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GB1693硫化橡膠介電常數介質(zhì)損耗測試儀

簡(jiǎn)要描述:GB1693硫化橡膠介電常數介質(zhì)損耗測試儀儀器型號:LJD-A LJD-B LJD-C 儀器名稱(chēng):介電常數測量?jì)x 絕緣材料介質(zhì)損耗測量?jì)x 硫化橡膠介質(zhì)損耗測量?jì)x
GB1693硫化橡膠介電常數和介質(zhì)損耗角
正切值的測定方法

  • 產(chǎn)品型號:
  • 廠(chǎng)商性質(zhì):生產(chǎn)廠(chǎng)家
  • 更新時(shí)間:2024-05-14
  • 訪(fǎng)  問(wèn)  量:1493

詳細介紹

儀器型號:LJD-A  LJD-B  LJD-C 、QS37系列  儀器名稱(chēng):介電常數測量?jì)x  絕緣材料介質(zhì)損耗測量?jì)x  硫化橡膠介質(zhì)損耗測量?jì)x

GB1693硫化橡膠介電常數和介質(zhì)損耗角

正切值的測定方法

警告:使用本標準的人員應有正規實(shí)驗室工作的實(shí)踐經(jīng)驗。本標準并未指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責任采取適當的安全和健康措施,并保證符合國家有關(guān)法規規定的條件。

1、GB1693硫化橡膠介電常數介質(zhì)損耗測試儀范圍:

本標準規定了介電常數和介質(zhì)損耗角正切值的兩種測定方法。方法A為工頻(50Hz)下的測定方法,方法B為高頻電場(chǎng)下的測定方法。

本標準適用于硫化橡膠。

2、GB1693硫化橡膠介電常數介質(zhì)損耗測試儀規范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標準。

GB/T 2941 橡膠物理試驗方法試樣制備和調節通用程序(GB/T 2941-2006,ISO 23529:2004,IDT)

3、術(shù)語(yǔ)和定義:

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標準。

3.1

介質(zhì)損耗 dielectric loss

絕緣材料在電場(chǎng)作用下,由于介質(zhì)電導和介質(zhì)極化的滯后效應,在其內部引起的能量損耗。

3.2

損耗角 δloss angleδ

在交變電場(chǎng)下,電介質(zhì)內流過(guò)的電流向量和電壓向量之間的夾角(功率因數角φ)的余角(δ)。

3.3

損耗角正切 tanδ loss tangentδ

介質(zhì)損耗因數 dielectric loss factor

介質(zhì)損耗角正切值。

3.4

介電常數 εdielectric constant

絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生極化,電容器極板間有電介質(zhì)存在時(shí)的電容量C、與同樣形狀和尺寸的真空電容量C0之比。

注:不同試樣、不同電極的真空電容和邊緣校正的計算參見(jiàn)附錄A。

4、測試電極:

4.1 電極材料

見(jiàn)表1。

表 1 電極材料

電極材料

規格要求

適應范圍

鋁箔和錫箔

鋁箔和錫箔應退火,厚度為0.01mm左右,用凡士林、變壓器油、硅油或其他合適油作為粘接劑

接觸電極用

導電橡膠

體積電阻系數不大于300Ω·cm(交流),邵爾A硬度為40~60,表面應光滑

接觸電極用

表面可鍍防腐蝕的金屬層,但鍍層應均勻*,工作面粗糙度Ra值應不低于3.2

一般做輔助電極用,對軟質(zhì)膠可直接作接觸電極用

導電粉末

石墨粉,銀粉,銅粉等

管狀試樣內電極用

4.2 電極尺寸

4.2.1 板狀試樣電極

4.2.1.1 方法A:板狀電極尺寸見(jiàn)表2,電極如圖1所示。

表 2 板狀試樣電極尺寸 單位為毫米

D1

D2

D3

D4

H1

H2

25.0±0.1

29.0±0.1

40

≥40

30

5

50.0±0.1

54.0±0.1

74

≥74

 

1——測量電極;

2——保護電源;

3——試樣;

4——高壓電極。

圖 1 板狀試樣電極配置(工頻)

4.2.1.2 方法B:采用二電極系統。電極尺寸大小與試樣尺寸相等,或電極小于試樣尺寸。板狀試樣電極直徑為φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。

4.2.2 管狀試樣電極

4.2.2.1 方法A:管狀試樣電極尺寸見(jiàn)表3,電極如圖2所示。

表 3 管狀試樣電極尺寸

L1

L2

L3

g

25

5

≥40

2.0±0.1

50

10

≥74

 

 

1——保護電極;

2——測量電極;

3——高壓電極;

4——試樣。

圖 2 管狀試樣電極配置(工頻)

4.2.2.2 方法B:管狀試樣電極尺寸,電極如圖3所示。

管狀試樣的電極長(cháng)度為50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。

 

1——試樣;

2——上電極;

3——下電極。

圖 3 管狀試樣電極配置(高頻)

4.3 電極裝置

在進(jìn)行高頻測試時(shí),根據測試頻率與測試要求可用支架電極(如圖4),當頻率大于或等于1MHz且小于10MHz時(shí),宜用測微電極(如圖5);當頻率大于或等于10MHz時(shí),應用測微電極。

