北广精仪石英晶玻璃介质损耗测定仪BQS-13

  该测试仪作为一款集成了变频抗干扰技术、数字信号处理技术与自动化控制技术的现代化电桥，已经在无机非金属材料领域展现了其独特的价值。

  石英玻璃属于高纯二氧化硅基特种无机非金属材料，凭借耐高温、低热膨胀、优异绝缘特性、宽光谱透过率等特点，大量应用于半导体装备、光电器件、高压绝缘零部件、航天配套构件、特种电光源等领域。在高压交变电场工况之下，石英玻璃会产生介质极化与能量损耗，介质损耗角正切 tgδ、相对介电常数 εr，是评价石英玻璃介电性能的两项关键理化指标，同时也是特种玻璃、绝缘陶瓷、工程塑料、橡胶、电力绝缘构件研发与质检的核心测试项目。材料的介质损耗数值，可以反映出材料内部杂质含量、微观缺陷、孔隙、工艺缺陷等情况，当石英玻璃内部杂质含量偏高、存在微小气泡或者加工引入表面污染，都会造成介质损耗数值发生改变。在高压电气应用场景，介质损耗过大会带来材料发热，长时间运行条件下会加速绝缘老化，直接影响零部件运行稳定性与服役周期。因此，无论是石英玻璃原料批次入厂检验、不同熔炼工艺配方对比、成品零部件抽检，还是新材料配方研发，都需要借助专业检验测试设备完成介质损耗、介电常数的定量测试，获取可复现的试验数据，支撑材料性能评估工作。

  石英晶玻璃介质损耗测定仪 BQS‑13，是面向实验室场景开发的自动抗干扰精密高压介损电桥，仪器突破传统人工调节电桥的测试模式，引入变频电源技术，依托单片机数字化处理单元完成自动频率变换、模数转换、数据运算处理，实现全自动数字化测量流程。该设备除适配石英玻璃、石英晶材料介电性能检验测试之外，也能够适用于变压器、互感器、套管、电容器、避雷器等电力设备绝缘部件，同时覆盖各类固体在允许电压下不导电的材料的介质损耗因数 tgδ 与相对介电常数 εr 的检测工作。设备拥有变频抗干扰能力，测试响应速度快，测量精度表现稳定，人机交互流程简化，降低操作人员的实操门槛，适合新材料实验室、玻璃生产企业、电力设备制造工厂、高等院校、第三方检验测试的机构开展日常检测工作。

  在实际实验室测试环境当中，周边大型电机、变频器、高压线缆等设备，会带来工频电磁干扰，普通介损电桥容易受到现场电磁场影响，造成数据漂移、读数波动，对于石英玻璃这类本身介质损耗数值很低的试样，外界干扰带来的误差会对结果产生非常明显影响。BQS‑13 仪器设置 40‑70Hz 变频抗干扰工作模式，可以轻松又有效削弱现场工频电磁噪声对测量结果带来的影响，更加适配工业环境下的实验室检测条件。仪器支持内施高压、外施高压两种测试模式，内置最高 10KV 测试电压输出，电压调节分辨率可达 1V，可以依据石英玻璃试样厚度、标准规定的场强要求灵活设定试验电压。测量完成之后仪器可以直接输出 Cx、tgδ、ε 三项测量结果，不需要操作人员开展复杂换算，配套标准 RS232 计算机通讯接口，支持数据对外传输，方便实验室完成数据记录、存储与报告整理。整套设备采用 8U 标准机箱结构，整机重量 25kg，方便实验室机柜安装摆放，节约实验室台面空间。

  开展石英玻璃介电性能测试工作，除设备本身精度之外，试样制备、表面清洁处理、状态调节、电极选型、接线接地、环境温湿度控制，都会对最终测试结果带来不可忽视的影响。石英玻璃试样表面残留油污、灰尘、水汽，都会增大表面泄漏电流，让介质损耗测试结果出现偏高偏移。BQS‑13 在硬件与功能设计层面，兼顾了低损耗绝缘试样的测试需求，配合三电极检测系统，能够降低表面泄漏对测试带来的干扰，帮助实验室得到更贴合材料本征属性的测试数据。仪器设计制造满足 GB5654、GB1409、GBT1693 有关标准对应的设备条件，能够支撑固体在允许电压下不导电的材料、部分液体绝缘介质按照国标开展试验检测工作。

