绝缘纸介电常数测试仪

1、范围：

本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频（50Hz）下的测定方法，方法B为高频电场下的测定方法。绝缘纸介电常数测试仪

本标准适用于硫化橡胶。绝缘纸介电常数测试仪

2、规范性引用文件：

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。

GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）

3、术语和定义：

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

介质损耗 dielectric loss

绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。

3.2

损耗角 δloss angleδ

在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（功率因数角φ）的余角（δ）。

3.3

损耗角正切 tanδ loss tangentδ

介质损耗因数 dielectric loss factor

介质损耗角正切值。

3.4

介电常数 εdielectric constant

绝缘材料在电场作用下产生极化，电容器极板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。

注：不同试样、不同电极的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。

4、测试电极：

4.1 电极材料

见表1。

表 1 电极材料

4.2 电极尺寸

4.2.1 板状试样电极

4.2.1.1 方法A：板状电极尺寸见表2，电极如图1所示。

表 2 板状试样电极尺寸 单位为毫米

1——测量电极；

2——保护电源；

3——试样；

4——高压电极。

图 1 板状试样电极配置（工频）

4.2.1.2 方法B：采用二电极系统。电极尺寸大小与试样尺寸相等，或电极小于试样尺寸。板状试样电极直径为φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。

4.2.2 管状试样电极

4.2.2.1 方法A：管状试样电极尺寸见表3，电极如图2所示。

表 3 管状试样电极尺寸

1——保护电极；

2——测量电极；

3——高压电极；

4——试样。

图 2 管状试样电极配置（工频）

4.2.2.2 方法B：管状试样电极尺寸，电极如图3所示。

管状试样的电极长度为50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。

1——试样；

2——上电极；

3——下电极。

图 3 管状试样电极配置（高频）

4.3 电极装置

在进行高频测试时，根据测试频率与测试要求可用支架电极（如图4），当频率大于或等于1MHz且小于10MHz时，宜用测微电极（如图5）；当频率大于或等于10MHz时，应用测微电极。

1——上盖螺钉；

2——上盖板；

3——升降螺杆；

4——上电极导轨；

5——螺帽；

6——导筒；

7——导槽螺钉；

8——绝缘杆；

9——高压电极；

10——试样；

11——测量电极；

12——保护电极；

13——绝缘板（聚四氟乙烯板）；

14——绝缘支脚；

15——有机玻璃板。

图 4 支架电极

1——微调管形电容器；

2——测试样品电容器；

3——上支撑板；

4——上电极；

5——试样；

6——下电极；

7——底板。

图 5 测微电极

5、测试仪器：

5.1 方法A

5.1.1 测试仪器为工频高压电桥，其原理图如图6所示。

T  试验变压器；

C3  标准电容器；

C5  试样；

R3  可变电阻；

C2、C4 可变电容；

R4  固定电阻；

G-  电桥平衡指示器；

P  放电器。

图 6 工频高压电桥原理图

5.1.2 测量范围

损耗角正切（tanδ）：0.001～1；电容（C）：40pF～2000pF。

5.1.3 电桥测量误差

测量时误差不超过10%，当试样tanδ小于0.001时测量误差不超过0.0001，电容的测量误差不超过5%，标准电容器的tanδ应小于0.0001。

5.1.4 电桥必须有良好的屏蔽接地装置。

5.2 方法B

5.2.1 方法B的测试仪器有两种：一种是谐振升高法（Q表），另一种时变电钠法。

5.2.1.1 谐振升高法（Q表）

其测试原理图如图7所示。

A  电流表；

R0  耦合电阻；

L  辅助线圈；

C  标准电容；

C0  试样；

V、V1 电压表（用Q值表示）。

图 7 Q表原理图

5.2.1.1.1 测量范围

频率为50Hz～50MHz，电容40pF～500pF，Q值10～600。

5.2.1.1.2 测量误差

电容误差：±（0.5%C+0.1pF），Q值±10%；有关仪器的测量误差均为±10%。

5.2.1.2 变电钠法

其测试原理如图8所示。

C——可调电容；

L——谐振线圈；

CT——管形微调电容；

Cu——主电容；

Cx——试样。

图 8 高频介质损耗仪原理图

6、试样：

6.1 试样尺寸

6.1.1 方法A试样尺寸见表4。

表 4 试样尺寸 单位为毫米

6.1.2 方法B试样尺寸见表5。

表 5 试样尺寸 单位为毫米

6.2 试样的制备

试样的制备应符合GB/T 2941的规定，也可以在符合试样厚度尺寸的胶板上用旋转刀进行裁切，制样方法的不同，其试验结果无可比性。

6.3 试样数量

试样的数量不少于3个。

7、硫化与试验之间的时间间隔：

试样在硫化与试验之间的时间间隔按GB/T2941的规定执行。

8、试验条件：

8.1 试样表面应清洁、平滑，无裂纹、气泡和杂质等，试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。

8.2 试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。

8.3当试样处理有特殊要求时，可按其产品标准规定的进行。

9、试验步骤：

9.1 方法A

9.1.1 试验电压为1000V～3000V，一般情况下为1000V，电源频率为50Hz。

9.1.2 按设备说明书正确的连接。

9.1.3 接通电源预热30min。

9.1.4 将试样接人电桥C、的桥臂中，加上试验电压，根据电桥使用方法进行平衡，读取R3和tanδ或C4的值。

9.2 方法B—谐振升高法（Q表法）

9.2.1 按照Q表的操作规程调整仪器，选定测量频率，测定C1和Q1的值。

9.2.2 将试样放入测试电极中，并调节电容器C，使电路谐振，达到大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。

9.2.3 将试样从测试电极中取出，调节C或测试电极的距离，使电路重新谐振，记下C、或测试电极的校正电容值与Q值，并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。

9.2.4 其他高频测试仪器按其说明书进行操作，通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。