùn)行帶來(lái)的老化、內(nèi)部混入雜質(zhì)，都會(huì)引起這兩項(xiàng)參數(shù)出現(xiàn)波動(dòng)，所以開展介電參數(shù)測(cè)試，成為材料研發(fā)、樣品檢驗(yàn)、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估工作里的環(huán)節(jié)。

電橋電容率介電常數(shù)測(cè)試儀 BQS?13 屬于自動(dòng)高壓介損電橋，面向?qū)嶒?yàn)室場(chǎng)景開發(fā)，在原有傳統(tǒng)電橋測(cè)量架構(gòu)基礎(chǔ)上做出調(diào)整，引入變頻電源技術(shù)，結(jié)合單片機(jī)與現(xiàn)代電子電路完成自動(dòng)頻率變換、模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)運(yùn)算處理流程。儀器可以完成電容量 Cx、介質(zhì)損耗 tgδ、相對(duì)介電常數(shù) ε 的直接讀取，可用于電力相關(guān)設(shè)備以及各類絕緣試樣的介電參數(shù)測(cè)試工作，測(cè)試過程遵循 GB5654、GB1409、GBT1693 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給出的測(cè)試條件要求。

傳統(tǒng)介損電橋在實(shí)際使用過程會(huì)遇到不少現(xiàn)實(shí)問題。老式手動(dòng)電橋需要操作人員反復(fù)調(diào)節(jié)電橋臂實(shí)現(xiàn)電橋平衡，人為操作環(huán)節(jié)多，測(cè)試過程消耗時(shí)間，操作人員的操作習(xí)慣會(huì)對(duì)讀數(shù)結(jié)果帶來(lái)影響。部分儀器面對(duì)環(huán)境里的電磁耦合干擾信號(hào)，采集信號(hào)會(huì)發(fā)生偏移，測(cè)試數(shù)據(jù)前后復(fù)現(xiàn)效果不佳。部分設(shè)備的測(cè)試電壓檔位少，電容量測(cè)量區(qū)間覆蓋有限，面對(duì)不同尺寸、不同類型試樣，需要更換配套配件才能繼續(xù)開展測(cè)試。BQS?13 的電路與控制設(shè)計(jì)，針對(duì)上述現(xiàn)實(shí)使用問題做對(duì)應(yīng)處理，把信號(hào)采集、數(shù)據(jù)換算流程交由儀器內(nèi)部硬件與程序完成，減少人為介入的步驟，適配實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的檢測(cè)作業(yè)流程。

介電參數(shù)測(cè)試基礎(chǔ)概念

開展儀器應(yīng)用之前，需要理清幾個(gè)基礎(chǔ)物理概念，方便理解儀器輸出數(shù)據(jù)代表的含義。相對(duì)介電常數(shù)，也常被稱作電容率，當(dāng)兩塊平行電極之間填充待測(cè)電介質(zhì)，電極系統(tǒng)的電容與電極之間為真空狀態(tài)下的電容二者比值，就是該材料的相對(duì)介電常數(shù)，該數(shù)值和材料分子極化特性相關(guān)，受測(cè)試頻率、溫度、試樣內(nèi)部含水率帶來(lái)影響抖音百科。

介質(zhì)損耗角正切 tgδ，用來(lái)描述交變電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能量損耗的程度。交變電場(chǎng)作用于電介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)內(nèi)部偶極子發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)、內(nèi)部微弱離子遷移，會(huì)有一部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃酷尫懦鰜?lái)。損耗角正切就是損耗電流分量與容性電流分量之間的比值。當(dāng)材料出現(xiàn)受潮、老化、內(nèi)部存在孔隙雜質(zhì)的情況，tgδ 測(cè)量數(shù)值會(huì)出現(xiàn)上升變化，所以工程上會(huì)借助該參數(shù)變化觀察絕緣介質(zhì)狀態(tài)改變。

