产品概述
在电力变压器、电抗器、高压电器设备当中，绝缘纸板是十分关键的固体绝缘构件，大量应用于绕组层间隔离、匝间绝缘、垫块、隔板等位置。绝缘纸板的相对介电常数、介质损耗角正切是评价绝缘材料电气性能的两项核心指标，直接关系高压设备内部电场分布、介质发热情况以及设备长期运行的安全稳定性。在交变电场的作用之下，绝缘纸板内部会发生极化现象，介电常数表征材料储存电场能量的能力，介质损耗反映电场作用下材料内部能量转化为热量的程度。如果绝缘纸板存在受潮、老化、工艺缺陷，介电常数以及介质损耗数值会发生明显变化，通过标准化测试获取两项指标，就可以对绝缘纸板原材料品质、老化状态、改性工艺效果开展评估，是变压器制造企业、绝缘材料生产工厂、电力科学研究院、第三方检测机构必不可少的检测环节。
GB/T1409‑2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法》，是国内固体绝缘纸板、各类电工绝缘板材介电性能检测的重要标准，该标准修改采用 IEC 60250 国际标准，明确规定试样制备、电极结构、测试环境、试验步骤、数据计算等全套试验要求，测试设备需要匹配标准当中对测量精度、测试模式、电极系统的相关规定，才能够得到具备溯源性、可以用于质量判定的试验数据。GB/T1409 绝缘纸板介电常数介质损耗测试仪 BQS‑13，也就是自动高压介损电桥，以数字化自动电桥测量原理为基础，适配绝缘纸板、电工纸板、复合绝缘板材、橡胶、陶瓷、环氧树脂等固体绝缘试样，也可以兼容部分液体绝缘介质的测试工作，完全贴合 GB/T1409‑2006 标准的试验要求，为绝缘材料介电性能检测提供完整硬件解决方案。
在传统介损检测工作当中，老式手动西林电桥存在诸多现实局限。手动电桥需要操作人员反复调节电阻电容档位完成电桥平衡，操作步骤繁琐，对操作人员专业能力要求较高；工频 50Hz 测试模式很容易受到实验室周边大功率设备的电磁干扰，造成读数跳动、数据重复性变差；测试完成之后需要人工记录电容、损耗读数，再代入公式手动计算相对介电常数，整个过程会引入人为计算偏差；缺少自动化的数据存储、记录导出功能，试验记录依靠纸质归档，溯源管理不便；高压输出档位少，电压调节粒度大，很难按照标准完成多电压梯度的对比试验。部分简易阻抗分析仪无法输出高压，只能够在低压条件开展测试，不能够模拟绝缘纸板在高压工况之下的真实介电表现，测试结果和实际设备运行工况存在差距。
BQS‑13 自动高压介损电桥针对上述痛点进行整体优化，集成高压电源模块、变频抗干扰单元、数字化电桥采集模块、中央处理单元与彩屏人机交互系统。仪器可以选用内施高压或者外施高压两种工作模式，内置最高 10kV 高压输出，电压可以精细设定；搭载 40‑70Hz 变频抗干扰技术，当实验室存在工频电磁干扰时，可以切换异频测试模式，降低外界电磁场对测量结果带来的影响。仪器自动完成电桥平衡，直接采集电容量 Cx、介质损耗 tgδ，输入试样厚度、电极尺寸之后，设备内部自动运算输出相对介电常数 ε，省去人工换算步骤。整机具备自动量程切换、试验数据本地存储、历史记录查询、数据通讯导出等功能，搭配标准三电极测试装置，适配绝缘纸板这类板材试样的测试需求，降低操作人员的操作门槛，提升试验结果的重复性，满足研发试验、来料检验、型式检验等不同场景使用需求。
