測量電氣絕緣材料介電常數(shù)儀器測定材料的電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)，采用板狀試樣，也可采用管狀試樣。
在測定電容率需要較高精度時，大的誤差來自試樣尺寸的誤差，尤其是試樣厚度的誤差，因此厚度應(yīng)足夠大，以滿足測量所需要的度。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點間厚度的變化。對1%的度來講，1.5mm的厚度就足夠了，但是對于更高度，是采用較厚的試樣，例如6mm?12mm。
1、范圍
測量電氣絕緣材料介電常數(shù)儀器規(guī)定了在15Hz?300MHz的頻率范圍內(nèi)測量電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)的方法，并由此計算某些數(shù)值，如損耗指數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)中所敘述的某些方法，也能用于其他頻率下測量。
測量電氣絕緣材料介電常數(shù)儀器適用于測量液體、易熔材料以及固體材料。測試結(jié)果與某些物理條件有關(guān)，例如頻率、溫度、濕度，在特殊情況下也與電場強度有關(guān)。
有時在超過1000V的電壓下試驗，則會引起一些與電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)無關(guān)的效應(yīng)，對此不予論述。
2、規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
IEC60247:1978 液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量
3、術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
相對電容率relative permittivity
ε r
電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時，其電容Cx與同樣電極構(gòu)形的真空電容Co之比；
……………………………（1）
式中；
εr——相對電容率;
Cx——充有絕緣材料時電容器的電極電容；
Co——真空中電容器的電極電容。
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，不含二氧化碳的干燥空氣的相對電容率ε r等于1.00053，因此，用這種電極構(gòu)形在空氣中的電容Cx來代替Co測量相對電容率εr時，也有足夠的度。
在一個測量系統(tǒng)中，絕緣材料的電容率是在該系統(tǒng)中絕緣材料的相對電容率εr與真空電氣常數(shù)εr的乘積。
在SI制中，電容率用法/米（F/m）表示。而且，在SI單位中，電氣常數(shù)εr，為：
……………………………（2）
在本標(biāo)準(zhǔn)中，用皮法和厘米來計算電容，真空電氣常數(shù)為:ε0=0.088 54 pF/cm
3.2
介質(zhì)損耗角dielectric loss angle
δ
由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。
3.3
介質(zhì)損耗因數(shù)1） dielectric dissipation factor
tanδ
損耗角δ的正切。
3.4
[介質(zhì)]損耗指數(shù) [dielectric] loss index
ε''r
該材料的損耗因數(shù)tanδ與相對電容率εr的乘積。
3.5
復(fù)相對電容率 complex relative permittivity
εr
由相對電容率和損耗指數(shù)結(jié)合而得到的：
式中：
εr——復(fù)相對電容率；
ε''r——損耗指數(shù)；
ε'r、εr——相對電容率；
tanδ——介質(zhì)損耗因數(shù)。
注：有損耗的電容器在任何給定的頻率下能用電容Cs和電阻Rs的串聯(lián)電路表示，或用電容CP和電阻RP（或電導(dǎo)CP）并聯(lián)電路表示。
并聯(lián)等值電路 串聯(lián)等值電路
式中：
Cs——串聯(lián)電容；
Rs——串聯(lián)電阻；
1）有些國家用“損耗角正切”來表示“介質(zhì)損耗因數(shù)”，因為損耗的測量結(jié)果是用損耗角的正切來報告的。
CP——并聯(lián)電容；
RP——并聯(lián)電阻。
雖然以并聯(lián)電路表示一個具有介質(zhì)損耗的絕緣材料通常是合適的，但在單一頻率下，有時也需要以電容Cs和電阻Rs的串聯(lián)電路來表示。
串聯(lián)元件與并聯(lián)元件之間，成立下列關(guān)系：
式（9）、（10）、（11）中：Cs、Rs、CP、RP、tanδ同式（7）、（8）。
無論串聯(lián)表示法還是并聯(lián)表示法，其介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ是相等的。
假如測量電路依據(jù)串聯(lián)元件來產(chǎn)生結(jié)果，且tanδ太大而在式（9）中不能被忽略，則在計算電容率前必須先計算并聯(lián)電容。
本標(biāo)準(zhǔn)中的計算和測量是根據(jù)電流（ω=πf）正弦波形作出的。
4、電氣絕緣材料的性能和用途
4.1電介質(zhì)的用途
電介質(zhì)一般被用在兩個不同的方面：
用作電氣回路元件的支撐，并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣；
用作電容器介質(zhì)。
4.2影響介電性能的因素
下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強度對介電性能的影響。
4.2.1頻率
因為只有少數(shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的εr和tanδ幾乎是恒定的，且被用作工程電介質(zhì)材料，然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。
電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生，重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的。
4.2.2溫度
損耗指數(shù)在一個頻率下可以出現(xiàn)一個大值，這個頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的，這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)大值位置。
4.2.3濕度
極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加，其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗前和試驗時對環(huán)境濕度進(jìn)行控制是*的。
注：濕度的顯著影響常常發(fā)生在1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)。
4.2.4電場強度
存在界面極化時，自由離子的數(shù)目隨電場強度增大而增加，其損耗指數(shù)大值的大小和位置也隨此而變。
在較高的頻率下，只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場強度無關(guān)。