 

1——上蓋螺釘;

2——上蓋板;

3——升降螺桿;

4——上電極導軌;

5——螺帽;

6——導筒;

7——導槽螺釘;

8——絕緣桿;

9——高壓電極;

10——試樣;

11——測量電極;

12——保護電極;

13——絕緣板(聚四氟乙烯板);

14——絕緣支腳;

15——有機玻璃板。

圖 4 支架電極

 

1——微調管形電容器;

2——測試樣品電容器;

3——上支撐板;

4——上電極;

5——試樣;

6——下電極;

7——底板。

圖 5 測微電極

 

5、測試儀器:

5.1 方法A

5.1.1 測試儀器為工頻高壓電橋,其原理圖如圖6所示。

 

T  試驗變壓器;

C3  標準電容器;

C5  試樣;

R3  可變電阻;

C2、C4 可變電容;

R4  固定電阻;

G-  電橋平衡指示器;

P  放電器。

圖 6 工頻高壓電橋原理圖

5.1.2 測量范圍

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

5.1.3 電橋測量誤差

測量時(shí)誤差不超過(guò)10%,當試樣tanδ小于0.001時(shí)測量誤差不超過(guò)0.0001,電容的測量誤差不超過(guò)5%,標準電容器的tanδ應小于0.0001。

5.1.4 電橋必須有良好的屏蔽接地裝置。

5.2 方法B

5.2.1 方法B的測試儀器有兩種:一種是諧振升高法(Q表),另一種時(shí)變電鈉法。

5.2.1.1 諧振升高法(Q表)

其測試原理圖如圖7所示。

 

A  電流表;

R0  耦合電阻;

L  輔助線(xiàn)圈;

C  標準電容;

C0  試樣;

V、V1 電壓表(用Q值表示)。

圖 7 Q表原理圖

5.2.1.1.1 測量范圍

頻率為50Hz~50MHz,電容40pF~500pF,Q值10~600。

5.2.1.1.2 測量誤差

電容誤差:±(0.5%C+0.1pF),Q值±10%;有關(guān)儀器的測量誤差均為±10%。

5.2.1.2 變電鈉法

其測試原理如圖8所示。

 

C——可調電容;

L——諧振線(xiàn)圈;

CT——管形微調電容;

Cu——主電容;

Cx——試樣。

圖 8 高頻介質(zhì)損耗儀原理圖

6、試樣:

6.1 試樣尺寸

6.1.1 方法A試樣尺寸見(jiàn)表4。

表 4 試樣尺寸 單位為毫米

試樣

尺寸

厚度

板狀

圓形:φ100

正方形:邊長(cháng)100

軟質(zhì)橡膠1.0±0.1

硬質(zhì)橡膠2.0±0.2

管狀

管長(cháng)100

6.1.2 方法B試樣尺寸見(jiàn)表5。

表 5 試樣尺寸 單位為毫米

試樣

尺寸

厚度

板狀

圓形:φ38,φ50、φ100

正方形:邊長(cháng)100

軟質(zhì)橡膠1.0±0.1

硬質(zhì)橡膠2.0±0.2

管狀

管長(cháng)50,管長(cháng)70

6.2 試樣的制備

試樣的制備應符合GB/T 2941的規定,也可以在符合試樣厚度尺寸的膠板上用旋轉刀進(jìn)行裁切,制樣方法的不同,其試驗結果無(wú)可比性。

6.3 試樣數量

試樣的數量不少于3個(gè)。

7、硫化與試驗之間的時(shí)間間隔:

試樣在硫化與試驗之間的時(shí)間間隔按GB/T2941的規定執行。

8、試驗條件:

8.1 試樣表面應清潔、平滑,無(wú)裂紋、氣泡和雜質(zhì)等,試樣表面應用蘸有無(wú)水乙醇的布擦洗。

8.2 試樣應在標準實(shí)驗室溫度及濕度下至少調節24h。

8.3當試樣處理有特殊要求時(shí),可按其產(chǎn)品標準規定的進(jìn)行。

9、試驗步驟:

9.1 方法A

9.1.1 試驗電壓為1000V~3000V,一般情況下為1000V,電源頻率為50Hz。

9.1.2 按設備說(shuō)明書(shū)正確的連接。

9.1.3 接通電源預熱30min。

9.1.4 將試樣接人電橋C、的橋臂中,加上試驗電壓,根據電橋使用方法進(jìn)行平衡,讀取R3和tanδ或C4的值。

9.2 方法B—諧振升高法(Q表法)

9.2.1 按照Q表的操作規程調整儀器,選定測量頻率,測定C1和Q1的值。

9.2.2 將試樣放入測試電極中,并調節電容器C,使電路諧振,達到大Q值記下調諧電容量C2和Q2的值。

9.2.3 將試樣從測試電極中取出,調節C或測試電極的距離,使電路重新諧振,記下C、或測試電極的校正電容值與Q值,并根據測試值計算出損耗角tanδ與介電常數ε。

9.2.4 其他高頻測試儀器按其說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,通過(guò)測試值計算出損耗角tanδ和介電常數ε。