绝缘纸板介电测试一般采用三电极系统，包含高压电极、测量电极、保护电极。保护电极可以消除试样表面泄露电流带来的测量误差，这对于纸板这类固体板材试样尤为关键。测试的时候，将裁切好的绝缘纸板试样平整放置在三电极中间，电极和试样表面保持良好贴合，仪器施加规定的交流高压，采集试样等效电容与介质损耗，结合试样厚度、电极有效面积，计算得到相对介电常数。同批次试验需要准备多块平行试样，同时严格控制试验环境温度、湿度，湿度变化会直接改变绝缘纸板受潮程度，进而改变介电常数和介质损耗测试结果，试验环境条件需要随同测试结果一同记录归档。
整机结构与核心部件说明
GB/T1409 绝缘纸板介电常数介质损耗测试仪 BQS‑13 整机主要由主机机箱、内置高压电源单元、变频信号发生单元、数字化电桥测量模块、彩屏人机交互单元、通讯接口、配套三电极测试装置、屏蔽测试腔体等部分组成。
主机机箱集成全部核心电路模块，机箱外壳具备屏蔽作用，降低外部电磁信号侵入仪器内部。内置高压电源单元支持内施高压模式，电压设定区间 0.5‑10kV，电压调节分辨率可以达到 1V，用户可以根据标准或者工艺要求，设置非整数的电压数值，输出电流 200mA。除了内部升压模式，仪器还支持外施高压模式，可以对接外部高压源，适配部分特殊工况测试需求。高压回路具备过流、过压保护机制，出现异常工况自动切断高压输出，保障人员与设备硬件安全。
变频信号发生单元输出 40‑70Hz 测试频率，支持单频设置以及自动双变频模式，当实验室周边存在变频器、电机、高压设备，工频干扰较强的时候，启用变频抗干扰模式，避开 50Hz 工频干扰频率，改善测量数据的稳定性。试验电流覆盖 5μA‑5A，既可以满足绝缘纸板小电容试样微弱信号采集，也可以适配大容量试品的测试工作。
数字化电桥测量模块是仪器测量核心，采用变压器电桥测量原理，自动完成电桥平衡调节，不需要人工调节档位。模块完成电容量、介质损耗角正切信号采集，具备多档位自动量程切换，针对大小差异较大的试样，仪器自动切换适配测量量程。电容量 Cx、介质损耗 tgδ 采集完成之后，读取操作人员录入的试样厚度、电极几何参数，处理器按照 GB/T1409 标准的计算公式自动运算，输出相对介电常数 ε 的结果，不需要操作人员手动进行公式计算。
彩屏人机交互单元，所有试验参数设置、模式选择、实时数据查看、历史记录调取都在彩色屏幕完成。屏幕直观显示 Cx、tgδ、ε、测试电压、测试频率、试验时间等信息，操作人员可以完成测试模式切换、高压参数设置、频率模式设置、试样参数录入，操作流程可视化，便于现场人员学习使用。
仪器配备对外通讯接口，支持数据对外输出，可以连接计算机上位机，实现测试数据上传、远程参数设置，便于接入实验室信息化管理系统，完成大批量试验数据汇总、报告生成。测试原始数据可以导出保存，方便试验资料长期归档留存。
三电极测试装置是绝缘纸板测试的关键配套部件，由高压电极、测量电极、保护电极组成，保护电极用来旁路试样表面泄露电流，消除边缘效应带来的测量误差。测试装置放置于屏蔽腔体内部，屏蔽壳体可以隔绝外界空间杂散电场，进一步提升小损耗绝缘纸板试样的测量准确度。电极表面需要保持平整洁净，不能存在划痕、氧化、油污，电极和试样之间保证充分贴合，避免试样和电极之间出现空气间隙，空气间隙会造成电容测量出现明显偏差，最终影响介电常数计算结果。
整机标准配置包含 BQS‑13 主机一台，三电极固体试样测试装置一套，高压屏蔽连接线，通讯数据线，产品使用说明书，合格证等配件。开箱完成安装调试之后，即可开展绝缘纸板以及其他固体绝缘材料介电性能检测。
性能参数