電容量 Cx 是儀器同步輸出的測(cè)量數(shù)值，被測(cè)樣品接入電極回路之后形成等效電容，儀器測(cè)得該電容數(shù)值，結(jié)合試樣幾何尺寸（試樣厚度、電極有效面積），儀器內(nèi)部程序換算輸出相對(duì)介電常數(shù)。如果測(cè)試對(duì)象是成型高壓電氣設(shè)備，直接讀取 Cx 和 tgδ 即可，不需要換算介電常數(shù)。

工頻 50Hz 是電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的常見工作頻率，在該頻率條件獲取的介電參數(shù)，可以對(duì)應(yīng)設(shè)備實(shí)際服役工況下的電學(xué)表現(xiàn)。除 50Hz 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試點(diǎn)以外，儀器支持 40?70Hz 區(qū)間變頻模式，用來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境中存在工頻干擾信號(hào)的場(chǎng)景，通過頻率偏移方式降低外部電磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量回路帶來(lái)的影響，改善測(cè)量信號(hào)的穩(wěn)定性。

BQS?13 儀器工作流程

BQS?13電橋電容率介電常數(shù)測(cè)試儀依托變頻電源模塊、信號(hào)采集單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)運(yùn)算單元、顯示輸出單元共同完成整套測(cè)量流程。整套工作可以劃分為電壓輸出、信號(hào)采集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)運(yùn)算、結(jié)果輸出幾個(gè)階段。

電壓輸出。儀器內(nèi)部電源模塊，按照用戶界面設(shè)定的參數(shù)輸出交流測(cè)試高壓，支持 50Hz 標(biāo)準(zhǔn)工頻輸出，也可在 40?70Hz 區(qū)間選擇其他工作頻率，測(cè)試電壓輸出范圍到 10kV，電壓輸出可以按照 1V 步長(zhǎng)做調(diào)節(jié)。儀器提供內(nèi)施高壓、外施高壓兩種工作選擇，用戶根據(jù)被測(cè)樣品類型、測(cè)試接線方案選定模式。內(nèi)施高壓模式代表高壓源集成在儀器機(jī)身內(nèi)部；外施高壓模式則搭配外部高壓裝置完成升壓工作，儀器負(fù)責(zé)信號(hào)采集處理。

第二階段是信號(hào)采集。被測(cè)試樣接入測(cè)量回路，在交流測(cè)試電壓作用之下產(chǎn)生電流信號(hào)。儀器內(nèi)部采集單元同步拾取回路電壓信號(hào)、電流信號(hào)，記錄兩組信號(hào)幅值以及相位關(guān)系。環(huán)境當(dāng)中會(huì)分布各類電磁耦合噪聲，變頻抗干擾機(jī)制在此階段發(fā)揮作用，選取合適工作頻率，規(guī)避環(huán)境中占比較高的干擾頻率分量，降低噪聲混入測(cè)量信號(hào)的程度。儀器輸入電流 5A，適配不同阻抗被測(cè)對(duì)象帶來(lái)的電流變化范圍。

第三階段為模數(shù)轉(zhuǎn)換。采集得到的電壓、電流都屬于模擬信號(hào)，模擬信號(hào)送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再傳輸至單片機(jī)處理單元。模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的性能會(huì)影響微小信號(hào)捕捉能力，也是儀器可以實(shí)現(xiàn)小分辨率讀數(shù)的硬件基礎(chǔ)。

第四階段開展數(shù)據(jù)運(yùn)算。單片機(jī)讀取數(shù)字化之后的電壓、電流數(shù)據(jù)，運(yùn)行內(nèi)置算法，完成電橋相關(guān)運(yùn)算，完成必要的補(bǔ)償計(jì)算，扣除部分回路固有參數(shù)帶來(lái)的影響，計(jì)算得出 Cx、tgδ 數(shù)值。如果用戶輸入試樣厚度、電極面積尺寸，程序代入計(jì)算公式，進(jìn)一步輸出相對(duì)介電常數(shù) ε 的對(duì)應(yīng)數(shù)值。

