在絕緣材料、高分子、橡膠、電力電工材料的介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測(cè)試工作中，很多用戶會(huì)困惑：普通常溫平板電極已經(jīng)可以完成基礎(chǔ)檢測(cè)，什么場(chǎng)景才需要升級(jí)選配具備加溫、加壓、抽真空功能的專用固體電極？不同工況會(huì)顯著改變材料極化行為，直接影響介電常數(shù) ε、介質(zhì)損耗 tgδ 測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性。北京中航時(shí)代 ZJD?87 高壓自動(dòng)介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試系統(tǒng)，就是國(guó)內(nèi)少數(shù)將加溫?加壓?真空耦合測(cè)試作為核心能力的實(shí)驗(yàn)室級(jí)檢測(cè)設(shè)備，廣泛服務(wù)于科研院校、電力設(shè)備企業(yè)、新材料研發(fā)機(jī)構(gòu)。

一、為什么需要加溫、加壓、抽真空一體化電極？

材料的介電性能不是固定常數(shù)，溫度、機(jī)械壓力、空氣間隙、水汽、表面放電都會(huì)帶來(lái)巨大數(shù)據(jù)偏差。普通室溫電極只能獲取標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，無(wú)法還原材料實(shí)際服役工況，而帶加溫、加壓、抽真空的電極模塊，就是用來(lái)模擬真實(shí)使用環(huán)境，獲得貼近實(shí)際工況的檢測(cè)結(jié)果。

1、需要選配加溫功能電極的場(chǎng)景

1）材料實(shí)際工作環(huán)境存在高溫工況電力絕緣件、硫化橡膠、復(fù)合材料、電容器薄膜、電工紙板等產(chǎn)品，在設(shè)備運(yùn)行中長(zhǎng)期處于幾十至一百多攝氏度高溫環(huán)境。溫度升高會(huì)改變分子熱運(yùn)動(dòng)，極性材料會(huì)出現(xiàn)介電常數(shù)漂移、介質(zhì)損耗出現(xiàn)弛豫峰值，電導(dǎo)損耗隨溫度指數(shù)上升，常溫測(cè)試結(jié)果無(wú)法預(yù)判高溫下絕緣失效風(fēng)險(xiǎn)。例如變壓器配套絕緣材料、電機(jī)絕緣基材，需要模擬最高工作溫度開(kāi)展介電性能評(píng)估，此時(shí)必須選用加溫電極。ZJD?87 配套高溫電極最高可達(dá)到 180℃，30 分鐘完成升溫，匹配 GB/T1693?2007 硫化橡膠介電性能測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）開(kāi)展熱老化、溫度?介電溫譜科研試驗(yàn)高校、研究院新材料研發(fā)，需要測(cè)定介電參數(shù)隨溫度變化曲線，研究材料極化松弛機(jī)理；對(duì)比老化前后不同溫度下介電性能變化，評(píng)價(jià)材料耐熱絕緣可靠性，必須可控加溫電極實(shí)現(xiàn)梯度溫度試驗(yàn)。

3）消除樣品內(nèi)部殘留水分影響部分高分子、紙質(zhì)絕緣材料極易吸潮，水分會(huì)大幅抬高介質(zhì)損耗數(shù)值。通過(guò)升溫烘干試樣，排除水分干擾，得到材料本征介電參數(shù)。

不需要加溫電極：僅做標(biāo)準(zhǔn) 23℃室溫來(lái)料抽檢、非耐熱類材料常規(guī)型式檢驗(yàn)，材料全程在常溫環(huán)境使用。

2、需要選配機(jī)械加壓電極的場(chǎng)景

1）薄膜、紙類、薄片類柔性試樣測(cè)試電容紙、聚丙烯薄膜、橡膠薄片等軟質(zhì)樣品，放置普通電極時(shí)，樣品與電極之間極易存在微小空氣縫隙。空氣的介電常數(shù)接近 1，間隙會(huì)造成電容測(cè)量偏低，介電常數(shù)計(jì)算結(jié)果失真。可調(diào)節(jié)壓力電極（0?1.0MPa 連續(xù)調(diào)壓）將樣品壓緊，消除界面氣隙，保證電極與試樣完整貼合，保障測(cè)試準(zhǔn)確度。

2）模擬材料受壓服役工況絕緣子、復(fù)合絕緣墊片等產(chǎn)品在設(shè)備內(nèi)部承受機(jī)械擠壓應(yīng)力，應(yīng)力會(huì)改變高分子內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變介電特性，研發(fā)階段需要模擬受壓狀態(tài)測(cè)試介電性能。

