产品概述
50HZ 工频介电常数介质损耗测试仪 BQS‑13，也叫自动抗干扰精密介损电桥，是面向实验室场景开发的高精度高压电桥测量设备。设备对传统电桥测量实现方式做出优化调整，引入变频电源技术，依托单片机硬件架构以及现代电子电路技术，完成自动频率变换、模 / 数转换、数据运算整套测量流程。
在实际测试作业过程中，设备可以完成介质损耗 tgδ、相对介电常数 εr、试样电容量 Cx 参数的直接读取显示，整套测量流程数字化自动运行，人机交互操作流程简单，能够适配复杂现场电磁环境下的样品检测工作。设备参考多项国内现行检测标准，包含 GB5654、GB1409、GBT1693，测试输出的数据可以对应匹配上述标准的试验要求，可用于电气设备、各类绝缘材料的实验室检测工作。
设备支持正接线测量模式，具备内高压输出、标准选择、标准选择等多项基础设置功能，屏幕可同步展示测试频率、试验电压、环境温度、电容量、介质损耗因数、相对介电常数，同时同步显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等衍生测量参数。设备配套数据上传、存储、打印功能，测试完成之后可对试验数据进行留存输出，方便试验人员整理原始试验记录。
本仪器可以开展电气设备本体以及配套绝缘材料的介质损耗 (tgδ) 和相对介电常数 (ε) 测量工作。在电力相关检测场景，可对接变压器、互感器、套管、电容器、避雷器等相关试样检测，同时也可以面向各类电工绝缘材料试样开展实验室性能检测。设备设置变频抗干扰工作模式，工作频率区间覆盖 40‑70Hz，除 50Hz 工频测试之外，也可在该频率区间内完成变频条件下的介电性能试验，适配不同试验方案的频率设定需求。
在高压输出配置层面，仪器内置高压输出单元，最高可以输出 10KV 测试电压，电压调节分辨率可达 1V，电压档位可以根据被测试样实际工况、样品耐压等级灵活设置。设备区分内施高压、外施高压两种工作模式，两种模式对应不同的电容量测试区间，面对大电容试样，可搭配外接量程扩展器，拓展测试能力，实现大电流工况下高压电器样品的介损检测。设备预留标准 RS232 计算机接口，能够和外部计算机设备建立通讯，实现测试数据对外传输，便于批量试验的数据归集处理。整机采用 8U 标准机箱结构，整机重量 25kg，适配实验室标准机柜安放，也可以作为独立台式设备放置试验台面开展检测。
工作原理说明
传统电桥测量装置，大多依靠电桥平衡的物理调节方式完成样品参数测算，依靠手动调节桥臂元器件，让电桥达到平衡状态，再读取桥臂元件参数换算得到被测样品的电容量、介质损耗数值。这种经典测量方式，在实验室理想电磁环境中可以得到可用的测试结果，但现实检测环境中，空间会分布大量工频电磁干扰信号，周围高压设备、动力线缆都会向外辐射电磁场，这些干扰信号会耦合进入测量回路，造成电桥难以调平，测试数据波动大，重复性变差，需要反复多次调节电桥桥臂，测试耗时较长，对操作人员操作熟练度也有较高要求。
BQS‑13 测试仪跳出传统手动平衡电桥的工作逻辑，采用变频电源技术作为测量信号发生单元。测量信号源输出可变换频率的高压激励信号施加到被测介质样品两端，被测样品在交变高压电场作用下，会产生极化效应，同时伴随介质损耗现象，样品会输出对应的电流信号。仪器采集电压回路信号以及被测样品的电流回路信号，把模拟形式的电压、电流信号送入模数转换单元，将模拟电信号转换为数字信号，交由单片机系统完成运算处理。