  本仪器适配多项国内在允许电压下不导电的材料测试标准，分别为 GB5654《液体在允许电压下不导电的材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量》、GB1409《测量电气在允许电压下不导电的材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法》、GBT1693《硫化橡胶 介电常数和介质损耗角正切值的测定》。针对石英玻璃这类无机固体绝缘试样，主要参照 GB1409 标准条款开展试验，该标准明确规定固体电介质介电常数、介质损耗因数的试样要求、电极系统、试验环境、测试流程、数据处理规则。

  操作人员开展石英玻璃试样测试工作前，需要确认所执行标准版本，严格按照标准完成试样裁切、研磨抛光、清洗干燥、状态调节，电极选择与安装、测试电压与频率设定都需要遵循标准的相关规定。需要明确，仪器输出得到的介质损耗、介电常数是实验室受控环境、指定电压频率条件下的试验数值，材料在不一样的温度、不同频率、不同电场强度条件之下，介电性能会发生明显的变化，石英玻璃虽然在较宽频率区间介电参数波动幅度较小，但温度上升依然会带来介质损耗的改变，报告与原始记录中需要写明测试电压、测试频率、环境温湿度等全部试验条件，保障数据可复现、可以横向比对。

  介质损耗角正切 tgδ 与相对介电常数 εr 是电介质材料两项基础介电性能指标。当交变高压施加在绝缘试样两端，电介质内部会发生极化现象，相对介电常数表征材料储存静电能量的能力；介质损耗角正切代表交变电场一个周期之内，材料内部以热能形式损耗的能量和储存能量之间的比值，数值大小反映在允许电压下不导电的材料能量损耗水平。对于石英玻璃这类低损耗在允许电压下不导电的材料，介质损耗数值一般处于很低区间，微小的外界干扰、试样表面污染，都会造成测量数值发生偏移，因此对测试设备抗干扰的能力、分辨率、接线屏蔽、试样前处理均有较高的要求。

  BQS‑13 石英晶玻璃介质损耗测定仪采用自动电桥测量原理，结合变频抗干扰技术完成检测工作。整套检测系统主要包含变频信号源、电桥测量单元、单片机运算模块、高压输出单元、多个方面数据显示模块、通讯接口。测试时将制备完成的石英玻璃试样放置于配套三电极系统当中，三电极包含高压电极、测量电极、保护电极，保护电极的作用是分流试样表面的泄漏电流，消除表面泄漏对内部体积介质损耗测量结果的干扰，这对于薄片类石英玻璃试样测试尤为关键。

  仪器按照操作人员设定输出指定电压等级的交变高压，施加在试样两端，试样产生对应的电容电流与损耗电流。设备采集回路获取电信号之后，在 40‑70Hz 区间可以自动切换工作频率，借助变频模式，区分有效测试信号和现场工频干扰噪声，降低工厂、复杂实验室环境电磁干扰带来的数据漂移。内部单片机完成模数转换、矢量运算，直接计算出试样电容量 Cx、介质损耗角正切 tgδ、相对介电常数 εr，数值直接显示在设备屏幕，无需人工开展复杂公式换算。测试全部流程自动化执行，电压升降、信号采集、运算、高压放电按程序自动完成，测试结束高压回路会完成放电，降低高压试验安全风险。

  仪器支持内施高压、外施高压两种模式。内施高压模式为仪器内部单元输出高压，适合大部分固体薄片试样，如石英玻璃片、绝缘塑料片、橡胶试样；外施高压模式可搭配外部高压源，适配大容量试品、电力设备部件检测。当选配外接量程扩展器之后，设备还能够实现大电流工况高压电器介损测试，拓展设备的应用边界。

  石英晶玻璃介质损耗测定仪 BQS‑13 整机为 8U 标准机箱，适合安装在标准机柜内部，也可放置在稳固的实验台面上，整机重量 25kg。设备主要由变频电源模块、高压发生单元、电桥测量回路、单片机控制运算单元、液晶显示操作单元、保护回路、RS232 通讯接口、高压接线端子、测量输入端子、保护接地端子共同组成，需要配套外部三电极测试架才能够实现石英玻璃片状试样的检测。

