电气绝缘测试技术之4介电谱测量
电气绝缘测试技术
第一章 绝缘电阻（率）的测量§1―1 概述一、定义：绝缘电阻R=U/I体积绝缘电阻 Rv=U/Iv 表面绝缘电阻 Rs= U/IsRv ∥RsRv=【d （厚度）/A （面积）】ρv （体积电阻率） ρv 单位：Ω．m ρv=E/j —电流密度（A/m 2） ρv=1/ν—电导率，用来表征材料 ρs= E/j 单位：Ω性能：用绝缘电阻表征绝缘结构性能 二、影响绝缘电阻率ρv 的因素1. 温度 ：T →R （ρv ） （离子电导为主体） 2. 湿度：δ（%） →R （ρv ）3. 电场E ，一般R （ρv ）与E 无关（线性材料） 高场强是 E →R （ρv ） （非线性材料）4. 辐射：剂量 →R （ρv ）5. 交联：无影响 ，高温下交联击穿强度高 标准测试条件： T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% 测试前预处理（正常化） T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% t ：24小时消除辐照、湿度影响、机械应力预处理的目的：消除试品经历的历史条件不同对测试结果的影响§1―2试样与电极系统 一、试样固体（绝缘电阻） 片状 管状一般采用片状，大于电极7mm 以上，厚度不大于4mm （最好在0.5~2mm ） 二、电极系统 ㈠ 三电极系统大电阻测量的本质是微电 流测量。
㈡ 二电极系统 常用于薄膜测量㈢ 三电极的优点① Iv 、Is 分开，实现体积电流测量（Rv ）② 消除电极边缘效应，可使被测部分近似为均化电场 ㈣ 电极尺寸测量极直径：50mm特定环境下用25mm 高压极直径：74mm 特定环境下用54mm保护间隙：2mm 保护极尺寸：10mm C=ε0εrh A R=ρv Ah（A 电极面积） 已知：A 、h 、Rv 、D1，g ，求ρvρv= Rv h4g D 2π）（+三、电极材料选择材料的原则： 1. 导电性好2. 与被测材料紧密接触3. 化学性能稳定，不和被测才来哦发生化学反应4. 经济、操作方便 可用电极材料： 1. 银漆、银膏 2. 蒸镀（铝、铜、金） 3. 铝箔 4. 导电橡胶§1—3 直接法测量绝缘电阻 Rx=U/Ix →U 已知，测Ix 求Rx一、兆欧表：直流电源+流比计（P13 图1-12） а=f （2I 1I ）=f （R1Rx 2R +） 流比计的特点：а与电压大小无关，使用于现场施工 二、检流法（P14 图1-13）① 校正检流计 ② 读出偏转角 R=аK Un n=IxIg— 分流比，K —仪表常数，а—检流计偏转角 U=1000V Imin=10-10 A R=1013Ω 适用于工厂产品测试三、高阻计法（P15 图1-15） Rx=IpSRnU，Rn 最大1012Ω，放大器输入阻抗>1014Ω。
电气绝缘测试技术
浅谈电气绝缘测试技术摘要：本文介绍了电气绝缘技术在我国的一些重要影响和电气设备在投入运行后电气绝缘出现的各种问题，并对如何防止电气绝缘的损坏进行了一系列的防治措施。
而且还通过采用测量电气设备绝缘性能的一些方法，来证明此方案的可行性和重要性。
关键词：电气绝缘绝缘技术测量中图分类号：tp2 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0146-01现如今，电气自动化在世界中占有举足轻重的地位，各家各户都拥有了许多的家用电器、医疗电器以及健身电器等。
因此，随着使用这些电器的同时，人们也对自身的安全存在着很大的疑虑。
所以，电气绝缘是目前首先要重视起来的一个问题。
而且，随着现代科学技术的发展，电力系统的电压等级在不断上升，有关电气绝缘的各种问题就尤为重要。
因此，电气绝缘技术在电力工作中占有重要地位。
1 电气设备绝缘的结构在电力系统中，为了保障电力系统的安全运行，首先最重要的是保证各种电气设备的绝缘性具有一定的电气强度，并且使其在运行过程中始终保持一种很好的运行状态。
而且，要按照一定的运行流程，电气设备在投入使用之前必须要做一系列的绝缘测试，从而来判断电气设备工作的可靠性。
因为通过测量，可以很好的了解电气设备的绝缘情况，以便及时发现找出缺陷，并进行相应的检修，这样就可以避免电气设备在工作电压下被击穿，导致停电或设备损坏等情况。
而现如今正在运用的电气设备的绝缘都存在着很大的有损电介质。
2 电气绝缘的参数衡量电气绝缘性能的好与坏主要有三个参数，分别是：耐电压、泄漏电流和绝缘电阻。
这三个参数即是互相联系又是互不相同的几个参数，但是都能决定着电气设备的绝缘性能。
但是，如果这三项参数中有任何一项出现故障，就将会导致其他两项参数的不合格。
其中，耐电压分为工作温度下的耐电压和非工作温度下的耐电压。