第五階段為結(jié)果輸出。運(yùn)算完成的各項(xiàng)數(shù)值直接展示在儀器顯示屏。儀器屏幕同步顯示測(cè)試工況參數(shù)，包含測(cè)試頻率、測(cè)試電壓、工作模式，同時(shí)展示部分中間過程量。儀器設(shè)置 RS232 計(jì)算機(jī)接口，測(cè)量數(shù)據(jù)可以向外傳輸，搭配配套軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。儀器面板還設(shè)置存儲(chǔ)、打印、數(shù)據(jù)上傳、退出操作按鍵，滿足本地保存與輸出的需要。

整套流程啟動(dòng)之后，多數(shù)步驟由儀器自動(dòng)執(zhí)行，操作人員主要完成接線、設(shè)置測(cè)試條件、安放試樣，不需要手動(dòng)調(diào)節(jié)電橋平衡電位器，減少人工干預(yù)帶來(lái)的變量。

儀器主要功能特點(diǎn)

1、變頻抗干擾設(shè)計(jì)

測(cè)量環(huán)境當(dāng)中，周邊其他電氣設(shè)備運(yùn)行會(huì)向外釋放交變電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)耦合到測(cè)量引線與試樣，會(huì)疊加額外電流信號(hào)，造成測(cè)量結(jié)果發(fā)生偏移。BQS?13 設(shè)置 40?70Hz 變頻工作區(qū)間，當(dāng) 50Hz 工況下外部干擾較強(qiáng)，用戶可以切換工作頻率，避開環(huán)境干擾信號(hào)主頻，以此降低干擾帶來(lái)的影響。儀器輸入電流 5A，可以承受回路出現(xiàn)的較大電流輸入，維持信號(hào)采集鏈路正常工作。

2、多檔位測(cè)量模式，覆蓋較寬電容量區(qū)間

儀器區(qū)分內(nèi)施高壓、外施高壓兩套測(cè)量量程，不同電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)不同電容量測(cè)量區(qū)間。內(nèi)施高壓適合搭配儀器自帶高壓源開展測(cè)試；外施高壓模式，外接高壓發(fā)生設(shè)備，用于部分特殊樣品測(cè)試。當(dāng)用戶需要開展幾千安培工況條件高壓電器介損測(cè)試，可以外接量程擴(kuò)展器，拓展儀器的測(cè)量適配范圍。

3、讀數(shù)分辨率表現(xiàn)

儀器電容量分辨率 0.001pF，輸出 4 位有效數(shù)字，對(duì)于小電容試樣，能夠識(shí)別電容數(shù)值的小幅改變。介質(zhì)損耗 tgδ 設(shè)置 0.000001 的分辨率，便于捕捉介質(zhì)損耗出現(xiàn)的小幅變化，適合材料對(duì)比類測(cè)試工作。Cx、tgδ、ε 三項(xiàng)參數(shù)直接屏幕顯示，不用操作人員手工代入公式計(jì)算。

4、內(nèi)置高壓輸出，電壓精細(xì)可調(diào)

儀器機(jī)身內(nèi)置10kV 測(cè)試高壓輸出，電壓調(diào)節(jié)步長(zhǎng) 1V。做對(duì)比試驗(yàn)的時(shí)候，可以設(shè)置多組不同測(cè)試電壓，觀察同一試樣在不同電壓條件下介電參數(shù)變化趨勢(shì)。儀器界面顯示高壓工作狀態(tài)提示，高壓回路設(shè)置安全邏輯，界面提示高壓開閉狀態(tài)，引導(dǎo)操作人員留意高壓操作風(fēng)險(xiǎn)。

