电缆绝缘材料的介电性能决定了运行中的介质发热水平。对于中高压电缆，绝缘层的tanδ每上升一个数量级，同等电压下的介质损耗相应变大，长期运行的温升与老化速率随之改变。工频介电常数及介质损耗角正切值测试仪在50Hz至60Hz频段测量这一参数，覆盖从原料到成品的多个环节。
测量对象的形态差异
电缆料以粒料形式供应时，需先压制成片。压制温度与压力参照材料规范，避免因工艺不当引入气泡或残余应力。压片后的试样在标准环境中放置一段时间，使应力松弛、水分平衡，再进入测量。
挤出后的绝缘层从电缆上截取时，厚度往往只有零点几毫米到数毫米。薄试样电容值小，需要多层叠加以达到可测量的电容量，叠层之间的气隙须排除。常用方法是真空浸渍或在一定压力下装夹。
成品绝缘层的测量还可以直接使用RY2型固体测试电极。该电极的电极压力在0至1.0MPa范围内连续可调，电极可抽真空至3×10⁻²MPa（绝压），电极温度180℃，可在加压、加温条件下对片状试样进行测量，减少气隙影响。
交联聚乙烯的测量要点
交联聚乙烯为非极性材料，介电常数通常在2.2至2.3附近，tanδ在10⁻⁴量级，在未接近熔点前温度依赖性较小。这类材料测量的主要矛盾是精度，即如何把材料本身的损耗从系统本底中分离出来。
RY2A电极的空极tgδ不大于5×10⁻⁵，与交联聚乙烯的tanδ处于同一量级。测量前先测空极损耗，测量后按并联模型扣除，才能得到材料的真实损耗。主机1×10⁻⁶的分辨率为这一扣除提供了基础。
压片工艺对结果影响明显。压制温度偏低，粒料未完全熔融，试样内部存在界面，tanδ偏高；压制温度偏高，材料可能发生降解，同样使损耗上升。同一批样品的压片条件应保持一致，并在记录中注明。
聚氯乙烯的测量要点
聚氯乙烯为极性材料，介电常数通常在3至6之间，随配方中增塑剂与填料的种类和用量变化；tanδ在10⁻²至10⁻¹量级，比交联聚乙烯高出两个数量级。这类材料测量的主要矛盾是试样一致性，同一配方不同压片的数值可能因塑化程度不同而存在差异。
由于tanδ数值较大，主机精度±0.5%读数的相对项起主作用，空极损耗的影响可以忽略。此时应增加样本数量，每个配方测量三至五个试样，报告均值与极差。
聚氯乙烯在玻璃化转变区附近tanδ出现峰值，若只测常温点，无法反映运行温度下的实际损耗。测量高温点需要配套加热装置，油浴方式可提供均匀温度场并排除表面气隙。
橡胶类材料
乙丙橡胶、硅橡胶等电缆用橡胶材料介于极性与非极性之间，且存在明显弹性形变。装夹压力对厚度的影响不可忽略，测量时应使用带有压力指示的电极，或采用垫片控制压缩量。RY2型电极的0至1.0MPa连续可调压力范围，适合这类需要准确控制压力的测量。
测试电压的选取
仪器测试电压2000V。对于厚度1mm的试样，2000V对应场强2kV/mm，低于材料的击穿场强，属于非破坏性测量范围。对于薄膜试样，应按场强折算后选择电压，避免局部放电。
部分材料的tanδ随场强变化，含填料的复合材料在高场下界面极化更显著。对比试验应在相同电压下进行，报告中注明测试电平。
温度条件的统一
介电参数对温度敏感。交联聚乙烯在接近熔点时损耗上升，聚氯乙烯在玻璃化转变区附近出现峰值。若需要反映运行温度下的状态，测量应在对应温度下进行。
油浴方式可以提供均匀温度场，同时排除试样表面气隙。温度稳定性应优于±0.5℃，并在温度稳定后保持足够时间再采集数据。
数据的使用方式
原料检验中，介电参数用于批次放行，判定时关注测量不确定度；工艺调试中，用于比较不同挤出温度、不同交联时间下的材料状态，此时关注重复性；失效分析中，用于判断绝缘是否发生水树老化或污染，需要与其他测试结果交叉验证。
热门跟贴