然而，对于工作温度下的耐电压来说，供电电压为安全超低电压，基本绝缘为500 v，加强绝缘为3750 v。
电气设备绝缘试验
电气设备绝缘试验
•3.6 交流耐压试验
耐压试验
对绝缘施加一个比工作电压高得多的电压 进行试验。在试验过程中可能引起设备绝 缘的损坏，故又称破坏性试验。
为避免设备损坏，耐压试验要在非破坏性 试验后进行，即在非破坏试验合格后方允 许进行。
处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验
•反接线：Ｄ点接高压，Ｃ点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有
高绝缘强度，有可靠的接地线 ，适用于现场试验
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电气设备绝缘试验
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•正接线
电气设备绝缘试验
•西林电桥反接线
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现场试验中：有许多 一端接地的试品，如 敷设在地下的电缆及 摆在地面的重大电气 设备，要改成对地绝 缘是不可能的，只能 改变电桥回路的接地 点。这样就产生了一 种反接法的西林电桥
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电气设备绝缘试验
5）测量介损的功效
测量介损能有效地发现的缺陷：
（1）绝缘受潮 （2）穿透性导电通道 （3）绝缘内含气泡的游离、绝缘分层、脱壳等 （4）老化劣化，绕组上附积油泥 （5）绝缘油脏污、劣化等
测量介损不易发现的局部性缺陷：
（1）非穿透性局部损坏（测介损时没有发生局部放电） （2）很小部分绝缘的老化劣化 （3）个别的绝缘弱点
电气设备绝缘试验
•4). 测量的影响因素
•（1）温度的影响——尽可能在10~30℃的条件下测量
•（2）试验电压的影响——测量 与
•
于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图3-13
的关系，有助
•（3）试品表面泄漏的影响——将试品擦拭干净，必要时
•
加屏蔽
•（4）试品电容量的影响——对电容量大的试品，测
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1预防性试验的缺乏之处〔P4〕答：1、需停电进展试验，而不少重要电力设备，轻易不能停顿运行。
2、停电后设备状态〔如作用电压、温度等〕与运行中不符，影响推断准确度。
3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。
4、由于是定期检查和修理，设备状态即使良好时，按打算也需进展试验和修理，造成人力物力铺张，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度修理。
2状态修理的原理〔P4〕答：绝缘的劣化、缺陷的进展虽然具有统计性，进展的速度也有快慢，但大多具有肯定的发展期。
在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。
随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的进展，可以对电力设备进展在线状态监测，准时取得各种即使是很微弱的信息。
对这些信息进展处理和综合分析，依据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的牢靠性随似乎做出推断并对绝缘的剩余寿命做出推测，从而能早期觉察埋伏的故障，必要时可供给预警或规定的操作。
3老化的定义〔P12〕答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素〔如电场、热、机械应力、环境因素等〕的作用，内部将发生简单的化学、物理变化，会导致性能渐渐劣化，这种现象称为老化。
4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。
5热老化的定义〔P12〕答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。
6 什么是8℃规章?〔P13〕答：依据 V.M.Montsinger 提出的绝缘寿命与温度间的阅历关系式可知，lnL 和 t 呈线性关系，并且温度每上升 8℃，绝缘寿命大约削减一半，此即所谓8℃规章。