  变频电源模块可以在 40‑70Hz 区间实现频率切换，是实现变频抗干扰的核心硬件，面对实验室周边电机、变频器、工频线缆带来的电磁干扰，通过不同频率下的多次采样运算，抑制环境干扰信号对测量结果的影响，改善低损耗试样测试时读数跳动的现象。高压发生单元可以输出最高 10KV 交变高压，电压调节分辨率 1V，操作人员能够准确的通过试样厚度，按照标准规定的电场强度设置试验电压，电压平滑升降，规避电压突变对试样、仪器硬件带来冲击。

  电桥测量回路具备很高的测量分辨率，电容量最高分辨率 0.001pF，四位有效数字输出，可以捕捉石英玻璃这类小电容低损耗试样微弱的电信号变化。设备具备宽量程覆盖，区分内施高压、外施高压对应的电容量测量区间，既可以测量小 pF 级别的薄片石英试样，也可以测量容量更大的绝缘试品。

  液晶显示操作单元，屏幕直接展示 Cx、tgδ、εr 等核心测量结果，同时显示测试电压、工作频率、工作模式等参数，测试完成的数据可以通过标准 RS232 接口向外传输，对接上位计算机，实现数据保存、查看、打印报告，满足实验室数据归档的需求。设备内部集成多重保护机制，过流保护、高压异常保护，测试结束自动完成高压放电，降低高压试验操作风险。

  配套的三电极测试架不属于主机本体，是石英玻璃试样测试的关键配套部件。三电极体系由高压电极、测量电极、保护电极组成，电极表面平整光洁，避免毛刺尖角引发局部电场畸变；电极和试样之间保证良好接触，针对石英玻璃这类硬质光滑试样，能够使用蒸镀金属电极、导电银浆，降低电极和试样之间的接触阻抗。保护电极需要和仪器保护接地端子可靠连接，以此消除试样表面泄漏电流，若保护电极接线出现虚接，会直接造成介质损耗测试结果失真。

  设备开展测试工作，实验室一定要做好接地处理，仪器保护接地端子需要连接实验室可靠保护地，接地电阻满足高压测试有关要求，接地不良会直接削弱设备抗干扰的能力，造成读数波动。

  介质损耗测试属于高压精密测量试验，前期准备工作包含实验室环境确认、仪器检查接地、试样制备与前处理、电极装配、接线核查多个环节，每一步操作都会直接影响石英玻璃试样最终测试结果，尤其是石英玻璃属于低损耗试样，微小的污染、接线缺陷就会带来明显数据偏差。

  第一，实验室环境条件确认。试验环境和温度、相对湿度需要满足相关标准要求，环境湿度偏高，试样表面容易形成水膜，增大表面泄漏电流，让 tgδ 测试结果偏高。实验室需要远离大功率电机、变频器、高频设备等强电磁干扰源，如果现场无法避开干扰源，可以启用仪器变频抗干扰模式开展测试。仪器摆放位置地面或者机柜保持稳固，预留足够安全距离，高压测试回路周边不堆放杂物，高压操作区域设置警示，规避人员误触碰高压部件的风险。仪器保护接地端子，使用专用接地线连接至实验室可靠保护接地，接地连接点保证接触良好，杜绝虚接、锈蚀。

  第二，仪器开机前硬件检查。检查主机、测试线缆，高压电缆、屏蔽测量线缆外观完好无破损，插头无氧化锈蚀。确认接线端子干净，没有灰尘油污。确认所有旋钮、接口状态正常，没有物理损伤。确认没有接线处于短接状态，全部接线在断电状态下完成连接，禁止带电插拔测试线缆。确认仪器电源供电稳定，满足设备供电要求。

  第三，石英玻璃试样制备、清洗与状态调节，该环节是低损耗玻璃试样测试当中极为关键的步骤。按照规定要求裁切石英玻璃试样，一般为圆片或者方片，试样厚度均匀，试样表面经过研磨、抛光，无崩边、划痕、裂纹、气泡等肉眼可见缺陷。使用千分尺在试样多个点位测量厚度，取平均值，厚度数值后续输入仪器，用于介电常数的计算，厚度测量的误差会直接传导到 εr 计算结果当中。