5、數(shù)據(jù)交互能力

儀器配置標(biāo)準(zhǔn) RS232 計(jì)算機(jī)接口，可連接外部計(jì)算機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)向外傳輸。借助配套軟件，實(shí)現(xiàn)批量測(cè)試數(shù)據(jù)保存，用于后續(xù)整理歸檔。儀器本地面板自帶存儲(chǔ)、打印功能，不連接計(jì)算機(jī)的條件下，也可以完成數(shù)據(jù)保存輸出。

6、機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式

儀器采用 8U 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱結(jié)構(gòu)，8U 機(jī)箱屬于工業(yè)儀器通用規(guī)格，可以放置在工作臺(tái)，也可以安裝到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備機(jī)柜。整機(jī)重量 25kg，便于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部移位搬運(yùn)。

儀器完整技術(shù)性能參數(shù)

技術(shù)指標(biāo) (Cx, tgδ, ε 直接顯示):

準(zhǔn)確度: Cx: ±(讀數(shù) × 0.5 %+0.5 pF)

tgδ: ±(讀數(shù) ×0.5%+0.00005) 分辨率 0.000001

ε: ±0.5%

抗干擾指標(biāo)：變頻抗干擾 (40?70Hz), 輸入電流 5A

內(nèi)置 10KV 測(cè)試電壓輸出，可調(diào)分辨率 1V

電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF~60000pF/10kV 60pF~1μF/0.5kV 外施高壓：3pF~1.5μF/10kV 60pF~30μF/0.5kV

外接量程擴(kuò)展器時(shí)可以測(cè)試幾千安培下高壓電器的介損值

分辨率： 0.001pF,4 位有效數(shù)字

計(jì)算機(jī)接口：標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口

外形尺寸：8U 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱 儀器重量：25kg

對(duì)應(yīng)相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明

BQS?13介電常數(shù)測(cè)試儀在硬件指標(biāo)、測(cè)量模式方面，對(duì)應(yīng) GB5654、GB1409、GBT1693 幾份標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)測(cè)試要求。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣材料介電性能測(cè)試的測(cè)試條件、試樣處理、測(cè)量方法、記錄內(nèi)容做出說(shuō)明。

GB5654 針對(duì)液體絕緣材料工頻條件下電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試給出方法規(guī)范，規(guī)定測(cè)試電壓、環(huán)境條件、接線方式等內(nèi)容，儀器內(nèi)置高壓輸出、工頻測(cè)量模式，可用于液體絕緣油類樣品的介電參數(shù)測(cè)試。

GB1409 給出固體絕緣材料在不同頻率條件下電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量方法，覆蓋固體板材、薄膜、陶瓷等各類固體電介質(zhì)，對(duì)電極結(jié)構(gòu)、試樣尺寸校正、誤差來(lái)源分析給出描述，儀器輸出的準(zhǔn)確度指標(biāo)，和標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測(cè)量設(shè)備的要求可以對(duì)應(yīng)。

GBT1693 為硫化橡膠類絕緣材料的介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定橡膠試樣的制樣要求，電橋法測(cè)量的操作要點(diǎn)，BQS?13 電橋模式可以適配該標(biāo)準(zhǔn)下試樣的檢測(cè)工作。

需要注意，標(biāo)準(zhǔn)文件除儀器設(shè)備要求以外，還包含試樣制備、環(huán)境溫濕度控制、電極選型、接地屏蔽等配套條件。想要得到穩(wěn)定可靠的測(cè)試記錄，除儀器本身之外，試樣處理、環(huán)境條件、屏蔽接地、引線布置同樣會(huì)對(duì)最終讀數(shù)帶來(lái)影響，實(shí)際測(cè)試過程需要完整遵循標(biāo)準(zhǔn)文本全部條款。

常見測(cè)試對(duì)象與應(yīng)用場(chǎng)景

1、高壓電力設(shè)備檢測(cè)