单片机系统完成信号采集之后，对电压信号、电流信号做幅值提取、相位解析运算，通过电压与电流之间的幅值关系计算出被测样品的电容量 Cx；通过电压与电流二者之间的相位差，换算得到介质损耗因数 tgδ；结合输入仪器的样品电极尺寸、试样厚度等物理尺寸参数，系统运算输出相对介电常数 εr。整套信号变换、采样、计算流程由设备自动完成，不需要人工调节桥臂。
设备变频抗干扰机制的实现逻辑：现场环境中存在的干扰大多以 50Hz 工频干扰为主，仪器可以对激励信号频率做偏移处理，避开环境干扰的主频率，后续在数字运算环节，再把目标测试频率下的真实参数还原出来，以此降低空间电磁干扰对测量结果带来的影响，改善复杂电磁环境下的数据稳定性。
整套测量流程：设置试验参数（测试频率、测试电压、接线模式）→输出高压激励信号→采集电压电流模拟信号→模数转换→单片机完成数据运算→屏幕直接输出 Cx、tgδ、εr 等测量结果；同时系统同步计算功率、功率因数等辅助参数，支持数据存储、打印、上传。
核心技术指标
说明：Cx, tgδ, ε 可直接显示
准确度： Cx: ±(读数 × 0.5 %+0.5 pF) tgδ: ±(读数 ×0.5%+0.00005) 分辨率 0.000001 ε: ±0.5%
抗干扰指标：变频抗干扰 (40‑70Hz)，最大输入电流 5A
内置最高 10KV 测试电压输出，可调分辨率 1V
电容量范围： 内施高压：3pF~60000pF/10kV；60pF~1μF/0.5kV 外施高压：3pF~1.5μF/10kV；60pF~30μF/0.5kV
外接量程扩展器时可以测试几千安培下高压电器的介损值
分辨率：最高 0.001pF，4 位有效数字
计算机接口：标准 RS232 接口
外形尺寸：8U 标准机箱
仪器重量：25kg
主要功能详解
1、多种接线模式适配不同试样条件
仪器支持正接线测量模式，区分内施高压、外施高压两种工作方式。内施高压模式，仪器内部高压单元直接向被测试样施加高压，样品低压端接入仪器测量输入端，适合绝缘性能良好、样品低压侧可以安全接地隔离的试样，常见于绝缘板材、薄膜、橡胶小块试样等实验室小样测试。外施高压模式，外部高压源施加电压到被测样品，仪器只负责采集低压侧测量信号，适合大型高压电气设备本体检测，例如变压器套管、互感器、电力电容器整机检测。两种接线模式对应不同的电容量测试区间，操作人员根据被测样品类型、电容预估数值，选择对应的接线方式，保障测试落在设备有效量程区间。
2、参数设置单元
设备可以完成设置频率、设置模式、设置电压、高压选择、标准选择多项参数配置。设置频率可以在 40‑70Hz 区间完成设定，满足 50Hz 工频标准试验以及变频对比试验需求；设置电压可按照 1V 分辨率完成电压设定，结合样品耐压，选择合适试验电压，避免试验电压过高造成样品击穿损坏。标准选择功能用于切换内部标准器件，为测量运算提供参考基准，保障整套测量的溯源性。
3、多参数同步显示
仪器显示屏可同时展示多类试验信息，包含试验时间、环境温度，设置的测试频率、试验电压，被测样品核心参数 Cx（电容量 pF）、tgδ（介质损耗因数 %）、εr（相对介电常数）；同时展示 U 电压、I 电流、Q 无功、S 视在功率、P 有功功率、COSΦ 功率因数等辅助参量。多参数同时展示，试验人员可以直观观察试验回路状态，判断测试回路是否存在异常，辅助排查接线、样品状态带来的异常现象。
4、数据存储、打印、上传功能