7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：〔1〕在强电场〔外施场强大于该介质的击穿强度〕下，将消灭放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。
电气设备绝缘试验
需对绝缘进行各种试验和检测，通称为绝缘预防性试验。
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电气设备绝缘试验
绝缘的测试和诊断技术分类：
1）按照对设备造成的影响程度分类（两类）
非破坏性试验，亦称绝缘特性试验：在较低电压下或用
其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的不同特性，采用综合 分析的方法来判断绝缘内部的缺陷
处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验
•反接线：Ｄ点接高压，Ｃ点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有
高绝缘强度，有可靠的接地线 ，适用于现场试验
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电气设备绝缘试验
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•正接线
电气设备绝缘试验
•西林电桥反接线
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现场试验中：有许多 一端接地的试品，如 敷设在地下的电缆及 摆在地面的重大电气 设备，要改成对地绝 缘是不可能的，只能 改变电桥回路的接地 点。这样就产生了一 种反接法的西林电桥
泄漏电流值发生剧增 •3—有集中性缺陷；4—有危险的集中性缺陷
的试验电压值愈低。
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电气设备绝缘试验
•1)泄漏电流实验接线图
•T
•~
•V
•b
•kV
•a
•a接线：测量准确，μA 表在低压侧， •读数操作安全，但试品不接地
•b接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电 极及引线的电晕，需加屏蔽。仪表在高压侧，操作观察时特别注意安全
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电气设备绝缘试验
•介质的吸收现象
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电气设备绝缘试验
•电压按电容反比分配 •电压按电阻正比分配
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电气设备绝缘检测的新技术有哪些
电气设备绝缘检测的新技术有哪些在现代电力系统中，电气设备的可靠运行至关重要。
而绝缘性能是确保电气设备安全、稳定运行的关键因素之一。
随着科技的不断进步，电气设备绝缘检测技术也在不断创新和发展。
本文将为您介绍一些当前较为先进的电气设备绝缘检测新技术。
一、局部放电检测技术局部放电是电气设备绝缘劣化的早期表现之一。
通过检测局部放电现象，可以及时发现绝缘潜在的问题。
1、超高频检测法超高频检测法利用传感器接收局部放电产生的超高频电磁波信号。
这种方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力，能够检测到微小的局部放电信号，并且可以实现对放电位置的定位。
2、超声波检测法当局部放电发生时，会产生超声波信号。
超声波检测法通过安装在设备外壳上的传感器来接收这些信号。
该方法适用于检测开关柜、变压器等设备的局部放电，但其检测范围相对较小。
3、特高频与超声波联合检测法将特高频检测法和超声波检测法相结合，可以综合利用两种方法的优点，提高检测的准确性和可靠性。
同时，还能够对局部放电的类型和严重程度进行更精确的评估。
二、红外热成像检测技术电气设备在运行过程中，由于电流通过会产生热量。
如果绝缘存在问题，可能会导致局部过热。
红外热成像检测技术通过检测设备表面的温度分布，来判断是否存在绝缘故障。
该技术具有非接触、快速、直观等优点。
可以在设备运行状态下进行检测，不影响设备的正常运行。
但它也存在一定的局限性，例如对于小面积的发热点可能不够敏感，容易受到环境温度和风速等因素的影响。
三、介电响应检测技术介电响应检测技术是一种基于电气设备绝缘介质的电学特性进行检测的方法。
1、频域介电谱法通过在不同频率下测量设备绝缘的介电常数和介质损耗因数，来评估绝缘的状态。
该方法能够反映绝缘的整体性能，但测试时间相对较长。