准确度： Cx：±(读数 ×0.5%+0.5pF) 配合三电极测试系统 Cx：±(读数 ×0.2%+0.5pF) tgδ：±(读数 ×0.5%+0.00005) 配合三电极测试系统 tgδ：±(读数 ×0.2%+0.00005) 在测试绝缘材料时可以直接显示相对介电常数 ε，配合三电极系统测试时 ε：±(读数 ×0.5%) 分辨率：0.001pF，4 位有效数字 tgδ 范围：不限，分辨率 0.00001，电容、电感、电阻三种试品自动识别。 试验电流范围：5μA~5A 内施高压：设定电压范围：0.5~10kV 输出电流：200mA 升降压方式：电压随意设置。比如 5123V。 试验频率：40‑70Hz 单频随意设置；50±0.1Hz 至 50±10Hz 自动双变频；60±0.1Hz 至 60±10Hz 自动双变频；频率精度：±0.01Hz 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 支持内施高压、外施高压两种测试模式；自动量程切换；变频抗干扰功能；直接读取 Cx、tgδ、ε，无需人工换算；本地试验数据存储；支持上位机通讯；配套三电极测试系统，适配固体板材试样测试。
完整试验操作流程详解
试验前期准备工作
开展绝缘纸板介电常数与介质损耗测试，前期准备分为试样制备处理、实验室环境确认、仪器开机检查、电极装置检查多个环节，准备工作的质量，直接决定测试数据可靠性。
试样制备与状态调节，绝缘纸板试样按照 GB/T1409‑2006 标准要求进行裁切，试样尺寸大于三电极测量电极外径，试样表面平整，无褶皱、孔洞、裂纹、油污，试样厚度均匀。纸板材料极易吸收空气中水分，含水率对介电常数和介质损耗影响显著，试样必须按照标准完成状态调节，在规定温湿度环境下放置足够时间，平衡试样含水率。同一批次准备多块平行试样，用于验证测试结果重复性。试样拿取尽量佩戴手套，不要用手直接触碰试样测试区域，防止手上油脂、汗液污染试样表面，引入表面泄露电流，干扰测试结果。
实验室环境确认，仪器放置位置保持稳固，设备接地端子必须可靠接地，接地是高压介损仪器安全操作同时也是测量精度保障的重要条件。实验室记录环境温度、环境相对湿度，试验温湿度条件随同试验结果一起记录。仪器周边远离大功率电机、变频器、高频设备，这类设备会产生电磁干扰；如果现场干扰无法规避，后续测试可以启用变频抗干扰模式。实验室具备高压试验安全操作空间，高压测试过程无关人员远离测试腔体。
仪器与电极装置开机前检查，检查主机电源线、高压屏蔽连接线，线缆无破损，连接接头完好。打开屏蔽测试腔体，检查三电极装置，电极表面擦拭清洁，去除灰尘、纸板碎屑、油污，电极无氧化、磕碰变形。确认保护电极连接牢靠，屏蔽腔体接地连接正常。
接通主机交流电源，打开仪器电源开关，仪器启动完成系统自检，观察屏幕自检信息，确认无硬件告警提示。精密介损测量仪器，开机之后建议预热 30 分钟左右，让内部电路达到热稳定状态，再正式开展测试，降低温漂带来的测量偏差。
在彩屏交互界面完成基础参数设置，选择测试模式，绝缘纸板固体板材试样优先选用内施高压模式；设置本次试验需要施加的测试电压；选择测试频率，工频条件选择 50Hz，现场干扰大的工况切换自动双变频抗干扰模式；录入试样实测厚度，录入三电极有效电极面积参数，仪器依靠这两项参数自动完成相对介电常数 ε 计算。参数设置完成保存，准备装放试样。
试样安放与测试启动
打开屏蔽腔体，抬起三电极上电极，将经过状态调节的绝缘纸板试样平整放置在下电极上面，试样位置居中，完全覆盖测量电极与保护电极区域，试样不触碰屏蔽腔体内壁。平稳放下上电极，保证电极和纸板试样表面均匀紧密贴合，不存在明显空隙，空隙会引入附加空气电容，造成测试误差。关闭屏蔽腔体舱门。