试验结束得到测量结果后，设备本地可以完成试验数据存储，把单组或者多组测试记录保存在仪器本地，方便后续回看历史试验记录。配套打印功能，可外接打印设备输出纸质试验记录，纸质记录包含全部测试条件与测试结果，满足实验室纸质存档的管理要求。RS232 通讯接口实现数据上传，仪器把测试条件、全部测量参数传输至外部计算机，计算机端软件可以完成数据接收、归档，方便大批量样品试验的数据整理，减少人工抄写记录带来的人为失误。
5、量程扩展能力
仪器本体具备固定电容量测试区间，遇到电容量很大的高压电器样品，可外接量程扩展器，拓展设备测试上限，能够完成几千安培工况条件下高压电器样品的介损检测，扩大设备的试样覆盖范围。
适用检测标准解读
BQS‑13 50HZ 工频介电常数介质损耗测试仪，对应 GB5654、GB1409、GBT1693 几项国内标准，不同标准针对不同类型被测对象，对试验条件、样品制备、数据处理做出规范。
GB1409，是固体绝缘材料在工频下测量介电常数和介质损耗因数的常用标准，标准规定固体电工绝缘材料，在工频电压条件下，介电常数、介质损耗因数的测试方法，包含试样制备要求、电极结构、环境预处理条件、试验电压选取、试验环境温湿度条件，适用于塑料、橡胶、层压板、云母制品等各类固体绝缘小样的实验室检测，本仪器可以匹配该标准的试验条件，完成对应样品测试。
GB/T1693，针对硫化橡胶材料，规定橡胶材料工频条件下介质损耗因数、介电常数测试方法。橡胶类绝缘材料大量用于电缆护套、避雷器外套、高压绝缘密封件等电力部件，该标准对橡胶试样厚度、电极处理、试样环境调节都有明确规定，设备可以按照标准开展橡胶绝缘试样的介电性能检测。
GB5654，液体绝缘介质相关测试标准，针对绝缘油等液态绝缘介质，规定液体试样介质损耗因数测量方法。变压器油、电容器浸渍油这类液态绝缘介质，是电力设备内部重要绝缘介质，仪器搭配适配的液体测试电极池，就可以完成液体绝缘介质的介损检测。
开展检测工作时，除仪器设备本身之外，还需要按照对应标准完成样品制备、电极处理、温湿度环境控制。试样的厚度、表面平整度、电极接触状态，环境温度湿度，都会对介电常数、介质损耗测试结果产生影响。相同的材料，温度发生变化，材料内部极化过程会发生改变，介质损耗数值会随之变化；湿度大的环境，样品表面吸附水汽，会造成表面泄漏电流增大，带来 tgδ 测试结果偏大。因此实验室检测，需要严格遵循标准对样品预处理、环境条件的相关规定，保证试验结果具备可重复性与对比价值。
应用领域详解
电力行业
电力行业是介电常数与介质损耗测试的重要应用场景，电力系统中大量高压电气设备依靠绝缘介质实现电气隔离，绝缘介质性能直接关系设备运行安全。绝缘材料随着运行时间推移，会出现受潮、老化、杂质侵入、局部缺陷等问题，材料的介质损耗会发生明显变化，通过介损测试，可以掌握绝缘介质的状态。
变压器相关检测：变压器内部包含多种绝缘介质，绝缘纸板、皱纹纸、聚酯薄膜、层压绝缘板以及变压器油。可以对变压器绝缘油开展介质损耗测试，油样介损数值上升，往往代表油中混入水分、杂质，或是油发生老化变质；对于固体绝缘纸板、薄膜样品，取样做实验室介电性能检测，可以评估绝缘材料的老化程度。
互感器与套管检测：电压互感器、电流互感器，高压套管，大量使用环氧树脂浇注绝缘、瓷绝缘配套辅助绝缘材料。对这类绝缘试样开展 tgδ 和介电常数测试，可以对比不同批次原材料性能；开展加速老化试验，跟踪老化过程中介电参数变化，分析材料寿命变化规律。
