絕緣材料在300 MHz以上頻率下介電性能測定方法

   絕緣材料介電性能的測定方法大致可分為兩類：

1） 當(dāng)外施電磁場的波長比試樣尺寸大時，則可以采用集中參數(shù)法。這些比較簡單的方法在GB/T1409-2006中已規(guī)定，其頻率范圍為工頻至300MHz。

2） 當(dāng)試樣周圍電磁場的空間變化不能忽略時應(yīng)采用分布參數(shù)法。共頻率范圍為300MHz至光頻。

在300MHz這個“臨界”頻率（如圖1斜線區(qū)所示）附近的狹窄頻率范圍內(nèi)，究竟可以采用哪一組方法，這主要根據(jù)試樣的尺寸和電容率來確定。

本部分規(guī)定的試驗方法與較低頻率（見GB/T1409-2006）下所采用的試驗方法不同，本部分采用的試樣和試驗裝置尺寸大于或相當(dāng)于試驗頻率的電磁場波長。

理論上，本部分只適用于具有絕對真空磁導(dǎo)率的材料，對于反磁和順磁材料（所謂非磁性材料），通常能得到好的近似值，而對于亞鐵和鐵磁材料，必須選用一些特殊方法將介電性能和磁性能分開。但是，這些方法已超出了本部分的范圍。

注：磁性能——若磁導(dǎo)率被一個有足夠磁場強(qiáng)度的直流磁偏場所飽和，則呈現(xiàn)磁性能的試樣可以按照本部分來試驗。

采取試驗措施，使用合適設(shè)計的測量池，用本部分規(guī)定的方法也能與固體材料一樣進(jìn)行液體和熔融材料的測量。

測量值取決于一些物理條件，例如頻率、溫度、濕度，并且在特殊情況下還決定于場強(qiáng)。

本部分的所有測量和計算均基于角頻率的正弦波。

4  術(shù)語和定義

   下列術(shù)語和定義適用于本文件。

   注1：所有定義只適用于具有絕對真空磁導(dǎo)率的介質(zhì)材料。

   注2：本部分中所采用一些關(guān)于波傳輸?shù)拿~定義可參考IEC60050-111和IEC60050-726。

4.1  相對復(fù)電容率 relative complex permittivity

   介質(zhì)材料的相對復(fù)電容率見式（1）：………………（1）；式中：——相對電容率；——損耗指數(shù)；——表示小尺寸電容器的兩個電極之間和電極周圍的空間全部并且只充以被試介質(zhì)材料時的復(fù)電容；Co——同樣構(gòu)型的電極在絕對真空中的電容。

   注1：電容器的復(fù)電容定義見式（2）：………………（2）；

   式中：CX——該電容器的復(fù)導(dǎo)納的實部（交流電導(dǎo)），而jwCx是虛部。

   隨著頻率的增加，外施電磁場的波長接近于所用的試樣尺寸，整個試樣上電場（和磁場）參數(shù)的變化已不能忽略，因此，為了對測出的數(shù)據(jù)作正確的解釋，必須從集中回路分析轉(zhuǎn)到波分析和傳輸線理論。這也表示試樣不均勻性和各賂異性對結(jié)果的靈敏性增大了。

   因此，介質(zhì)材料的相對復(fù)電容率與電磁波在介質(zhì)材料中的復(fù)數(shù)傳輸系數(shù)對電磁波在絕對真空中的復(fù)數(shù)傳輸系數(shù)的比值的平方成比例，見式（3）：……………………（3）；

   式中：——自由空間波長；——所用波形的臨界波長（或者為截波長）。

   注2：對于平面波或TEM波，。

   注3：在293K和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沒有二氧化碳的干燥空氣的相對電容率er等于1.00053，所以實際上采用空氣中所測出的值Ca，ca和ra來代替在絕對真空中所測出的值Co、co和ro，來此確定的固體和液體的相對電容率er具有足夠的精度。

   注4：介質(zhì)材料的復(fù)電容率（絕對電容率）是其相對復(fù)電容率與電常數(shù)（或絕對真空電容率）eo的乘積，見式（4）：………………（4）；

   在SI制中，絕對電容率的單位為法拉每米（F/m）；而電常數(shù)eo具有下列數(shù)值，見式（5）：………………（5）；

4.2  相對電容率 relative permittivity

   介質(zhì)材料的相對電容率是4.1中所定義的相對復(fù)電容率的實部，根據(jù)式（1）和式（3），得式（6）：………………（6）；