2、时域介电谱法时域介电谱法通过施加阶跃电压或脉冲电压，测量绝缘介质的极化和去极化电流，从而分析绝缘的状况。
这种方法测试速度较快，但对测试设备的要求较高。
四线测试原理
四线测试原理四线测试，又称四线法，是一种电气测试方法，用于检测电路中的故障和问题。
它通过测量电路中的四个参数来确定电路的状态，从而帮助工程师和技术人员快速准确地定位和解决问题。
本文将介绍四线测试的原理及其在实际工程中的应用。
首先，我们来了解一下四线测试的原理。
四线测试主要通过测量电路中的电阻、电压、电流和功率来判断电路的状态。
在进行四线测试时，需要使用专门的测试仪器，如四线电阻测试仪、电压表、电流表等。
通过这些仪器的测量，可以得到电路中的各种参数，并进行分析判断。
在进行四线测试时，首先需要连接测试仪器到待测电路上，然后进行相应的测量。
在测量电阻时，通过施加一个已知的电流，测量两个端口之间的电压，从而计算出电路的电阻值。
在测量电压时，需要将电压表连接到待测电路的两个端口上，从而可以直接测量出电路中的电压值。
在测量电流时，需要将电流表串联到待测电路中，通过测量电流表的读数来得到电路中的电流值。
在测量功率时，需要同时测量电压和电流，然后通过它们的乘积来计算出电路中的功率值。
四线测试的原理就是通过这些测量得到的参数来判断电路的状态。
例如，当电路中存在故障时，可能会导致电阻值异常，电压值不稳定，电流值异常偏高或偏低，功率值异常等。
通过对这些参数的分析，可以帮助工程师快速准确地定位和解决问题。
四线测试在实际工程中有着广泛的应用。
它可以用于各种类型的电路和设备的测试，如电力系统、电子设备、通信设备等。
在电力系统中，四线测试可以用于检测输电线路、变压器、发电机等的状态，帮助电力工程师及时发现和解决问题，确保电力系统的安全稳定运行。
在电子设备和通信设备中，四线测试可以用于检测电路板、电源系统、通信线路等的状态，帮助技术人员及时维护和维修设备，保障设备的正常运行。
总之，四线测试作为一种电气测试方法，通过测量电路中的电阻、电压、电流和功率来判断电路的状态，具有快速准确的优势，广泛应用于电力系统、电子设备、通信设备等领域。
新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析
新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析随着节能环保的理念深入人心和新能源汽车的广泛应用，电动汽车的安全性也备受瞩目。
电气绝缘是电动汽车安全的重要基础之一，其稳定性和可靠性直接影响到电动汽车的使用寿命和行驶安全性。
因此，电气绝缘的检测和测试成为了保证电动汽车安全的重要手段之一。
本文将从新能源汽车电气绝缘检测的概念、方法、技术手段等方面进行分析。
一、电气绝缘检测概述电动汽车的各种电器设备，如电动机、控制器、充电装置等都通过电气绝缘加以隔离。
电气绝缘的主要作用是防止电器设备之间互相干扰，同时阻止电流从设备内部外渗，避免发生短路等事故。
电气绝缘检测主要是检测新能源汽车各种电器设备的电气绝缘是否存在问题。
1. 断路法断路法是一种通过分离电气设备与电源之间的连线，测量绝缘电阻的方法。
使用外部电压源向被测设备注入一定电压，然后断开电源端，通过电流表或万用表测量电器设备两个端点的电阻值，以此判断电气绝缘的状态。
2. 介电强度法介电强度法是通过施加高电压的方式，检测电气绝缘的强度和可靠性。
多用于对高压电器设备的测试，将高电压加在被测试设备上，检测在所加电压下，电气绝缘是否被击穿，从而推断设备的耐受程度。
3. 泄漏电流法泄漏电流法主要是检测电气绝缘的泄漏情况，泄漏电流的大小可以反映电气绝缘的状态。
该方法通常要求设备处于正常使用状态下，向设备加入一定电流，从设备的外壳或地钳测量其泄漏电流的大小，以此判断电器设备是否存在绝缘故障。
1. 热成像检测热成像是一种利用热成像仪和红外热像测量技术，对电器设备进行无损检测的方法。
该方法可以对设备表面的温度分布进行检测和记录，排查出电器设备的故障点和问题。
通过热成像检测可以得到比常规检测方法更多的信息，使得检测效率和准确性有了大幅提高。
2. 神经网络技术神经网络技术被应用在电动汽车电气绝缘测试中，可以用于对测试数据进行分析，准确发现绝缘故障点，并且扩展性好。
神经网络技术通过建立电气绝缘的数据模型，对设备的正常工作状态、异常情况进行分类，有效筛选出故障设备，从而实现对新能源汽车电气绝缘的快速和可靠检测。
电气绝缘测量技术探讨
保护类 型 Ａ Ｃ型的电气性能要求 ，对 产品的剩余 电流 响应值 、响应时问和功能做 了基本要求 ，并 未按相应 的低压 电器产品 的相关要求对产 品其 它性 能及安全可
靠 性 提 出测 试 要 求 。