變壓器、互感器、套管、電容器、避雷器這類電力設(shè)備，內(nèi)部大量使用各類絕緣介質(zhì)，包含絕緣紙、絕緣油、環(huán)氧樹脂、陶瓷絕緣件等。設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中，絕緣介質(zhì)會(huì)受到電場(chǎng)、溫度、水汽的持續(xù)作用，材料屬性會(huì)逐步發(fā)生改變。開展介損測(cè)試，可以記錄設(shè)備絕緣部分的 Cx、tgδ 數(shù)據(jù)，把多次測(cè)量記錄做橫向?qū)Ρ?，觀察參數(shù)變化趨勢(shì)，為設(shè)備狀態(tài)評(píng)估提供參考素材。測(cè)試可以在實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)試驗(yàn)，也可用于樣品送檢類檢測(cè)工作。

2、絕緣材料樣品測(cè)試

各類固體絕緣材料，比如絕緣橡膠、工程塑料、環(huán)氧澆注件、絕緣紙板、陶瓷介質(zhì)、高分子薄膜，還有變壓器油這類液態(tài)絕緣介質(zhì)，都可以作為被測(cè)對(duì)象。在材料配方研究階段，研究人員會(huì)制備多組不同配比試樣，使用儀器獲取各組樣品電容率、介質(zhì)損耗數(shù)據(jù)，對(duì)比配方改動(dòng)帶來(lái)的介電性能變化。在來(lái)料檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)進(jìn)廠原材料抽樣測(cè)試，核對(duì)材料介電參數(shù)是否滿足項(xiàng)目指標(biāo)；在成品檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)成型樣品開展介電性能記錄，積累產(chǎn)品性能檔案。

測(cè)試固體試樣時(shí)，除儀器本體之外，還需要配套測(cè)試電極組件。平行板三電極結(jié)構(gòu)是固體樣品常用電極形式，用來(lái)降低邊緣效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。測(cè)試液態(tài)絕緣介質(zhì)，則需要搭配專用絕緣油杯電極，盛裝液體樣品完成測(cè)試。介電常數(shù)計(jì)算依賴試樣厚度、電極有效面積輸入，試樣厚度測(cè)量偏差也會(huì)傳導(dǎo)至 ε 計(jì)算結(jié)果，試樣制樣與尺寸測(cè)量環(huán)節(jié)需要做好管控。

3、科研與教學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

高等院校、科研院所的電氣、材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，會(huì)開展電介質(zhì)物理相關(guān)實(shí)驗(yàn)工作。BQS?13 可用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示，幫助實(shí)驗(yàn)人員理解交變電場(chǎng)下電介質(zhì)極化、介質(zhì)損耗的物理現(xiàn)象；也可用于課題實(shí)驗(yàn)，采集不同溫度、不同電壓條件下介電參數(shù)變化序列，形成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集。儀器 RS232 接口支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，方便科研人員把測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)做后續(xù)圖表繪制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作。

4、第三方檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室

第三方檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室承接各類委托樣品檢測(cè)業(yè)務(wù)，需要按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)開展測(cè)試，留存完整測(cè)試記錄。儀器匹配多項(xiàng)絕緣測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量參數(shù)直接記錄輸出，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)導(dǎo)出，便于形成完整檢測(cè)檔案，用于樣品檢驗(yàn)工作。

5、電工產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部檢驗(yàn)

電工電器產(chǎn)品內(nèi)部包含各類絕緣零部件，生產(chǎn)企業(yè)可以借助儀器對(duì)絕緣零部件、半成品開展介電性能記錄，跟蹤批次之間材料性能波動(dòng)情況，為工藝調(diào)整提供參考信息。

儀器使用實(shí)操要點(diǎn)