  石英玻璃试样表面容易附着灰尘、汗渍、油污，会严重干扰测试结果，一定要做好清洗处理。佩戴洁净无粉手套拿取试样，禁止手直接触碰试样待测试表面；通常用无尘布蘸无水乙醇擦拭试样两面，部分要求严格的测试，可使用高纯水冲洗，之后放置洁净烘箱当中充分烘干，去除试样吸附的水汽，取出之后放置干燥器当中冷却至室温，避免再次吸附空气中水分。不能够正常的使用普通纸巾擦拭试样，纸巾会残留纤维碎屑，造成表面污染。

  试样完成清洗烘干之后，按照标准开展状态调节，在规定温湿度环境干燥器内放置足够时长，平衡试样状态。如果试样需要蒸镀金属电极或者涂抹导电银浆，需要在清洗完成之后开展，保证电极和试样表面紧密贴合，电极无断点、气泡。电极加工完成之后再次干燥，去除银浆当中溶剂挥发残余。禁止电极存在毛刺，毛刺会引发局部电场畸变，带来测量误差。

  第四，试样装夹与电极接线。在断电状态下，把石英玻璃试样放置在三电极测试架当中，保证试样平整，试样和电极之间充分贴合，没有缝隙。高压电极、测量电极、保护电极分别对应连接，保护电极接线务必牢固。按照试验方案选择测试模式，常规薄片石英玻璃试样一般都会采用内施高压模式；确认接线类型为正接线模式。仔细核对全部接线，高压回路和低压测量回路分开布置，屏蔽线缆的屏蔽层按照仪器说明进行接地处理。全部接线完成，再次确认高压端子没有和外壳、地线发生短路，确认无误之后，才可以接通仪器主机电源。

  第五，仪器开机预热。接通主机电源，设备开机，仪器需要充分预热，一般预热时间不少于 15 分钟，让仪器内部电子元器件达到热稳定，降低温漂带来的测量误差，预热阶段能够实现参数设置工作，不要预热时间不足就直接开展正式测试。在操作界面设置测试相关参数：设置测试频率，可选用单频模式或者 40‑70Hz 变频抗干扰模式；设置测试电压，电压值结合试样厚度与标准规定电场强度，不能超过试样耐压水平；输入试样平均厚度数值；选定测试模式、高压选择、标准源选择。全部参数核对完成，等待仪器稳定。

  前期准备工作全部结束，试样装夹完毕，接线核查无误，仪器完成开机预热，各项测试参数设置完成。再次确认高压回路周边无人员、无杂物，确认安全距离，做好高压试验安全防护。

  在仪器操作界面启动测试程序，仪器按照设定，将高压平滑上升至预设试验电压。如果开启变频抗干扰模式，仪器会在 40‑70Hz 区间自动切换频率，多次采集信号，完成干扰抑制运算。设备自动采集电容、损耗相关信号，完成运算，屏幕直接显示 Cx、tgδ、εr 以及电压、频率、温度相关信息。操作人员观察读数是否稳定，记录本组试验数据。

  一组试样测试完成之后，仪器程序自动切断高压输出，高压回路执行放电操作。等待放电流程结束之后，才能接触电极与试样架。观察试样外观，查看试样有没再次出现发热、放电、击穿等异常现象。

  如果需要做不同电压梯度的测试，修改界面电压参数，重复上述测试流程，获取不同电场强度条件下的介损、介电常数数据，观察介质损耗随电场强度变化趋势。

  同一块试样完成多条件测试，或者更换全新试样，都需要确认高压已经完全放电，再更换试样。更换试样的时候，避免手指直接触碰试样测试表面，防止重新引入污染。同一批次需要开展多块平行试样测试，评估数据离散程度。

  全部试验项目完成之后，先退出测试程序，关闭仪器主机电源。等待仪器高压回路充分放电，之后再拆除高压线缆、测量线缆。整理试样，将石英玻璃试样放置于洁净干燥容器内保存。RS232 接口可以把试验数据传输至计算机，完成数据存储，同时做好纸质原始记录，记录包含试样信息、试样厚度、清洗解决方法、执行标准、测试电压、测试频率、环境温湿度，每一组试样 Cx、tgδ、εr 数值，以及试验过程中的异常现象。