保 护 继 电器 》（Ｂ Ｔ ８ ５ ）标 准对 产 品 提 出 了较 为 全 Ｊ ／ ７６
面 的技术 要求 和检 测方 法 ，从 而保证 剩余 电流 监控 产 品应用 的 可靠性 及 安全性 。而 《 电气 火 灾监 控 系 统 第二 部 分 剩 余 电 流式 电气 火 灾监 控 探测 器 》
３ 结 论
通 过 前 面 对 各 产 品 及 产 品 标 准 的 分 析 可 以 看 出 ，作 为 安 装 于 配 电 系 统 中 的 剩 余 电 流 监 视 产 品 ，
ｒｓｓａ ｃ Ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｉ ｕ ａｉｎ ｍａｅ ａ Ｍ ｅ ｏ ｍ — ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｎｓ ｌ ｔ ｔｒ ｌ ｏ ｉ ｇｈ
ｍｅｅ ｔｒ
摘
要
从 工 程 实 用 的 角度 出发 。阐述 了测 量 电
功 能是将 不 同电位 的导体分隔开 ，绝缘 电阻是指绝缘
关键 词 电 气设 备 兆 欧 表 绝缘 电阻 测量 绝 缘 材 料
ｅ ｈ ｓｚ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｉｉｎ ｉｈ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｏ ｍｐ ａ ｉｅ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｄ ｔ ｓｗｈｃ ａ ｕ ｅ ｎ ｆ ｆ ｏ ｉｓ ｌｔ ｎ ｒｓｓａ ｃ ｗｉ ｂ ｎ ｅ ｅ ｉ ｐ ａ ｔ ｅ， ｎ ｕ ａｉ ｅ ｉｔｎ ｅ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅｄ ｄ ｎ ｒ ｃｉ ｃ ｉｓ ｌｔ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｖ ｌｅ ｉ １ ｋｎ ｏ ｅ ｅ ｔｉａ ｎ ｕ ａｉ ｅ ｉｔｎ ｅ ａｕ ｓ ｎ ｏ ６ ｉｄ ｆ ｌｃｒｃ ｌ ｅ ｕｐ ｅ ｔ ｃ ｍ ｍｏ ｌ ｕ ｅ ｑ ｉｍ ｎ ｏ ｎ ｙ ｓ ｄ， ｍｅ ｏ ｍ ｍｅ ｅ ’ ｖ ｌａ ｅ ｇｈ ｔｒＳ ｏｔｇ ｓ ｅ ｉｉａｉｎ ａ ｄ ｅｅ ｔ ｎ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｒｎ ｐ ｃｆ ｔ ｓ ｎ ｓ ｌｃ ｉ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ ｆ ｍ ａ ｕ ｇ ｃ ｏ ｏ ｉ ｒｎ ｅ Ａｎ ｌｓｓａ ｄ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｉ ａ ｅ ｏ ｏ ｔ ａ ｕ ｅ ａ ｇ ． ａ ｙ ｉ ｎ ｖ ｌ ａｉ ｓｍ ｄ ｆｈ ｗ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｏ
电气绝缘测试技术实验讲义
电气绝缘测试技术实验讲义哈尔滨理工大学电气与电子工程学院实验中心实验一 绝缘电阻系数的测量一、实验目的：1、掌握用高阻计测试绝缘电阻的方法。
2、了解各种因素对测试准确度的影响。
二、实验内容：1、在贴铝箔的三电极试样上测量其体积绝缘电阻Rv 和表面电阻Rs2、在不贴铝箔三电极试样上测试其Rv 和Rs ，并与1项结果相比较3、在不贴铝箔的二电极系统下测量其电阻，并与2项结果相比较4、在不贴铝箔的情况下，测量受潮试样的表面电阻Rs ，并与2项相比较5、测量线有无屏蔽对测试结果的影响三、实验用设备及材料：ZC-36型1017欧姆电阻、10-14微安电流测试仪1、测试原理高阻计实际上是一种高输入阻抗的直流放大器，为了使性能稳定，一般都采用负反馈线路，当试样施加电压时，试样的传导电流Ix 流经Rg 、R f ，使放大器输入端得到输入电压Ug ，使输出端电压Up 在输出回路中出现电流Ip ，它们之间的关系为：Ug = Ix · Rg － Up （1）Up = (Ip － Ix) · R f （2）图一 高阻计测试原理A —直流放大器；M —电流计；Rg —标准电阻；R f ——反馈电阻；K 1—测试与放电选择开关；K 2—R v 与R s 选择开关；K 3—输入与短路选择开关； 从上式得放大器的电流放大倍数111=+⋅==AA R R I I A f g x p 在放大器的固有增益A>>1,Rg>> R f 时x f g x f gx p R U R R I R R I A I ⋅=⋅==.1在试验电压U 和放大倍数A 1一定的情况下，Ip 只与Rx 有关，故Ip 的读数直接刻度成Rx 的数值。
