电容器介质损耗及电容量测量

1、介质损耗什么就是介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导与介质极化得滞后效应,在其内部引起得能量损耗。

也叫介质损失,简称介损。

2、介质损耗角δ在交变电场作用下,电介质内流过得电流相量与电压相量之间得夹角(功率因数角Φ)得余角(δ)。

简称介损角。

3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数,就是指介质损耗角正切值,简称介损角正切。

介质损耗因数得定义如下:如果取得试品得电流相量与电压相量,则可以得到如下相量图:总电流可以分解为电容电流Ic与电阻电流IR合成,因此:这正就是损失角δ=(90°-Φ)得正切值。

因此现在得数字化仪器从本质上讲,就是通过测量δ或者Φ得到介损因数。

测量介损对判断电气设备得绝缘状况就是一种传统得、十分有效得方法。

绝缘能力得下降直接反映为介损增大。

进一步就可以分析绝缘下降得原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。

测量介损得同时,也能得到试品得电容量。

如果多个电容屏中得一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显得变化,因此电容量也就是一个重要参数。

4、功率因数cosΦ功率因数就是功率因数角Φ得余弦值,意义为被测试品得总视在功率S中有功功率P所占得比重。

功率因数得定义如下:有得介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不就是介质损耗因数(DF:tgδ)。

一般cosΦ<tgδ,在损耗很小时这两个数值非常接近。

(1) 容量与误差:实际电容量与标称电容量允许得最大偏差范围、一般使用得容量误差有:J级±5%,K 级±10%,M级±20%、精密电容器得允许误差较小,而电解电容器得误差较大,它们采用不同得误差等级、常用得电容器其精度等级与电阻器得表示方法相同、用字母表示:D级—±0、5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%、(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受得最大直流电压,又称耐压、对于结构、介质、容量相同得器件,耐压越高,体积越大、(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量得相对变化值、温度系数越小越好、(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小得、一般小容量得电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆、电解电容得绝缘电阻一般较小、相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小、(5) 损耗:在电场得作用下,电容器在单位时间内发热而消耗得能量、这些损耗主要来自介质损耗与金属损耗、通常用损耗角正切值来表示、(6) 频率特性:电容器得电参数随电场频率而变化得性质、在高频条件下工作得电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小、损耗也随频率得升高而增加、另外,在高频工作时,电容器得分布参数,如极片电阻、引线与极片间得电阻、极片得自身电感、引线电感等,都会影响电容器得性能、所有这些,使得电容器得使用频率受到限制、不同品种得电容器,最高使用频率不同、小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ、不同材质电容器,最高使用频率不同、COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差、贴片电容得材质规格贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同得材质规格,不同得规格有不同得用途、下面我们仅就常用得NPO、X7R、Z5U与Y5V来介绍一下它们得性能与应用以及采购中应注意得订货事项以引起大家得注意、不同得公司对于上述不同性能得电容器可能有不同得命名方法,这里我们引用得就是敝司三巨电子公司得命名方法,其她公司得产品请参照该公司得产品手册、NPO、X7R、Z5U与Y5V得主要区别就是它们得填充介质不同、在相同得体积下由于填充介质不同所组成得电容器得容量就不同,随之带来得电容器得介质损耗、容量稳定性等也就不同、所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同得电容器、一NPO电容器NPO就是一种最常用得具有温度补偿特性得单片陶瓷电容器、它得填充介质就是由铷、钐与一些其它稀有氧化物组成得、NPO电容器就是电容量与介质损耗最稳定得电容器之一、在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率得变化小于±0、3ΔC、NPO电容得漂移或滞后小于±0、05%,相对大于±2%得薄膜电容来说就是可以忽略不计得、其典型得容量相对使用寿命得变化小于±0、1%、NPO电容器随封装形式不同其电容量与介质损耗随频率变化得特性也不同,大封装尺寸得要比小封装尺寸得频率特性好、NPO 电容器适合用于振荡器、谐振器得槽路电容,以及高频电路中得耦合电容、二X7R电容器X7R电容器被称为温度稳定型得陶瓷电容器、当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意得就是此时电容器容量变化就是非线性得、X7R电容器得容量在不同得电压与频率条件下就是不同得,它也随时间得变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%、X7R电容器主要应用于要求不高得工业应用,而且当电压变化时其容量变化就是可以接受得条件下、它得主要特点就是在相同得体积下电容量可以做得比较大、三Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器、这里首先需要考虑得就是使用温度范围,对于Z5U电容器主要得就是它得小尺寸与低成本、对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同得体积下Z5U电容器有最大得电容量、但它得电容量受环境与工作条件影响较大,它得老化率最大可达每10年下降5%、尽管它得容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)与等效串联电阻(ESR)低、良好得频率响应,使其具有广泛得应用范围、尤其就是在退耦电路得应用中、Z5U电容器得其她技术指标如下:工作温度范围+10℃--- +85℃温度特性+22% ---- -56%介质损耗最大4%四Y5V电容器Y5V电容器就是一种有一定温度限制得通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%、Y5V得高介电常数允许在较小得物理尺寸下制造出高达4、7μF电容器、Y5V电容器得其她技术指标如下:工作温度范围-30℃--- +85℃温度特性+22% ---- -82%介质损耗最大5%For personal use only in study and research; not for mercial use。