  清理测试电极，去除试样残留的银浆、灰尘，电极擦拭干净，妥善存放测试线缆，完成实验室设备使用登记。

  石英玻璃属于低损耗无机在允许电压下不导电的材料，tgδ 数值处于较低水平，测试操作上和普通高损耗塑料、橡胶试样有不少区别，很多实验室遇到数据偏大、读数跳动问题，大多来源于试样处理、电极、接地与干扰问题。

  第一，试样污染与水汽是高频误差来源。石英玻璃即便肉眼观察干净，表面依然会附着微量油污、灰尘，手触碰之后的汗渍，都会造成表面泄漏电流增加，介质损耗测试结果偏高。整个试样转移、装夹全程佩戴洁净手套，试样一定要经过清洗、烘干，避免吸附环境水汽。实验室湿度较高的时候，尽量缩短试样从干燥器取出到完成装夹测试的时间，减少试样表面吸附水汽。

  第二，电极系统的选择与装配。低损耗石英玻璃试样优先使用三电极系统，启用保护电极，以此消除表面泄漏。保护电极接线虚接，保护环接触不到位，三电极的保护作用失效，测出来的介质损耗数值会明显偏大。电极表面需要保持平整干净，存在划痕、氧化、毛刺需要立即处理。若使用导电银浆做电极，银浆涂层厚度均匀，不能出现断点，银浆涂抹完成之后充分烘干，溶剂没有完全挥发会引入额外损耗。

  第三，测试电压的选择。测试电压需要按照标准或者产品技术条件确定，换算电场强度（电压除以试样厚度），不可以随意设置过高电压，电压过高会造成试样部分会出现放电，损坏试样，同时造成数据失真；电压过低，微弱的损耗信号容易被噪声淹没，读数跳动。可以做电压梯度试验，观察 tgδ 随电压变化，如果 tgδ 随电压升高快速上翘，代表试样内部或者表面存在缺陷。

  第四，抗干扰模式的使用。当实验室周边有变频器、电机、大型电力设备，屏幕读数不停跳动，数据重复性差，此时开启仪器 40‑70Hz 变频抗干扰模式，依靠多频率采样运算抑制工频干扰。同时检查仪器接地，接地不良会直接降低抗干扰效果。高压线缆、屏蔽测量线缆尽量远离动力电源线缆，线缆排布不要长距离平行。

  第五，平行试样评估。同一批次石英玻璃，建议至少准备多块平行试样开展测试。如果平行样测试结果离散偏大，优先排查试样表面污染、电极接触、接地、环境湿度，而不是直接怀疑仪器故障。石英玻璃不同熔炼批次、不同纯度，介质损耗本身会存在一定差别，试验记录要写明试样牌号、批次、纯度等级。

  BQS‑13 石英晶玻璃介质损耗测定仪属于高压精密电桥设备，包含高压模块、精密测量回路，规范的维护保养，可以保障测量准确度，延长设备常规使用的寿命，降低故障发生概率，保证长期开展石英玻璃、绝缘材料测试的数据复现能力。

  整机与供电接地维护。仪器放置在干燥、通风、少粉尘的实验室环境，远离腐蚀性气体。按时进行检查仪器保护接地连接点，查看接线端子有无锈蚀、松动，接地可不可靠。接地失效，不仅会让测量数据漂移，也会提升高压操作安全风险。供电电源保证稳定，建议远离大功率启停设备，减少电压波动。机箱表面定期使用干软布擦拭，禁止使用液体直接冲洗机箱本体，防止液体进入仪器内部电路板。

  测试线缆、端子维护。高压电缆、屏蔽测量线缆属于关键配件，避免线缆过度弯折、碾压，防止线缆内部屏蔽层损伤。按时进行检查线缆绝缘外皮有无裂纹老化。每次试验完成，把线缆整理盘好存放，不要暴力拉扯线缆。各个接线端子定期清理灰尘、氧化层，端子氧化会造成接触电阻变大，带来测量误差。禁止带电插拔任何测试接线。