图二 简化原理图结合简化原理图结合简化原理图，，把操作原理说明如下:(1)测试电压选择，把测试电压选择开关置于不同的分压档，即可得到1000伏，500伏，250伏，100伏，10伏的测试电压。
fr4介电常数
FR4介电常数什么是FR4介电常数？FR4介电常数是指FR4材料的相对介电常数，也称为介电相对常数。
FR4是一种常用的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，广泛应用于电子电路板制造和其他领域。
介电常数是描述材料在电场作用下对电磁波传播的影响的物理量。
FR4介电常数的意义FR4介电常数的性质决定了材料对电场的响应能力。
它对电流、电容和电阻等电学参数的计算和预测具有重要意义。
FR4材料的介电常数决定了电磁波在材料中的传播速度和方向，影响了信号的传输质量以及电路的稳定性和可靠性。
FR4介电常数的测量方法测量FR4介电常数的方法多种多样，常见的方法有以下几种：1.常数法：通过测量电容的变化来计算介电常数。
这种方法需要使用专用的测试设备，可提供准确的数据。
2.电压法：利用电场作用下的电流测量来确定介电常数。
这种方法简单易行，但可能存在误差。
3.频率法：通过在不同频率下测量电容变化来计算介电常数。
这种方法适用于高频电路的设计。
测量FR4介电常数时需要考虑环境温度和湿度等因素的影响，确保测量结果的准确性。
FR4介电常数的影响因素FR4介电常数受多种因素的影响，包括：1.温度：温度对FR4介电常数的影响较大，随着温度的升高，介电常数往往会下降。
2.湿度：湿度会导致材料中的水分含量增加，进而影响介电常数。
湿度的变化可能会引起信号传输质量的波动。
3.极化方向：FR4材料是各向同性材料，即其物理性质在任意方向上都基本一致。
因此，其介电常数不受极化方向的影响。
FR4介电常数的应用FR4介电常数的准确测量和理解对于电子电路板制造和射频电路设计等领域至关重要。
它影响着电路板中信号的传输速度、相位延迟和阻抗匹配等参数。
在高速信号的传输中，准确地了解FR4介电常数可以帮助我们调整线路的长度和导线的宽度，以减小信号的传输损耗和串扰。
此外，在射频电路设计中，介电常数的准确测量和控制能够提高电路的带宽和工作频率范围。
总结FR4介电常数是描述FR4材料对电场响应能力的物理量，对于电子电路板制造和射频电路设计具有重要意义。
频域介电谱做法
频域介电谱做法
频域介电谱是一种测量材料电性能的方法，它可以提供关于材料介电常数和电导率在不同频率下的变化信息。
下面是一种常见的方法来实现频域介电谱的测量：
1. 准备样品：选择适合的测量频率范围的样品，并将其制备成适合测试的尺寸和形状。
2. 测试设备：准备一套介电谱测试设备，包括信号发生器、功率放大器、测量夹具、示波器和数据采集系统。
3. 校准测量系统：在开始测量之前，需要对测量系统进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
4. 设置测试参数：根据样品的特性和测试要求，设置合适的测试参数，如频率范围、电压幅度等。
5. 进行测量：将样品放置在测试夹具中，并连接到测试设备上。
然后启动测试程序，信号发生器产生不同频率的测试信号，通过功率放大器放大后施加到样品上。
示波器记录下样品的响应信号，并将其传输到数据采集系统进行进一步处理。
6. 数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，包括提取介电常数和电导率等参数，并绘制介电谱曲线。
7. 结果分析：根据测量的结果，可以对材料的电性能进行深入的分析和探讨，了解其介电常数和电导率在不同频率下的变化规律。
需要注意的是，频域介电谱的测量涉及到一些复杂的技术和理论，需要具备一定的专业知识和技能。
因此，在进行测量时应该选择有经验的工程师或者专业机构进行操作和指导。
电气绝缘测试技术
电气绝缘测试技术是用于评估电气设备和电气系统中绝缘性能的一系列技术和方法。
这些测试有助于确保电气设备在运行过程中不会发生绝缘故障，从而提高设备的可靠性和安全性。
以下是一些常见的电气绝缘测试技术：1. **绝缘电阻测试（Insulation Resistance Testing）：** 这是测量电气设备绝缘材料的电阻值的基本测试。
通过施加一个特定的电压，然后测量电流，可以计算出绝缘电阻。
这个测试用于检测绝缘是否受损或降解。
2. **介电强度测试（Dielectric Strength Testing）：** 这个测试用于测量绝缘材料的耐电压能力。
设备被置于高电压下，观察是否会出现击穿或漏电。
这有助于确定绝缘材料是否足够强大，以防止电压穿透。