电容寿命测试方法一、引言电容器作为电子设备中常用的元件之一，其寿命对于设备的可靠性和稳定性起着至关重要的作用。

为了确保电容器在使用过程中能够稳定可靠地工作，需要对其寿命进行测试和评估。

本文将介绍一种常用的电容寿命测试方法，以帮助读者了解和掌握相关知识。

二、测试原理电容寿命测试是通过对电容器进行一系列的电性能测试，来评估其在长时间使用过程中的可靠性和性能稳定性。

测试原理主要包括以下几个方面：1. 直流电阻测试：通过对电容器两端施加直流电压，测量电容器的直流电阻，判断电容器内部的接触情况和电介质的老化程度。

2. 电容值测试：通过对电容器两端施加交流电压，测量电容器的电容值，判断电容器的容量损失情况和电介质的老化程度。

3. 介质损耗角正切测试：通过对电容器施加交流电压，测量电容器的介质损耗角正切，判断电容器的电介质质量和老化程度。

4. 绝缘电阻测试：通过对电容器两端施加直流电压，测量电容器的绝缘电阻，判断电容器的绝缘性能和老化程度。

三、测试步骤电容寿命测试一般按照以下步骤进行：1. 准备测试设备：包括电容器测试仪、电压源、电流源等。

2. 连接电路：按照测试仪器的要求，将电容器与测试仪器进行连接，确保连接正确可靠。

3. 设置测试参数：根据测试要求和电容器规格，设置测试仪器的测试参数，如电压、频率、测试时间等。

4. 进行测试：按照设定的参数，对电容器进行一系列的测试，记录测试结果。

5. 分析测试结果：根据测试结果，评估电容器的寿命和性能稳定性，判断是否符合要求。

6. 结果判定：根据测试结果和要求，判断电容器的寿命是否合格，如果不合格，则需要进行维修或更换。

四、测试注意事项在进行电容寿命测试时，需要注意以下几点：1. 选择合适的测试仪器和设备，确保测试的准确性和可靠性。

2. 严格按照测试要求和标准进行测试，保证测试结果的可比性和可靠性。

3. 注意测试环境的影响，如温度、湿度等因素，确保测试结果的准确性和可靠性。

真空基本知识与电容器介质损耗基本知识一、常用真空名词术语1、真空：工程应用上真空系指低于该地区大气压的稀薄气体状态。

2、真空度：处于真空状态下的气体稀薄程度的习惯用语，用压强表示，以帕为单位。

3、平均自由程：作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞的飞越的平均距离。

4. 压强：单位时间内，气体分子从某一假设的单位平面的两侧通过时，沿该平面的法线方向的动量改变率，或气体分子作用于容器的单位面积上力。

5、流导：真空管道内通过气体的能力，单位为升/秒。

在稳定状态下，管道流导等于通过管道的流量除以管道两端压强差，符号为U，U=Q/（P2-P1）。

6、饱和蒸汽压：在一定的温度下，物质蒸发到空间所能达到的最大压强称为该物质在此温度下的饱和蒸汽压。

电容器的介质油（异丙基联苯，或二芳基乙烷、或十二烷基苯）其饱和蒸汽压也是一定的。

7、吸附：物体表面捕集其它物质粒子的现象，在真空技术中一般指固体表面捕集气体分子。

8、吸收：物体内部通过扩散作用吸入其它物质粒子的现象，在真空技术中一般指固体内部吸气。

9、收附：吸收和吸附的总称。

介吸：收附的逆过程，即固体放出吸收或吸附的气体。

10、气镇：油封机械泵的压缩室上开一小孔，转子转到某一位置空气就通过此孔掺入压缩室以降低压缩比，从而使大部分蒸汽不致凝结和掺入的气体一起被排除泵外的作用称为气镇。

11、放气：在真空状态下，气体从设备表面和材料中自行放出的现象。

12、除气：在真空技术中人为地将气体从设备表面和材料中除去的过程称为除气。

一般采用高温烘烤、辉光放电、电子和离子轰击等方法。

13、抽空时间：将容器从大气压抽到某一指定压强所需时间。

14、气密性：表示真空容器的密封状态。

漏气：也叫实漏，气体通过装置、容器上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。

15、虚漏：不是由于漏孔，而是由于材料的放气、介吸、凝结气体的再蒸发以及焊缝夹层、半通孔中的死空间等到原因引起真空系统中压强上升的现象称为虚漏。

介质损耗角正切值的测量一．实验目的：学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。

二．实验项目：1．正接线测试2．反接线测试三．实验说明：绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征, 介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。

用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷：绝缘介质的整体受潮；绝缘介质中含有气体等杂质；浸渍物及油等的不均匀或脏污。

测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。

目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1型西林电桥。

这种电桥工作电压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操作方法简介如下：⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮⑽．检流计电源插座⑾．接地⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．桥体引出线图2-1 QS1西林电桥面板图1． 工作原理：原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。

高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。

由电桥平衡原理有： 图2-1 QS1西林电桥面板图 BD CBAD CA U U U U =即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1）各桥臂阻抗分别为：将各桥臂阻抗代入式2-？，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得：34R R C C N X ⋅= 44R C tg ⋅⋅=ϖδ （式2-2）在电桥中，R 4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ） （式2-3）即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。