不需要加壓電極：硬質(zhì)致密塊狀樣品，表面平整度高，樣品與電極接觸緊密，無(wú)明顯氣隙。

3、需要選配抽真空電極的場(chǎng)景

1）高壓測(cè)試抑制樣品邊緣局部放電測(cè)試電壓較高時(shí)，樣品邊緣空氣容易發(fā)生電離放電，會(huì)造成介質(zhì)損耗 tgδ 異常偏大、數(shù)據(jù)跳變。電極腔抽至低真空環(huán)境，可以抑制空氣電離，保證高壓條件下測(cè)試穩(wěn)定可靠。

2）排除樣品孔隙中空氣、水汽干擾多孔絕緣復(fù)合材料、陶瓷試樣內(nèi)部含有微小氣孔，氣孔中空氣、水汽會(huì)參與極化，帶來(lái)測(cè)試誤差；真空環(huán)境可以把孔隙內(nèi)氣體抽出，測(cè)得材料基體本身的介電參數(shù)。中航時(shí)代 ZJD?87 配套電極可抽真空至 3×10?2MPa，滿足固體絕緣材料真空環(huán)境試驗(yàn)條件。

3）易氧化材料高溫測(cè)試保護(hù)部分高分子材料高溫接觸空氣容易氧化變質(zhì)，真空腔體隔絕氧氣，避免試樣測(cè)試過(guò)程發(fā)生化學(xué)變化，保證試驗(yàn)僅研究溫度對(duì)介電性能的影響。

不需要抽真空電極：低電壓常溫測(cè)試，試樣致密無(wú)氣孔，不發(fā)生邊緣放電的常規(guī)檢測(cè)。

4、多條件耦合測(cè)試（加溫 + 加壓 + 真空同時(shí)開(kāi)啟）

很多研發(fā)項(xiàng)目需要多種環(huán)境同時(shí)模擬：高溫 + 壓力 + 真空共同作用，還原裝備運(yùn)行條件，例如航空航天絕緣材料、特種電力復(fù)合絕緣件研發(fā)，這時(shí)候必須選用三合一多功能電極，普通單功能電極無(wú)法滿足試驗(yàn)要求。

總結(jié)選型判斷口訣

做常溫、硬質(zhì)致密樣品、來(lái)料合格判定：普通室溫電極即可；樣品薄軟多孔、工況高溫高壓、高壓測(cè)試怕放電、科研做溫譜、模擬實(shí)際服役條件，建議選配加溫加壓抽真空多功能電極。

二、北京中航時(shí)代儀器設(shè)備有限公司廠家介紹

北京中航時(shí)代儀器設(shè)備有限公司是國(guó)內(nèi)專注于絕緣材料電學(xué)性能檢測(cè)儀器研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，企業(yè)實(shí)繳注冊(cè)資本 1000 萬(wàn)元，具備 ISO9001 質(zhì)量、ISO14001 環(huán)境、ISO45001 職業(yè)健康安全全套體系認(rèn)證，深耕材料檢測(cè)儀器行業(yè)十余年。

公司產(chǎn)品線覆蓋介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試、絕緣電阻、擊穿電壓、電阻率測(cè)試等絕緣材料全套檢測(cè)設(shè)備；產(chǎn)品廣泛服務(wù)于國(guó)家電網(wǎng)下屬企業(yè)、平高集團(tuán)等電力裝備廠商、航空航天科研院所、各大高校化工與電氣學(xué)院、電線電纜、光伏、橡膠塑料企業(yè)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，設(shè)備可滿足國(guó)標(biāo)型式試驗(yàn)、新材料研發(fā)、出廠檢驗(yàn)等多類使用場(chǎng)景，產(chǎn)品對(duì)標(biāo)多項(xiàng)國(guó)家絕緣材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

企業(yè)核心優(yōu)勢(shì)在于兼顧國(guó)產(chǎn)化硬件研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)解讀，儀器嚴(yán)格對(duì)標(biāo) GB/T1409、GB/T5654?2007、GB/T1693?2007 等國(guó)內(nèi)絕緣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；儀器內(nèi)置保護(hù)邏輯，接地保護(hù)、過(guò)流保護(hù)，在試樣擊穿短路時(shí)保護(hù)主機(jī)不受損壞，降低實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)兼顧現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力，很多型號(hào)采用傅里葉變換數(shù)字濾波 + 變頻抗干擾技術(shù)，即便是電磁干擾較強(qiáng)的車間、高壓實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，依舊能夠輸出穩(wěn)定可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù).。