3. **局部放电测试（Partial Discharge Testing）：** 局部放电是指在绝缘材料内部的局部区域发生的放电现象。
这个测试用于检测并定位这些局部放电，因为它们可能是绝缘故障的前兆。
4. **电容测试（Capacitance Testing）：** 这个测试用于测量电气设备中的电容值。
电容测试有助于评估绝缘性能，并确定是否存在电容器故障。
5. **绝缘材料质量因子测试（Dissipation Factor Testing）：** 这个测试测量绝缘材料的质量因子，以评估绝缘材料中的能量损耗。
高质量的绝缘材料应具有低的质量因子。
6. **电气击穿测试（Breakdown Testing）：** 这个测试用于确定绝缘材料在极端条件下（例如高温、高湿度）下的击穿电压。
这有助于评估绝缘材料的耐久性。
7. **地绝缘测试（Ground Insulation Testing）：** 这个测试用于评估设备的地绝缘性能，以确保设备的外壳和地之间的绝缘是有效的。
电气绝缘测试技术是维护电气设备和确保电气系统安全性的重要部分。
这些测试通常由专业技术人员进行，并遵循相关的标准和规定。
电气绝缘测量技术探讨
电气绝缘测量技术探讨摘要从工程实用的角度出发。
阐述了测量电气设备绝缘电阻的主要目的，重点讨论了实际工作中需要测量绝缘电阻的各种情况和16类常用电气设备的绝缘电阻值，以及测量所用兆欧表的电压规格和测量范围的选择要求，最后阐述了如何对测得的绝缘电阻值进行分析与评判。
关键词电气设备绝缘电阻测量绝缘材料兆欧表1 前言在各种电气设备及电力线路中，其绝缘材料绝缘性能的优劣，直接关系到电气设备的正常运行和操作人员的人身安全，而表征电气设备绝缘性能优劣的一个重要指标就是绝缘电阻值的大小。
绝缘材料的基本功能是将不同电位的导体分隔开，绝缘电阻是指绝缘材料隔开的两个部分之间的电阻。
因此，测量出绝缘材料的绝缘电阻，就能够鉴别其绝缘性能，但由于各种电气设备的结构组成、使用要求和工作状况不尽相同．所以，必须明确测量绝缘电阻所能达到的目的、怎样适时地对电气设备实施测量、如何对测量结果正确地进行分析判断等。
2 测量绝缘电阻的主要目的a．了解绝缘结构的绝缘性能。
由优质绝缘材料组成的合理的绝缘结构(或绝缘系统)应具有良好的绝缘性能和较高的绝缘电阻。
b．了解电气设备的电气绝缘处理质量。
无论任何电器产品，如果其电气绝缘因材料、手段或工艺、方法上处理不佳．则绝缘性能必然将下降。
C．了解绝缘受潮、受污染等损伤情况。
当电气设备的绝缘受到各种意外的、异常的危险因素侵袭后，其绝缘电阻通常会不同程度地下降。
d．检验绝缘是否能承受耐电压试验。
当电气绝缘介质承受不住试验电压时，将引发电击穿、热击穿或电化学击穿。
若在电气设备的绝缘电阻低于某一限值，而试验电压高至某一临界值时，将会产生很大的试验电流，导致热击穿，引发绝缘介质的分解、熔化、碳化等，在绝缘介质中留下不能恢复的痕迹，如贯穿两电极的熔洞、烧穿的孔道、开裂等，并且在撤去电压之后也不能恢复绝缘性能，从而造成电气设备绝缘的永久性损坏。
因此，通常各试验标准均规定在耐电压试验前，必须测量绝缘电阻。
3 需要测量绝缘电阻的情况绝缘材料在存放及使用的过程中，由于发热、锈蚀、受潮、污染、机械损伤及老化等原因，其绝缘电阻将逐渐降低，进而可能造成漏电或短路事故，为确保设备正常运行和人身安全，在下述的各种情况中，需要进行绝缘电阻的测量。
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ε ′ — 相对对介电常数
ε ′′ — 介质质损耗指数
∝ ε σ — 极化完全形成时（ω ≈ ）的 ε ′；
ε ∞ — 不发生化时时ω ≈ 0）的 ε ′′；
ω — 施加电压的角频率； τ — 去极化电流的时间常数。
以热刺激电流IT测量为例： 完全极化时 完全不极化时 则
Qs = ε sC0U Q∞ = ε ∞C0U
第4章 介电谱测量
介电谱测量主要是测量材料的复介电常数随频率或温度的变化情况。
测量方法
1、自动平衡电桥法 2、不平衡电桥法 3、相位比较法 4、傅立叶变换法 5、热刺激电流法（TSC）
• 名词解释 • 介电谱---介电参数在很宽的频率或 • 温度范围内的变化规律。可广义地理解 • 为材料对激励信号的响应。 • (介电频谱 --介电参数随频率的变化曲线; • 介电温谱 --介电参数随温度的变化曲线) • 介电谱技术 - -在宽广的频率或温度范围 • 内测量非金属材料的介电参数的各种 • 方法与技术 • 激励信号--周期函数的正弦波, -, • 阶跃函数的脉冲波和白噪声源。 • 相应的三类介电谱技术 - - 频域介电谱技术,时域介电谱技术和白噪声 相 • 关技术。 • (频域介电谱技术----用正弦波激励来测量复介电常数的实验技术; • 时域介电谱技术----以阶跃电压脉冲为激励信号, 从其响应来求取介 电 • 参数的实验技术--先测得某一量与时间的关系, 还需利用傅里叶变 换把 • 时域数据转换到频域上去 )