  三电极测试架维护。电极表面保持平整洁净，每次测试完成，去除表面残留银浆、玻璃碎屑、灰尘油污。电极假如慢慢的出现氧化，按照规范进行清洁处理。保护电极接触部位，保证可以良好贴合试样。电极避免磕碰划伤，如果出现明显划痕、变形，会改变电场分布，需要检修或者更换电极部件。测试架存放于洁净干燥环境，避免生锈。

  仪器内部模块维护。仪器机箱不建议非专业人员自行拆开，内部存在高压回路，有触电风险。设备如果长时间不使用，断开电源，做好防尘防护。再次开机使用前，先做充分预热，开展标准试样比对，确认仪器状态。

  数据通讯部件维护。RS232 通讯接口，注意接口防尘，配套通讯线缆谨慎保管，接口针脚避免弯折损坏。上位机读取数据时，确认通讯线缆连接到位，出现通讯失败，优先排查线缆、接口，再排查软件设置。

  周期核查与期间核查。为保证测量结果可靠，需要定期开展仪器核查工作，能够正常的使用标准损耗参考样块，核查 Cx、tgδ、ε 的测量准确度。开展 CMA、CNAS 检验测试业务的实验室，需要按照计量规范完成仪器计量以及期间核查。核查内容包含高压输出准确度、电容测量、介质损耗测量精度，确认设备处于合格状态。

  本仪器属于高压试验设备，内置最高 10KV 高压输出，操作人员一定熟悉高压试验安全操作规范。全部接线、更换试样操作，都必须在仪器断电，并且确认高压回路充分放电之后才可以执行。测试进行当中，禁止触碰高压端子、高压线缆、电极测试架，高压区域做好隔离警示。

  仪器保护接地必须可靠连接，不允许在没有良好接地的条件下开展测试，接地既关系测量数据稳定性，也关乎操作人员人身安全。

  设置测试电压，需要结合试样耐压能力，不可以超过试样允许承受电压。石英玻璃试样虽然绝缘性能优良，过高电压依然会出现局部放电，造成试样损伤。试验过程中如果观察到试样出现放电异响、发光现象，立刻终止试验，切断高压输出。

  试样装夹必须断电放电后操作，石英玻璃试样边缘尖锐，操作的流程注意防止划伤手部，佩戴防护手套。试样表面不允许存在金属碎屑，防止电极之间发生短路。

  当实验室电磁干扰严重时，优先启用变频抗干扰模式，同时优化线缆排布，高压线缆和低压测量线缆分开走线，不要和动力电缆近距离平行铺设。

  每次试验输入的试样厚度，需要是试样多点测量后的平均厚度，厚度输入错误，会直接造成相对介电常数 εr 计算结果出现系统性偏差。

  三电极测试模式下，保护电极接线必须连接到位。如果保护电极虚接、断开，测试数据失去参考价值。

  试样清理洗涤并且烘干流程不可随意省略，尤其是石英玻璃这类低损耗试样，水汽、表面污染物带来的影响会远超很多普通绝缘材料。

  试验结束，必须等待仪器自动放电流程完成，方可接触测试架。即便设备程序完成放电，也建议人工确认，规避残余电荷带来风险。

  10. 仪器显示得到的介质损耗与介电常数，是指定电压、频率、温湿度条件下的实验室测量结果。材料在不一样的温度、频率、电场强度条件下介电参数会发生明显的变化，报告与原始记录必须完整记录全部试验条件，不可以只记录数值。不能直接用单组条件下的测试结果，直接完全等效材料复杂工况下的实际表现，材料综合评价需要结合多组不同条件测试共同完成。

  11. 设备出现异响、冒烟、焦糊气味等异常，第一时间切断仪器总电源，不要继续操作，交由专业技术人员检修。

  石英晶玻璃介质损耗测定仪 BQS‑13 适配石英玻璃、特种玻璃、绝缘陶瓷、工程塑料、橡胶、复合材料，同时能面向电力高压设备部件开展介损检测，在多个行业的研发、质检环节发挥作用。