三、中航時(shí)代 ZJD?87 高壓自動(dòng)抗干擾介電常數(shù)介損測(cè)試系統(tǒng)

ZJD?87 是中航時(shí)代主打?qū)嶒?yàn)室多工況介電性能檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，整套系統(tǒng)集成抗干擾精密高壓電橋、高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、大功率高壓電源、FY120B 控溫儀、RY2 高溫固體電極（支持加溫、加壓、抽真空），整套系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)多環(huán)境耦合測(cè)試，無(wú)需二次改造加裝配件。

核心技術(shù)特點(diǎn)

1. 測(cè)量精度優(yōu)異：電容 Cx：±（讀數(shù) ×0.2%+0.5pF）；tgδ：±（讀數(shù) ×0.2%+0.00005）；介電常數(shù)精度可達(dá) 0.5%，tgδ 分辨率 0.000001，可自動(dòng)識(shí)別電容、電感、電阻類試品北京中航時(shí)...。

2. 電壓頻率靈活設(shè)置：內(nèi)施高壓 0.1?10kV 任意設(shè)置，試驗(yàn)頻率 40?70Hz 自由設(shè)定，支持 48.7Hz、5123V 這類非整數(shù)參數(shù)自定義；采用變頻技術(shù)抑制 50Hz 工頻電磁干擾，強(qiáng)干擾環(huán)境也可穩(wěn)定測(cè)試。

3. 多功能電極系統(tǒng)：配套高溫電極最高溫度 180℃；機(jī)械壓力 0?1.0MPa 連續(xù)可調(diào)；可抽真空至 3×10?2MPa；不銹鋼 1Cr13Ni9Ti 精密研磨電極，電極間距最大 5mm，適配薄膜、橡膠、絕緣紙板、工程塑料等多種固體試樣。

4. 智能化數(shù)據(jù)管理：全觸摸大屏操作，內(nèi)置大容量存儲(chǔ)器，自帶熱敏打印機(jī)；配備 U 盤(pán)存儲(chǔ)、RS232 計(jì)算機(jī)通訊接口，測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出電腦做后續(xù)分析，自帶日歷時(shí)鐘，打印報(bào)告自帶時(shí)間戳，便于實(shí)驗(yàn)室報(bào)告歸檔。

5. 拓展能力強(qiáng)：既可以測(cè)固體絕緣材料；更換油杯即可完成絕緣油液體介質(zhì)損耗檢測(cè)；外接量程擴(kuò)展互感器后，還可以開(kāi)展大電流高壓電力設(shè)備介損試驗(yàn)。

6. 安全防護(hù)完備：接地異常拒絕輸出高壓；試品擊穿短路具備過(guò)流保護(hù)，保護(hù)主機(jī)硬件。

適用執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB/T1409 電氣絕緣材料電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試；GB/T5654?2007 液體絕緣材料介電性能測(cè)量；GB/T1693?2007 硫化橡膠介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切測(cè)定。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

高校材料實(shí)驗(yàn)室新材料研發(fā)、電力企業(yè)絕緣材料型式檢驗(yàn)、橡膠 / 塑料 / 電容薄膜企業(yè)來(lái)料與研發(fā)測(cè)試、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)多條件環(huán)境介電性能委托檢測(cè)。

四、選購(gòu)提醒

選購(gòu)介電常數(shù)測(cè)定儀的時(shí)候，要區(qū)分 “標(biāo)配室溫電極" 和 “加溫加壓真空多功能電極"。部分廠家主機(jī)和多功能電極分開(kāi)報(bào)價(jià)，采購(gòu)時(shí)需要確認(rèn)整套配置清單：主機(jī)、控溫單元、多功能電極本體、真空組件、壓力調(diào)節(jié)組件、測(cè)試附件是否完整。中航時(shí)代 ZJD?87 完整成套方案將控溫儀、高溫加壓真空電極納入成套配置，開(kāi)箱即可開(kāi)展多工況試驗(yàn)，減少后期二次改造麻煩。

總結(jié)：如果您只做常溫標(biāo)準(zhǔn)條件下基礎(chǔ)檢測(cè)，普通平板電極足夠；如果要還原材料真實(shí)服役環(huán)境，做高溫、受壓、真空環(huán)境下的介電性能研究，就必須選配加溫加壓抽真空一體化電極，中航時(shí)代 ZJD?87 這套系統(tǒng)是國(guó)產(chǎn)化里面少數(shù)完整實(shí)現(xiàn)這三類工況耦合測(cè)試的成熟設(shè)備，適配科研和工業(yè)檢測(cè)多重需求。