絕緣材料介電性能測(cè)試

通常采用三電極系統(tǒng)（圖1）。可以分別測(cè)出體積電阻率ρv和表面電阻率ρs。對(duì)于平板試樣對(duì)于管狀試樣式中u為施加于試樣的直流電壓，Iv、Is分別為流過(guò)試樣體積和表面的電流,D1、D2、g分別為電極的直徑以及電極間的間隙,L、r1、r2、d分別為電極長(zhǎng)度、試樣的內(nèi)外半徑及厚度。電極材料可用粘貼鋁箔、導(dǎo)電橡皮、真空鍍鋁、膠體石墨等。在特殊情況下，例如測(cè)量薄膜的ρv、ρs，可用二電極系統(tǒng)。

相對(duì)介電常數(shù)通常是通過(guò)測(cè)量試樣與電極組成的電容、試樣厚度和電極尺寸求得。

應(yīng)用三電極時(shí)，對(duì)于平板試樣，由于平板電容Cx的計(jì)算公式是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修正為

對(duì)于管狀試樣，由于圓柱形電容Cx的計(jì)算公式是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修正為

式中Cx為試樣電容(法)，L為電極長(zhǎng)度(米)，D1為電極直徑(米)，g為電極間的間隙(米)，d為試樣厚度(米)，r1、r2為試樣的內(nèi)外半徑。應(yīng)用二電極時(shí)式中Cx為試樣電容，Cm為測(cè)量電容,C0為試樣的幾何電容，Ce為試樣的邊緣電容，Cg為試樣的對(duì)地電容。

介質(zhì)損耗角正切(tanδ)的測(cè)定 通過(guò)測(cè)量試樣的等效參數(shù)經(jīng)計(jì)算求得。也可在儀器上直讀。在工頻、音頻下一般都用電橋法測(cè)量,高電壓時(shí)采用西林電橋法（圖2）。電橋平衡時(shí)式中CN為標(biāo)準(zhǔn)電容，C4為可調(diào)電容，R4為固定電阻,R3為可調(diào)電阻。

當(dāng)頻率為幾十千赫到幾百兆赫范圍時(shí)，可用集總參數(shù)的諧振法進(jìn)行測(cè)量（圖3）。使頻率和電感保持恒定，在接入試樣和不接試樣時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使電路諧振。若接試樣時(shí)C=Cs，不接試樣時(shí)C=Cns，則試樣電容的測(cè)量結(jié)果是

Cx=Cns-Cs

這時(shí)可用變Q值法和變電納法計(jì)算試樣的tanδx。在變Q值法中是根據(jù)接入試樣且回路諧振時(shí)的Q值(Qi)與不接試樣且回路諧振時(shí)的Q值(Q0)的變化來(lái)計(jì)算損耗角正切，即式中Cr是回路的總電容，除諧振電容外，包括試樣的零電容、接線電容等。變電納法是根據(jù)接試樣時(shí)諧振曲線的半功率點(diǎn)的寬度△C1(圖4)和不接試樣時(shí)相應(yīng)的寬度△C0的變化來(lái)計(jì)算損耗角正切，即　在這些測(cè)試中，選擇電極極為重要。常用的是接觸式電極?？捎谜迟N鋁箔、燒銀、真空鍍鋁等方法制作電極，但后者不能在高頻下使用。低頻測(cè)量時(shí)，試樣與電極應(yīng)屏蔽。在高頻下可用測(cè)微電極以減小引線影響。在某些特殊場(chǎng)合，可用不接觸電極，例如薄膜介電性能測(cè)試和頻率高于30兆赫時(shí)介電性能的測(cè)量。2100433B

絕緣材料的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度以平均擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度(EB)表示式中uB為擊穿電壓，d為試樣的平均厚度。

工頻下?lián)舸╇妶?chǎng)強(qiáng)度的試驗(yàn)線路如圖5。R0通過(guò)調(diào)壓器使電壓從零以一定速率上升，至試樣被擊穿，這時(shí)施加于試樣兩端的電壓為擊穿電壓。測(cè)擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，電極需照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

擊穿電壓可用靜電電壓表、電壓互感器(見(jiàn)互感器)、放電球隙等儀器并聯(lián)于試樣兩端直接測(cè)出。擊穿電壓很高時(shí)，需采用電容分壓器。沖擊電壓下的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)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，逐級(jí)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(cè)量。

無(wú)機(jī)介質(zhì)材料表現(xiàn)出來(lái)的介電性能的應(yīng)用中，還涉及到介電常數(shù)、介電損耗因子和介電強(qiáng)度等。

介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù)、介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母ε表示，單位為法/米

如果有高介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中，場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。

因子僅與介質(zhì)有關(guān)，其大小可作為絕緣材料的判據(jù)。

介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度稱(chēng)為介電強(qiáng)度。

常見(jiàn)溶劑的介電常數(shù) ：

H2O (水) 78.5

HCOOH (甲酸) 58.5

CH3COOH(乙酸)6.15

CH3COOC2H5(乙酸乙酯)6.02

HCON(CH3)2 (N,N-二甲基甲酰胺)36.7

CH3OH (甲醇) 32.7

C2H5OH (乙醇) 24.5

CH3CH2CH2-OH(正丙醇)20.1

CH3CH2CH2CH2-OH（正丁醇）17.8

n-C6H13OH （正己醇）13.3

CH3COCH3 (丙酮) 20.7

C6H6 (苯) 2.28

CCl4 (四氯化碳) 2.24

n-C6H14 （正己烷）1.88

CH3SOCH3（二甲基亞砜，DMSO）47.2

是指物質(zhì)分子中的束縛電荷(只能在分子線度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電荷)對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)特性,它主要由相對(duì)介電常數(shù)εr'、相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)εr〃、介質(zhì)損耗角正切tanδ和介質(zhì)等效阻抗等參數(shù)來(lái)表征。

油和水（純凈的水）都屬絕緣體。但純凈的水的介電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油。拿相對(duì)介電常數(shù)來(lái)講，水的介電常數(shù)是81，而變壓器油的在3-5之間。