10、試驗結果:

10.1 方法A

10.1.1 介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)可在電橋上直接讀數,按式(1)進(jìn)行計算:

tanδ=2πfR4C4×10-6…………………………(1)

式中:

π——3.14;

f——頻率50Hz;

R4——固定電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

C4——可變電容值,單位為微法(μF);

10.1.2 介電常數(ε)的計算見(jiàn)表6。

表 6 介電常數的計算

tanδ

板狀試樣

管狀試樣

≤0.1

…………(2)

…………(3)

>0.1

…………(4)

…………(5)

式中:

d  試樣厚度,單位為厘米(cm);

CR  標準電容器電容量,單位為皮法(pF),

R4  固定電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

R3  可變電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

S  電極有效面積單位為平方厘米(cm2);

……………………………(6)

 

L1  管狀試樣測量電極長(cháng)度,單位為厘米(cm);

D  測量電極有效直徑,單位為厘米(cm);

DB  管外徑,單位為厘米(cm);

DA 管內徑,單位為厘米(cm);

g  測量電極與環(huán)電極間距,單位為厘米(cm);

ln  自然對效;

π  3.14。

10.2 方法B

10.2.1 電容的計算

10.2.1.1 諧振升高法

應用支架電極時(shí)按式(7)計算:

Cx=C1-C2+Ca…………………………………(7)

 

應用測微電極時(shí)按式(8)計算:

Cx=C’1-C’2+Ca……………………………(8)

10.2.1.2 變電納法(配用測微電極):

按式(9)、式(10)計算:

Cx=C1-C2+Ca…………………………………(9)

 

其中:Ca…………………………(10)

 

當電極直徑為38mm時(shí),則Ca=1/d

式中:

Cx——試樣的并聯(lián)等值電容,單位為皮法(pF);

C1——電極間距為試樣厚度d,且無(wú)試樣時(shí)諧振電容量,單位為皮法(pF);

C2——有試樣時(shí)諧振電容量,單位為皮法(pF);

C'1——極的校正電容值,單位為皮法(pF);

C'——有試樣時(shí),測微電極間距等于試樣厚度時(shí),測微電極的校正電容值,單位為皮法(pF);

C——試樣的幾何電容量,單位為皮法(pF);

S——電極面積單位為平方厘米(cm2);

d——試樣厚度,單位為厘米(cm)。

10.2.2 介電常數ε的計算

按式(11)計算:

………………………(11)

 

式中:

Cx——試樣的并聯(lián)等值電容,單位為皮法(pF);

d——試樣的厚度,單位為厘米(cm);

D——電極的直徑,單位為厘米(cm)。

10.2.3介質(zhì)損耗角正切tanδ值的計算

10.2.3.1諧振升高法(Q表法)按式(12)計算:

……………………(12)

 

10.2.3.2 變電納法:各種高頻損耗測試儀配用測微電極使用時(shí)按式(I3)計算:

………………………(13)

 

式中:

C’——無(wú)電極時(shí),諧振回路標準電容器指示值單位為皮法(pF);

Q1——無(wú)試樣時(shí),電極間距為d時(shí),諧振Q值;

Q2——電極間有試樣時(shí)的諧振Q值;

△Ci—有試樣時(shí)兩次衰減至諧振峰0.707時(shí),微調電容變化量,單位為皮法(pF);

△C0——無(wú)試樣時(shí)兩次衰減至諧振峰0.707時(shí),微調電容變化量,單位為皮法(pF);

Cx——試樣的并聯(lián)等值電容,單位為皮法(pF)。

10.2.4 管狀試樣測試結果計算

10.2.4.1 試樣電容量按式(14)計算:

Cx=C1-C2…………………………(14)

 

式中:

C1——無(wú)試樣時(shí),諧振電容量;

C2——有試樣時(shí),諧振電容量。

10.2.4.2試樣介電常數按式(15)式(16)計算:

…………………………(15)

 

其中:…………………(16)

 

式中:

L——電極長(cháng)度,單位為厘米(cm);

D1、D2——管外徑和內徑,單位為厘米(cm)。

10.2.4.3 損耗角正切值的計算

與Q表接線(xiàn)柱直接連線(xiàn)時(shí)按式(17)計算:

………………………(17)

 

當高頻介質(zhì)損耗角測試儀與測微電極連接時(shí)按式(l8)計算:

………………………(18)

 

式中:

C1、Q1——無(wú)試樣時(shí),諧振電容量及Q值;

C2、Q2——有試樣時(shí),諧振電容量及Q值;

△Ci——有試樣時(shí)兩次衰減至諧振峰0.707時(shí),微調電容變化量,單位為皮法(pF);

△C0——無(wú)試樣時(shí)兩次衰減至諧振峰0.707時(shí),微調電容變化量,單位為皮法(pF)。

注:不同試驗環(huán)境對試驗結果的影響因素參見(jiàn)附錄B。

10.3 試驗結果以每組試驗結果的中位數表示,取兩位有效數字。

 

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