  特种石英玻璃制造业，高纯石英玻璃大量用于半导体装备零部件、光热设备、高压绝缘玻璃构件。在生产制造环节，不同熔炼工艺、不同原料配方，会带来杂质含量差异，直接改变介质损耗水平。企业质检实验室使用本设备，对每批次石英玻璃切片抽样检测介质损耗与介电常数，监控批次之间性能的一致性；研发阶段对比不同工艺处理后的石英玻璃介电性能，筛选优化生产的基本工艺，评估杂质、气泡缺陷对介电性能的影响，为产品的质量管控提供试验数据支撑。

  光学与电光源行业，特种玻璃、石英玻璃作为电光源内部绝缘、透光构件，在交变电场、高温环境长期工作，介电损耗是产品评估指标。企业实验室借助该仪器完成来料检验与成品抽检，评估玻璃材料在工频高压条件下能量损耗水平，筛选适配产品工况的玻璃原料。

  电力电气与高压设备制造业，变压器、互感器、套管、电容器、避雷器等高压电气产品，内部大量绝缘零部件，包含陶瓷、塑料、橡胶、复合绝缘材料，介质损耗是绝缘部件关键检验测试的项目。设备既能够使用内高压模式测试薄片绝缘试样，也可以切换外施高压模式，对大型电力部件开展介损测试；外接量程扩展器之后，还能够实现大电流工况高压电器介损检测，满足电力行业零部件研发、入厂检验、型式试验的检测需求。

  新材料研发科研院所，新型无机绝缘玻璃、复相陶瓷、改性高分子在允许电压下不导电的材料、可降解绝缘复合材料研发工作当中，介质损耗因数、相对介电常数属于基础物性指标。科研人员借助本仪器获取材料介电性能数据，研究填料、杂质、热处理工艺对介电行为的影响，科研报告、项目结题材料当中经常引用该类试验结果。仪器变频抗干扰特性，适配复杂实验室环境，RS232 接口方便批量数据采集，提升科研试验效率。

  高等院校材料、电气、高分子相关专业教学科研实验室，该设备用于实验教学，帮助学生理解介质损耗、相对介电常数物理概念，学习高压介损电桥测试原理，掌握三电极检测系统的使用方法，熟悉 GB1409 等有关标准的试验流程，理解试样处理、接地、电磁干扰对测试结果的影响，建立高压在允许电压下不导电的材料检测标准化思维。

  第三方检验测试的机构，承接特种玻璃、石英晶材料、电力绝缘零部件、橡塑绝缘材料委托检验测试业务。BQS‑13 满足国标设备条件，直接输出 Cx、tgδ、εr 测量结果，支持数据通讯导出，适合第三方实验室开展委托样品测试，支撑检验测试业务开展。

  汽车、轨道交通绝缘零部件行业，车辆内部高压系统配套绝缘构件，包含改性塑料、复合绝缘材料，需要评价交变电场下介质损耗性能，防止长时间运行过热老化。零部件配套企业质检实验室，开展材料介电性能测试，辅助材料选型与配方评估。

  开展石英玻璃及各类在允许电压下不导电的材料介质损耗测试，出现数据异常、平行样离散大、读数跳动，一般来源于试样、电极接线、仪器设置、环境干扰四大维度，下面梳理常见误差来源，方便操作人员逐项排查定位问题。

  第一，试样带来的误差。石英玻璃试样表面残留油污、灰尘、汗渍，没有充分烘干，吸附水汽，造成表面泄漏电流增大，介质损耗 tgδ 测试结果偏高；试样厚度测量不准，厚度输入参数错误，造成相对介电常数计算出现系统偏差；试样存在裂纹、气泡、杂质缺陷；电极涂抹银浆存在断点、气泡，电极没有充分烘干，溶剂残留引入额外损耗；试样没有做状态调节。针对这类问题，严格执行试样裁切、研磨、清洗、烘干流程，多点测量厚度，电极加工完成充分干燥，测试时佩戴洁净手套，减少试样接触污染。

  第二，电极与接线接地相关误差。三电极系统保护电极接线虚接，保护环接触失效，无法消除表面泄漏；电极表面划痕、毛刺、氧化，电场畸变；高压线缆、屏蔽测量线缆破损，插头氧化接触不良；仪器保护接地没有连接或者接地电阻偏大；高压线缆与低压测量线缆近距离平行排布，引入耦合干扰。测试前检查全部接线端子，确认保护电极连接到位，电极保持完好洁净，做好整机接地，优化线缆排布方式。