电力电容器：电容器内部薄膜介质、浸渍介质，介电常数决定电容设计容量，介质损耗因数直接影响设备运行发热。介质损耗过高，设备运行过程发热加剧，会加速介质老化，严重时引发热击穿。通过仪器检测电容器介质原材料，筛选性能合格介质材料。
避雷器配套绝缘件：避雷器外部硅橡胶外套，以及内部绝缘支撑构件，需要开展介电性能检测，评估材料在交变电场下损耗水平，支撑材料选型、来料检验工作。
高分子橡塑材料行业
高分子橡塑绝缘材料，广泛应用电气装备内部，各类工程塑料、绝缘橡胶、树脂基复合材料，都需要评价介电性能。
工程塑料：POM、PA、PC、PPS、PEEK 等改性工程塑料，大量用于电气开关、接线端子、绝缘结构件。材料配方改性、填料添加都会改变介电常数与介质损耗。研发阶段，工作人员通过测试，对比不同配方试样的介电参数，筛选适配电气工况的配方；来料质检环节，对进厂塑料原料制成标准试样，检测介电性能，管控原材料品质。
绝缘橡胶材料：硅橡胶、乙丙橡胶等橡胶材料，用于电缆绝缘层、高压设备橡胶密封件、避雷器外护套。橡胶经过老化、紫外线照射、湿热环境作用之后，分子结构发生改变，介质损耗会上升。可以开展老化前后试样对比测试，评价橡胶耐老化性能。
树脂与玻纤复合材料：环氧浇注树脂，玻纤增强绝缘板材、棒材、管材。电工环氧浇注料用于互感器、绝缘子浇注成型，树脂固化工艺、填料配比都会影响介电性能。仪器可以用来评估固化工艺改变带来的性能变化，开展配方迭代试验。
电子电路板与封装材料行业
电子行业电路板基材、芯片封装介质，对介电性能有明确要求，高速信号传输场景，介电常数、介质损耗会直接影响信号传输质量。
PCB 印制电路板基材：FR‑4 普通基板、铝基板、高频微波基板、聚酰亚胺基板。高频高速电路板，需要较低且稳定的介电常数，较小介质损耗。如果介质损耗偏大，信号经过电路板基材会产生更多损耗，造成信号衰减。研发、来料检验环节，制作标准板材试样，使用本仪器完成工频条件下介电常数、介质损耗测试，完成基材性能评价。
芯片封装材料：环氧塑封料、封装基板、绝缘导热胶。芯片在工作过程会产生交变电场，封装介质如果介质损耗过高，交变电场下介质会产生额外发热，加剧芯片工作温升，影响器件长期工作稳定性。通过介电性能测试，对封装介质开展性能评估。
电子电容器介质：陶瓷介质、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜，是薄膜电容、陶瓷电容的核心原材料。原材料介电参数，决定电容器成品电气指标，实验室对介质薄膜、陶瓷片试样开展测试，支撑电容原材料筛选和产品研发。
射频微波相关基材：射频天线、5G 器件所用微波介质基板，需要评价介电参数。工频测试可以作为基础性能参考，结合其他频率测试手段，完成材料综合评价。
新能源产业
新能源领域，光伏、储能、动力电池系统，大量使用高压绝缘介质，介电性能检测是材料评价的重要一环。
光伏组件材料：光伏背板、EVA 胶膜、POE 封装胶膜。光伏组件长期在户外环境运行，经受温度循环、紫外线、湿气侵蚀。封装胶膜、背板绝缘性能会随老化发生变化。截取标准试样，开展介质损耗、介电常数测试，对比老化前后参数，评估材料耐候绝缘性能，为光伏封装材料选型提供试验数据。
储能与动力电池系统：动力电池隔膜、电池 PACK 绝缘垫片、高压灌封绝缘胶。动力电池包、储能系统工作电压等级高，内部绝缘介质可靠性关系整套系统安全。对隔膜、灌封胶、绝缘垫片制作标准试样，完成介电性能测试，评估材料在电场条件下损耗特性。