再次核对屏幕上的全部设置参数：测试模式、高压电压、测试频率、试样厚度、电极参数确认无误。确认测试腔体内部没有遗留杂物，人员远离高压带电部位。在屏幕界面点击启动测试，仪器自动执行升压，电桥自动完成平衡，采集 Cx、tgδ 数据，自动计算输出相对介电常数 ε。
测试过程当中屏幕实时显示各项测量数值，等待仪器测量稳定读数锁定，记录或者保存本组试样测试数据。单块试样测试完成，仪器自动降压，高压回路放电完成之后，才可以打开屏蔽腔体，更换下一块平行试样。依次完成同批次多块平行试样的检测。
试验结束、数据保存与后处理
全部试样测试完成之后，仪器高压归零，确认高压回路充分放电。打开屏蔽腔体，取出已经测试完成的绝缘纸板试样。清理三电极电极表面，清除纸板留下的纸粉碎屑，为下一次测试做好准备。
试验数据可以在仪器本地进行存储，存储内容包含试样编号、测试电压、测试频率、Cx、tgδ、ε、试验时间、环境温湿度相关信息。可以在仪器屏幕查询历史试验记录；也可以通过通讯接口，将全部试验数据传输至计算机上位机，在电脑端完成数据整理，生成试验报告，报告当中完整记录执行标准、试样信息、环境条件、每一块试样的测试结果、平行试样平均值等内容。
全部检测工作结束，关闭仪器高压输出，关闭主机电源。整理线缆，整理试验现场。长期不使用设备，做好仪器防尘防护。
高压操作重要提示：每次打开屏蔽腔体之前，务必确认仪器电压归零，高压回路完成放电，防止残余高压带来触电风险。
各行业实际应用场景
变压器与高压电器制造行业
油浸式电力变压器大量使用绝缘纸板作为内部绝缘构件，纸板的介电常数、介质损耗，直接影响变压器内部电场分布，介质损耗过大还会造成介质发热，长期运行加速绝缘老化。变压器生产厂家使用 BQS‑13 开展绝缘纸板原材料入厂检验，对每一批次进厂电工纸板抽样检测，核验介电性能指标，筛选合格原材料；研发阶段对比不同配方、不同热压工艺生产的绝缘纸板，评估工艺改变对介电性能带来的影响；部分情况下，也会对经过老化试验之后的纸板试样测试，评估材料老化之后介电性能变化，为变压器绝缘寿命评估提供试验依据。除绝缘纸板之外，变压器配套环氧树脂件、橡胶绝缘件也可以使用该仪器开展检测工作。
绝缘材料生产企业
绝缘纸板、电工层压板、复合绝缘板材生产制造企业，需要对出厂产品开展介电性能型式检验。依据 GB/T1409‑2006 标准，检测产品相对介电常数与介质损耗角正切，测试结果作为产品出厂质量报告当中的重要指标。企业研发新型改性绝缘纸板，添加不同填料、调整制浆、热压工艺，通过介电性能测试对比试样之间的性能差异，指导产品配方与生产工艺优化。仪器支持多电压梯度测试，研究电压变化条件下材料介电参数的变化规律，完善产品技术资料。
电力科学研究院、电网系统试验机构
电科院、电力研究院会开展变压器绝缘老化评估相关研究，对退役变压器拆解取出的旧绝缘纸板开展介电性能测试。对比新纸板与运行老化之后纸板的介电常数、介质损耗变化，辅助判断绝缘老化程度，为变压器设备状态评估、剩余寿命分析提供试验数据。同时也承担各类绝缘材料委托检测业务，仪器兼容 GB/T1409 标准，测试结果可用于检测报告输出。
高压电工材料、复合材料研发单位
除绝缘纸板之外，各类固体电工绝缘材料，如云母制品、环氧板材、橡胶绝缘材料、陶瓷介质等，都可以使用本设备开展介电性能测试。科研人员开展新材料开发，研究填料、改性工艺对介电性能的影响，仪器直接输出 Cx、tgδ、ε，变频抗干扰能力可以应对实验室复杂电磁环境，数据可存储、可通讯导出，方便科研人员整理实验数据撰写研究报告。
大专院校、第三方检测实验室