前期準(zhǔn)備工作

儀器擺放位置盡量保持環(huán)境干燥，減少粉塵堆積，避開腐蝕性氣體。儀器周邊盡量遠(yuǎn)離大功率電磁設(shè)備，雖然儀器具備變頻抗干擾功能，但良好環(huán)境條件可以進(jìn)一步降低外界干擾帶來(lái)的影響。工作臺(tái)面保持穩(wěn)固，避免震動(dòng)。高壓測(cè)試需要做好接地處理，儀器接地端子可靠連接保護(hù)地線，接地質(zhì)量會(huì)影響抗干擾效果與人身安全。

開展測(cè)試前確認(rèn)被測(cè)樣品狀態(tài)。固體試樣表面保持清潔干燥，去除表面灰塵油污；液態(tài)試樣避免混入氣泡。記錄試樣厚度，測(cè)試介電常數(shù)時(shí)需要把厚度數(shù)值輸入儀器系統(tǒng)。選擇對(duì)應(yīng)電極組件，固體樣品使用三電極，液體樣品使用油杯電極。

測(cè)試模式選擇

區(qū)分內(nèi)施高壓、外施高壓兩種模式。內(nèi)施高壓模式使用儀器機(jī)內(nèi)高壓源；外施高壓模式搭配外部高壓裝置，儀器僅做信號(hào)采集。根據(jù)被測(cè)對(duì)象電容預(yù)估范圍，對(duì)照儀器電容量范圍參數(shù)，確認(rèn)被測(cè)樣品落在儀器量程區(qū)間。如果被測(cè)對(duì)象超出常規(guī)量程范圍，考慮搭配量程擴(kuò)展器使用。設(shè)置測(cè)試頻率，優(yōu)先選用 50Hz；當(dāng)讀數(shù)跳動(dòng)明顯，可切換 40?70Hz 區(qū)間其他頻率嘗試改善信號(hào)狀態(tài)。設(shè)置測(cè)試電壓，電壓數(shù)值參考對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或者技術(shù)文件給出的條件，不要超過試樣允許承受電壓。

測(cè)試操作過程

接線工作全部在斷電狀態(tài)完成，確認(rèn)接線端子連接牢靠，高壓引線做好絕緣隔離，避免引線觸碰其他物體。接線完成之后再啟動(dòng)儀器，核對(duì)界面上頻率、電壓、高壓模式參數(shù)無(wú)誤。安放試樣，保證試樣和電極接觸良好。確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)人員遠(yuǎn)離高壓回路之后，啟動(dòng)測(cè)量流程。儀器完成采集運(yùn)算之后，屏幕輸出 Cx、tgδ、ε 等數(shù)值。觀察讀數(shù)狀態(tài)，如果讀數(shù)波動(dòng)幅度大，可以調(diào)整工作頻率，檢查接地、引線屏蔽、試樣安裝狀態(tài)。

一組樣品測(cè)試結(jié)束之后，需要執(zhí)行高壓泄壓操作，等待高壓釋放，再接觸試樣和接線端子?？梢赃x擇本地存儲(chǔ)或者通過 RS232 上傳數(shù)據(jù)，保存本次測(cè)試記錄。

后期維護(hù)與校準(zhǔn)

儀器屬于精密測(cè)量裝置，需要定期開展性能校驗(yàn)，對(duì)照儀器技術(shù)指標(biāo)核對(duì) Cx、tgδ 測(cè)量偏差。清潔機(jī)身外殼與接口位置，避免灰塵堆積造成接觸不良。測(cè)試線纜注意保護(hù)絕緣外皮，外皮破損之后及時(shí)更換線纜。儀器長(zhǎng)期不使用的時(shí)候，斷電存放于干燥環(huán)境，間隔一段時(shí)間通電運(yùn)行一段時(shí)間，減少內(nèi)部元器件受潮風(fēng)險(xiǎn)。