科研院校与第三方检测机构
高校电气学院、材料学院，各类第三方质检研究院所，会大量开展绝缘材料介电性能试验。
高校教学科研：高电压绝缘技术、高分子材料相关专业，开展教学实验，让学生掌握绝缘材料介电参数测试方法；新材料课题研发，比如纳米改性绝缘复合材料，制备改性前后试样，测量介电常数、介质损耗，研究改性工艺对材料极化特性的影响，产出科研试验数据。
第三方检测机构：接收企业送检样品，按照 GB1409、GB/T1693 等标准开展检测，输出检测试验数据，为企业产品认证、材料验收提供检测依据。第三方实验室对设备稳定性、数据可溯源性有较高要求，该仪器可满足实验室常规检测需求。
航空航天、涂料、无机建材等其他领域
航空航天领域，飞行器内部绝缘构件、雷达天线罩复合材料，工作环境温度变化大，需要评价绝缘材料介电特性，实验室可以制作小样开展介电常数、介质损耗测试，作为材料筛选参考。
绝缘涂料行业，环氧绝缘涂层、防腐绝缘涂料，涂层固化之后，取涂覆试样开展检测，获取涂层介电参数，评价涂层绝缘性能水平。
无机电工建材，云母板、电工玻璃、电工陶瓷制品，这类无机绝缘材料，大量用于电工设备耐高温绝缘部件，通过仪器检测样品介电常数与介质损耗，完成材料性能核验。
仪器使用注意事项
该设备属于高压测试仪器，使用过程涉及最高 10kV 高压输出，必须遵守高压实验室安全操作规范，避免人身安全事故。试验操作人员需要熟悉高压试验安全要求，试验台面保持干燥整洁，被测试样摆放平稳，高压接线端子做好绝缘防护。开启高压输出之前确认人员远离高压回路，试验结束之后，必须对被测试样以及回路电容充分放电，再触碰试样和接线端子，防止残余电荷造成电击。
试验电极的选择与处理对测试结果影响明显。固体样品测试，按照标准选用对应的电极，试样表面需要清洁，去除表面灰尘、油污；试样厚度测量需要保证测量精度，厚度数值需要准确输入仪器，仪器会结合厚度与电极面积计算相对介电常数，厚度输入错误会直接造成 εr 计算结果偏差。液体介质测试，需要使用配套液体电极池，保证电极池洁净干燥，避免残留旧样品介质干扰新样品测试。
试验环境温湿度需要予以关注。湿度偏高，样品表面会形成水汽膜，产生表面泄漏电流，抬高介质损耗测试结果。实验室环境尽量控制在标准规定温湿度区间；试样需要按照标准完成环境预处理，将试样放置在规定温湿度环境放置足够时长，使试样达到温湿度平衡，再开展测试。
设备接线区分正接线内高压、外施高压模式，需要核对样品预估电容量，确认被测样品电容量落在仪器对应模式量程之内，超量程测试会造成测量误差增大。如果被测样品电容量超出本机量程，需要搭配外接量程扩展器，不能直接超量程开展检测。
RS232 通讯接口，用于仪器和计算机的数据交互，通讯线缆接线需要按照设备接口定义完成，通讯故障的时候，优先检查接线、通讯参数配置。设备的数据存储功能，本地存储容量有限，重要试验数据建议同时完成打印以及计算机端上传备份，避免仪器本地记录丢失。
设备存放环境，需要放置在干燥通风实验室，避免粉尘、潮湿环境，长期不用时做好防尘防护。设备属于精密测量仪器，避免撞击、剧烈震动，震动会影响内部标准器件性能，影响测量准确度。设备定期按照计量要求开展计量校准，保证测量结果的准确度和溯源性。
测试结果的分析思路
获取 Cx、tgδ、εr 测量数据之后，不能孤立看待单组数据，需要结合试验条件综合判断。