高校电气、材料相关专业，开展绝缘材料教学实验以及课题研究，BQS‑13 自动高压介损电桥可以完成固体绝缘板材介电性能教学与科研测试。第三方检测机构接收来自变压器厂、绝缘材料企业送样，设备满足 GB/T1409‑2006 标准，三电极系统保障固体板材试样测试精度，变频抗干扰适配检测实验室复杂电磁环境，自动计算、数据存储、上位机通讯，适配第三方机构大批量样品检测、出具检测报告的业务需求。
仪器使用注意事项
1、高压安全操作规范，本仪器具备最高 10kV 高压输出，操作人员需要熟悉高压试验安全规范。仪器主机以及屏蔽腔体必须可靠接地，接地连接不允许虚接。打开屏蔽腔体舱门之前，确认仪器高压已经归零，高压回路完成放电，禁止在带高压状态打开舱门。测试运行过程，人员不触碰屏蔽腔体、高压连接线。遇到紧急情况，立刻停止测试，切断高压输出。非操作人员远离测试区域。
2、电极与试样管理，三电极是保障绝缘纸板测试精度关键部件。电极表面保持平整洁净，纸板纸粉、灰尘、油污及时清理；电极出现氧化、磕碰变形，需要做打磨维护或者更换。安放绝缘纸板试样，保证试样和电极充分贴合，不要出现翘曲、空隙；试样严格按照标准做状态调节，控制试样含水率；不要用手直接触碰试样有效测试区域。保护电极接线保持牢靠，保护电极失效，会带来表面泄露电流干扰，造成 tgδ 测试结果偏大。
3、环境与抗干扰，尽量控制实验室环境温湿度，温湿度参数随同试验记录保存。当测试数据出现跳动、重复性变差，首先排查电磁干扰情况，启用 40‑70Hz 变频双变频模式，避开工频干扰；高压屏蔽线缆尽量缩短走线，线缆不要和动力电缆并行铺设。精密测量前仪器充分预热，降低电路温漂带来的影响。
4、模式与参数设置，区分内施高压、外施高压两种模式，绝缘纸板固体试样常规选用内施高压模式。录入试样厚度、电极尺寸参数必须使用试样实测数值，不要直接使用标称理论厚度，厚度输入错误，会直接造成相对介电常数 ε 计算错误。测试电压按照标准或者技术文件设置，不随意超出设备允许电压范围。
5、数据与通讯管理，仪器本地存储试验记录，重要试验建议同时通过上位机导出备份，防止存储介质老化造成记录丢失。修改试样参数之后，确认参数保存生效再启动测试。上位机通讯线缆连接牢靠，通讯异常的时候检查接口、线缆，重启仪器重新建立通讯。
6、设备日常维护，仪器放置环境保持干燥，避免大量粉尘堆积。每次试验结束清理三电极以及屏蔽腔体内部试样碎屑。仪器内部高压单元属于危险部件，操作人员不可以自行拆开主机机箱，内部硬件故障，联系技术支持人员处理。定期按照计量规范，完成仪器计量校验，保障 Cx、tgδ、ε 测量准确度。
常见现象简易排查指引
1、同一块绝缘纸板多次重复测试，介质损耗 tgδ 读数波动大，数据重复性差。 优先确认仪器接地是否牢靠，屏蔽腔体是否完全关闭；检查电极表面是否有纸粉、油污；确认试样安放平整，电极和试样贴合良好；评估实验室电磁环境，如果周边有变频设备运行，切换自动双变频抗干扰模式；确认仪器已经充分预热；检查保护电极接线是否接触不良。
2、测试得到的相对介电常数 ε 计算结果明显偏离材料理论参考值。 核对录入仪器的试样实测厚度，厚度参数输入错误会直接造成 ε 计算错误；检查三电极系统，确认保护电极正常工作；检查试样和电极之间是否存在空气间隙；检查电极有效面积参数录入；确认 Cx 采集读数是否正常。
3、仪器无法升压，高压启动之后立刻保护切断。 检查屏蔽舱门是否完全闭合，部分机型具备舱门联锁保护，舱门未关好禁止升压；检查接地是否正常；查看试样是否发生击穿短路；检查高压连接线有无破损、短路；排查腔体内部是否掉落导电杂物。
4、测试提示试品识别异常，无法完成电桥平衡。 查看高压、测量、保护电极接线是否接错；确认试样没有完全放置到位；检查线缆接头松动；更换已知合格参考试样，判断故障来自试样还是仪器硬件。