影響測(cè)試結(jié)果的各類因素

即便儀器本身指標(biāo)正常，外部條件依舊會(huì)對(duì)讀數(shù)帶來(lái)變化，日常測(cè)試需要留意這些變量。 環(huán)境溫濕度。絕緣材料介電參數(shù)本身隨溫度發(fā)生改變，濕度升高會(huì)讓材料表面吸潮，介質(zhì)損耗數(shù)值上升。同一批樣品對(duì)比測(cè)試，盡量維持環(huán)境溫濕度條件接近。 第二是電磁干擾。周邊大功率設(shè)備運(yùn)行，空間電磁場(chǎng)耦合進(jìn)測(cè)量引線，會(huì)造成讀數(shù)漂移。改善方式包含接地屏蔽，使用變頻模式，縮短高壓引線長(zhǎng)度。 第三是試樣自身?xiàng)l件。試樣厚度均勻性、表面潔凈程度、內(nèi)部氣孔雜質(zhì)都會(huì)改變測(cè)量結(jié)果。固體試樣邊緣效應(yīng)，如果沒有使用三電極，也會(huì)帶來(lái)電容測(cè)量偏差。 第四是引線與回路雜散電容。測(cè)試引線存在固有電容，會(huì)疊加到測(cè)量回路當(dāng)中，部分測(cè)試模式需要做屏蔽補(bǔ)償，降低雜散電容帶來(lái)的影響。 第五是測(cè)試電壓。部分絕緣材料介電參數(shù)會(huì)隨施加電壓高低發(fā)生變化，對(duì)比試驗(yàn)要保持測(cè)試電壓條件統(tǒng)一。

儀器選型參考思路

開展設(shè)備選型時(shí)，需要結(jié)合自身工作的主要測(cè)試對(duì)象，梳理測(cè)試條件。 如果主要工作是 50Hz 工頻條件下絕緣材料、電力設(shè)備介電參數(shù)記錄，需要同時(shí)讀取 Cx、tgδ、ε，BQS?13 的功能可以匹配這類需求。查看被測(cè)樣品電容量大小，確認(rèn)落在儀器量程區(qū)間；面對(duì)幾千安培工況高壓電器測(cè)試，需要配套量程擴(kuò)展器。 如果工作場(chǎng)景以高頻測(cè)試為主，則該儀器不適配高頻段測(cè)量需求。如果樣品電容長(zhǎng)期超出儀器量程上限，要考慮配套擴(kuò)展裝置或者其他測(cè)量設(shè)備。

除儀器硬件之外，電極組件、油杯、屏蔽線纜、厚度測(cè)量工具屬于配套條件，完整的配套部件，才能充分發(fā)揮儀器的測(cè)量能力。

總結(jié)

介電常數(shù)測(cè)試儀 BQS?13 是一款自動(dòng)高壓介損電橋，基于變頻電源、單片機(jī)數(shù)字化處理技術(shù)構(gòu)建，改變傳統(tǒng)手動(dòng)電橋的操作模式。儀器可以直接輸出 Cx、tgδ、ε 三項(xiàng)測(cè)量結(jié)果，設(shè)置 40?70Hz 變頻抗干擾，內(nèi)置10kV 高壓輸出，具備較寬的電容量測(cè)量區(qū)間，配備 RS232 數(shù)據(jù)接口，機(jī)身采用 8U 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。

儀器可以用于電力設(shè)備絕緣狀態(tài)記錄、各類絕緣材料介電性能測(cè)試、科研實(shí)驗(yàn)、委托檢驗(yàn)等場(chǎng)景，測(cè)試條件可以契合 GB5654、GB1409、GBT1693 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。儀器提供完整的技術(shù)指標(biāo)，為樣品測(cè)試、實(shí)驗(yàn)對(duì)比提供數(shù)據(jù)輸出。同時(shí)需要注意，儀器讀數(shù)除硬件本身之外，試樣制備、環(huán)境溫濕度、接地屏蔽、接線布置等外部條件同樣左右測(cè)量記錄質(zhì)量，實(shí)際工作當(dāng)中需要綜合把控全部測(cè)試環(huán)節(jié)，以此獲取穩(wěn)定有效的測(cè)試記錄。