第一，比对同批次多组平行试样。同一种材料制备多块平行试样，平行样品测试结果应该处于合理偏差区间。如果某一块试样数据和其余样品偏差很大，需要排查试样是否存在缺陷、表面污染、电极接触不良，排除样品与接线故障之后，再确认材料本身性能。
第二，对比参考标准限定值。对应材料产品标准，一般会给出介电常数、介质损耗因数的参考限值，将实测数据和标准限值对比，判断样品是否达到指标要求。
第三，对比老化前后的测试数据。做材料老化试验时，同一批次样品，老化前测试一组基准数据，经过热老化、湿热老化、紫外老化之后，再次测试，观察 tgδ、εr 变化趋势。多数绝缘高分子材料老化之后，介质损耗 tgδ 数值呈现上升趋势，可以借助参数变化评价老化带来的性能劣化。
第四，关注试验电压带来的变化。部分绝缘介质，介质损耗会随试验电压发生变化，在不同电压等级下完成测试，观察 tgδ‑U 变化曲线，也可以辅助判断材料内部是否存在气泡、分层等内部缺陷。
第五，关注温度对测试结果的影响。介电常数、介质损耗本身和温度相关，高分子材料，温度升高，分子运动加剧，极化损耗会发生改变。对比不同样品性能，尽量保证两组测试的温度条件保持一致，消除温度带来的数据差异。
设备和同类测量方案的对比说明
实验室测量介电常数和介质损耗，常见几类方案：传统手动平衡电桥、数字介损电桥、谐振法测试装置。
传统手动平衡电桥，依靠人工调节桥臂电阻电容，完成电桥平衡，读取桥臂参数换算样品指标。设备成本较低，但是抗干扰能力有限，电磁干扰较强环境电桥很难调平；测试速度慢，对操作人员经验要求高；人为调节环节容易引入人为误差。
BQS‑13 自动高压介损电桥，取消手动桥臂调节环节，依靠单片机 + 模数转换完成自动运算，变频抗干扰技术降低环境电磁干扰带来的影响，测试流程自动化，直接输出 Cx、tgδ、εr，减少人为操作引入的误差，适合实验室大批量样品检测。设备内置高压输出，最高 10kV，满足高压试验条件；同时支持外施高压，既可以做小尺寸材料试样，也可对接大型高压电气设备检测。
谐振法测试设备，多用于高频、射频频段介电参数测量，在 50Hz 工频条件下，谐振方案实现难度较高，工频检测场景适用性有限。
不同测试设备，都有自身适配的频率区间、电压区间、量程范围，选型时需要结合自身样品类型、试验电压、测试频率要求综合选择。本仪器主要面向 40‑70Hz，重点 50Hz 工频条件，高压工况下绝缘材料、电气设备的介损与介电常数检测。
试验样品常见问题说明
在实际试验过程中，经常遇到测试数据异常的情况，简单梳理常见诱因。
1、介质损耗 tgδ 数值偏大：常见原因包含样品受潮、样品表面有油污灰尘，环境湿度大带来表面泄漏；电极接触不良；接线绝缘外皮老化漏电；试验回路接地处理不到位。处理方式：清洁样品表面，对样品做烘干预处理；降低实验室环境湿度；检查电极压紧状态；检查接线绝缘。
2、数据重复性差，多次测试数值波动大：大概率来自外界电磁干扰，或者样品接触不稳定，高压回路接触松动。可以开启设备变频抗干扰功能，检查接线端子紧固，试样电极压紧到位。
3、介电常数计算结果偏差：介电常数依靠样品厚度、电极面积以及电容量计算得到。厚度测量误差、厚度参数输入错误，电极尺寸偏差，都会造成 εr 结果偏离真实值。需要精准测量试样厚度，确认仪器内输入的厚度参数与实际试样厚度保持一致。
4、高压升压过程出现击穿报警：试样本身存在孔洞、裂纹缺陷，试验电压超过样品击穿电压，发生击穿。需要降低试验电压，检查试样外观有无破损缺陷。
冀公网安备13010402002588