5、上位机无法和仪器建立通讯。 检查通讯数据线连接；确认仪器通讯参数设置；重启仪器和上位机软件，重新建立连接。
提示：以上仅作为基础排查指引。仪器内部包含 10kV 高压电路，严禁操作人员自行拆机开盖，出现硬件故障，联系技术人员进行检修，规避高压触电风险。
设备选型参考要点
用户选购 GB/T1409 绝缘纸板介电常数介质损耗测试仪 BQS‑13 这类高压介损电桥设备，需要结合自身检测需求，从多个维度进行比对筛选。 第一，匹配执行标准，确认仪器符合 GB/T1409‑2006 标准的测量方法，支持三电极测试系统。三电极装置对于绝缘纸板这类固体板材必不可少，可以抑制表面泄露电流，保障低损耗板材试样测量准确度。同时确认 Cx、tgδ、ε 的测量准确度指标，核对配合三电极条件下的精度参数。 第二，高压能力，确认仪器支持内施高压模式，内置高压输出范围 0.5‑10kV，电压精细可调，电压分辨率 1V，可以设置非整数电压，满足多电压梯度对比试验的需求；同时具备外施高压拓展模式，应对特殊测试工况。 第三，抗干扰能力，确认仪器具备 40‑70Hz 变频、自动双变频抗干扰功能。变压器、电工材料实验室周边经常存在工频电磁干扰，变频抗干扰模式可以改善复杂环境下数据稳定性。 第四，量程覆盖，核对电容量测试量程、试验电流范围，确认量程可以覆盖绝缘纸板小电容试样，同时兼容其他绝缘材料样品测试；仪器支持电容、电感、电阻试品自动识别，自动量程切换，简化操作流程。 第五，计算与显示功能，仪器可以直接显示 Cx、tgδ、相对介电常数 ε，输入试样厚度、电极参数自动完成计算，不需要人工公式换算，减少人为计算失误。具备本地数据存储，支持上位机通讯导出，方便试验报告归档。 第六，配套电极配置，确认配套完整的三电极固体试样测试装置以及屏蔽测试腔体，电极规格适配绝缘纸板试样。电极、屏蔽腔体是固体板材测试的关键配件，配件缺失会限制设备使用能力。 第七，安全防护，高压回路过压、过流保护，屏蔽舱门联锁保护，可靠接地要求，保障高压试验操作安全。 第八，实验室条件，确认实验室具备可靠接地条件，预留高压试验安全操作空间，尽量规避大功率电磁干扰源。
设备价值总结
GB/T1409 绝缘纸板介电常数介质损耗测试仪 BQS‑13，也就是自动高压介损电桥，主要用于绝缘纸板、电工层压板、云母制品、橡胶、陶瓷、环氧树脂等固体绝缘材料介电性能检测，同时兼容部分液体绝缘介质测试，设备按照 GB/T1409‑2006 标准开展设计，参考 IEC 60250 国际标准试验方法。
仪器支持内施高压、外施高压两种模式，内置 0.5‑10kV 连续可调高压电源；具备 40‑70Hz 单频、自动双变频抗干扰技术，改善电磁干扰环境下测试稳定性；数字化自动电桥，自动完成电桥平衡，采集电容量 Cx、介质损耗 tgδ，录入试样厚度与电极参数之后，自动运算输出相对介电常数 ε，无需人工换算。仪器具备自动量程切换，试验数据本地存储，支持上位机通讯数据导出，搭配三电极屏蔽测试装置，消除固体试样表面泄露电流带来的测量误差，提升绝缘纸板类板材试样测试准确度。
该仪器广泛适配变压器制造企业、绝缘材料生产工厂、电力科学研究院、新材料研发机构、大专院校、第三方检测实验室。可以完成绝缘纸板原材料入厂检验、产品出厂型式检验、老化试样性能评估、新材料配方工艺对比测试，获取可复现、可溯源的介电常数与介质损耗测试数据，为电工绝缘材料研发、生产质量管控、高压电气设备绝缘安全评估提供硬件支撑。
冀公网安备13010402002588