  第三，仪器参数设置不当。测试电压设置不合理，电压过高试样出现局部放电，电压过低信号被噪声淹没；没有开启变频抗干扰模式，现场工频电磁干扰造成读数跳动；测试模式选错，内高压、外高压模式混淆；仪器预热时间不足，元器件温漂带来读数漂移。测试按照标准选择电压，复杂干扰环境启用变频模式，仪器保证充足预热时间，核对模式参数。

  第四，实验室环境干扰。环境湿度过高，试样表面结水膜；实验室周边存在电机、变频器、大功率设备，带来强电磁干扰；试验台周边堆放金属杂物，改变空间电场分布。控制实验室温湿度，远离干扰源，启用仪器变频抗干扰功能，测试台面保持整洁。

  第五，操作流程带来的误差。试样装夹不到位，试样和电极之间有缝隙；没有等待高压完全放电就更换试样；带电插拔接线。严格遵循断电‑放电‑更换试样的操作的过程，试样装夹保证贴合平整。

  当平行试样数据离散程度偏大，按照以上维度逐项排查，排除异常因素之后，再重复开展复测。

  介质损耗、相对介电常数测试，不能仅仅记录 tgδ 与 εr 两个数值，需要完整记录全部试验条件，数据才具备完整的溯源和对比价值，石英玻璃试样尤其需要写明试样前处理相关信息。

  维原始记录需要包含：执行标准编号版本；试样信息，包含试样材质（石英玻璃牌号、纯度等级）、试样厚度（多点测量平均值）、试样尺寸；试样清洗、烘干、电极解决方法；环境和温度、环境相对湿度；测试模式（内施高压 / 外施高压，正接线）；测试电压；测试频率（是否开启变频抗干扰模式）；平行试样数量；每一块试样 Cx、tgδ、εr 的实测数值；试验过程观察到的现象，是不是真的存在放电、异响等情况。

  很多资料当中，同牌号石英玻璃的介质损耗数值存在一定的差异，很多情况来自试样纯度、表面处理、测试电压、测试频率、环境湿度条件不同。如果报告中只写 tgδ 和 εr 数字，缺少配套试验条件，这份数据参考价值有限。

  提示：仪器内部存在高压回路，复杂故障禁止自行拆开机箱，交由专业方面技术人员检修，下面仅为操作人员可执行的初步排查方向。

  故障现象一：开机屏幕无显示。排查供电回路，检查电源线、插座、空气开关，确认外部供电正常。

  故障现象二：高压无法输出。确认测试模式参数设置正确；检查接线，确认没有短路；查看是不是触发过流保护；保护接地是否连接到位。排除外部接线问题之后仍旧没办法输出，停止试验，联系技术人员。

  故障现象三：测量读数持续跳动，数据重复性差。优先确认仪器接地可不可靠；检查高压线缆、屏蔽线缆接头是否氧化松动；确认试样表面洁净干燥；启用 40‑70Hz 变频抗干扰模式；优化线缆排布，远离动力电缆；检查三电极保护电极接线是不是虚接。

  故障现象四：介质损耗 tgδ 测量数值持续明显偏高。排查试样，确认试样经过清理洗涤并且烘干，无表面污染；检查保护电极接线是不是断开虚接；查看环境湿度过高；电极是不是真的存在毛刺、银浆未烘干。逐项排除试样与接线问题。

  故障现象五：RS232 通讯无法读取数据。检查通讯线缆连接；确认接口无损坏；核对上位机软件端口参数设置；重启仪器和上位机，再次尝试通讯。

  故障现象六：同一试样多次测试，数值变化幅度大。确认仪器预热充分；试样装夹每次都贴合到位；确认高压每次测试前完成放电；排查环境温湿度波动、电磁干扰情况。

  试验过程假如慢慢的出现异响、打火、焦糊气味，立刻切断整机电源，停止全部操作，等待专业技术人员检修。

  携手新材料有突出贡献的公司｜北广精仪 BDJC‑50KV 电压击穿试验仪落地天洋新材（上海）科技股份有限公司