宜 制成自动平衡电桥。如图，平 衡条件如下： • UxCx=UcCN
• UxR =U Rx
N R
• 因此，改变标准电容CN和电 阻RN或改变电压UR和Uc,直 到电桥平衡。 • 程序：首先选择标准元件进行 粗略平衡，然后改变UR、Uc 直到电桥完全平衡。
设 G1 = G10 + G p = G2 + G p
u1 = −u2
时：
C1 = ε ′C0 = C p
则有
G1 − G2 = G p = ωC p tan δ = ωC0ε ′′
(G1 − G2 ) − jω (C1 − C2 ) u3 = u1 (G1 + G2 + G3 ) + jω (C1 + C2 + C3 )
不平衡电桥法设计原则
i3 = i1 + i2 u1 = i1 Z 1 + i3 Z 3 u 2 = i 2 Z 2 + i3 Z 3 u 3 = i3 Z 3
当
(G1 − G2 ) − jω (C1 − C2 ) u3 = u1 (G1 + G2 + G3 ) + jω (C1 + C2 + C3 )
则有 当 ω (ε ′C0 + C2 + C3 ) >> ωε ′′C0 + G3
u3 (ε ′C0 − C2 ) − jε ′′C0 = u1 ε ′C0 + C2 + C3 ′ 当 C 2 = ε 0C0 = C1 u3 − jε ′′C0 = u1 2ε ′C0 + C3
在任一频率与平衡频率归一化之差为
（QT——TSC电荷）
∞
Qs − Q∞ QT εs − ε∞ = = C0U C0U
当温度恒速上升时 QT =
∫I β
0
1
T
dT
I T — 热刺激电流 β — 升温速率
将上面式子代入德拜方程有
ε ′ − ε∞ = ε ′′ =
QT 1 1 + ω 2τ 2 C0U
QT ωτ 1 1 + ω 2τ 2 C0U
′ ′ u3 u3 C0 (ε ′f − ε 0 ) − jC0 (ε ′f′ − ε 0′) − = u u 2ε ′C0 + C3 1 f 1 0
相敏检测仪将上式的实部和虚部检测出，可得到介电谱。
3、相位比较法
d γ = IR u0 A
ε ′ = Ic
d u0ωε 0 A
式中： A——试品电极面积； d——试品厚度； ω——信号角频率。
相位比较法原理
4、傅立叶变换法
如设介质的几何电容为1单位电容，则充 电电荷为：
Q(t ) = εu (t )
相应的充电电流为：
dQ(t ) du (t ) i (t ) = =ε = εδ (t ) dt dt
阶跃电压与过渡电流 两边取傅立叶变换有：
二、不平衡电桥法
• 介电频谱最基本的测量方法是在不同频率下逐点 测量，这种方法在频率不低时一般精度都较高， 但电桥在逐点平衡时都需要很长时间，不平衡电 桥法在开始测量时，先对带有试样的电桥在某一 方面的频率进行平衡，然后改变电桥电源的频率， 根据记录到的电桥在偏离平衡状态时输出电压的 实部和虚部，即可求得复电容率的实部和虚部分 量。这种方法，不仅灵敏度高而且很快就可测出 复电容率和频率的关系曲线。
ε = ∫ i (t )e jωt dt
* 0
∞
1 ′= ε C0 1 ε ′′ = C0
C + ∞ (t ) cos ωtdt φ 0 ∫0
∞ G0 + ∫ φ (t ) sin ωtdt ω 0
C 0：试样的在很高频率时几何电容；G 0：稳态直流电导；Φ(t)材料的
松弛函数。
5、热刺激电流法（TSC）
介质先在一定电场和温度下发生极化，之后将试样短路，可测得去极 化电流Ig(t)
I g (t ) = I 0e − t / τ
I 0：t=0时的去极化初始电流值；τ：时间常数。
根据电介质物理的论述，当Ig(t)已知时，可通过德拜方程，求得介电频谱。
εs − ε∞ ε ′ − ε∞ = 1 + ω 2τ 2 (ε − ε ∞ )ωτ ′′ = s ε 1 + ω 2τ 2
式中： τ = τ 0e H / KT ( H — 松弛活化能，K — 玻耳兹曼常数)
热激电流的测量装置 • 测量热激电流有各种不同的装置，它的基本组成 如下图，直流稳压电源（0.1-10kv）用来使试样 在某一温度下极化。程序控温单元-根据不同的测 试目的控制升温、冷却的速度或恒温的时间。 • 过程步骤：借助程序控温元件加热试样至极化温 度，在此温度下施加极化电压并保持一定时间后， 等速将其冷却至一低温，除去外加电压，把静电 计和试样接通，记录短路电流。在很低的温度下， 与时间有关的放电电流在几分钟内即趋于平稳， 所以，除去外加电压后很快就可以开始程序升温， 以记录等速升温，以记录等温过程中短路电流随 温度的变化。