电容率介电常数介质损耗测试仪 BQS-13 是一种面向固体绝缘材料、液体绝缘介质、橡胶、塑料、陶瓷、薄膜、绝缘油等试样的高压自动介损电桥。其在工频、音频及 40Hz–70Hz 变频条件下，对试样的电容量 Cx、介质损耗角正切 tgδ、相对电容率（相对介电常数）εr 进行测量与直读，常用于材料研发、来料验收、出厂检验、老化对比及第三方检测实验室的介电性能归档。
本文围绕 BQS-13 的测试原理、三电极 / 油杯电极系统、性能参数、操作流程、标准对应关系、周期校准、异常排查、样品制备及网页收录优化结构进行整理，供检测人员、资料员、设备管理员与内容编辑参考。
一、BQS-13 的基本定位与适用对象
BQS-13 属于自动抗干扰精密介损电桥的一类。其区别于传统手动西林电桥之处在于：采用变频电源、单片机控制、模 / 数转换与数字运算，代替人工调平衡过程，在 40Hz–70Hz 区间内通过异频或双变频方式压制工频及其谐波干扰，从而获得较稳定的 Cx、tgδ、εr 测量值 。
其典型被测对象包括：
固体绝缘材料：环氧板、酚醛纸板、聚四氟乙烯、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、云母片、氧化铝陶瓷、滑石瓷、玻璃纤维板等；
液体绝缘介质：变压器绝缘油、电容器浸渍油、硅油、液态环氧树脂、部分低导电液态树脂；
高分子弹性体：硫化橡胶、硅橡胶、EPDM 密封件等，可参照 GB/T 1693-2007 路径 ；
电工制品试样：小型陶瓷电容介质、薄膜电容介质、PCB 基板切片、套管绝缘件小样等。
需要说明，BQS-13 的主架构覆盖的是工频、音频附近的电容率与介损电桥法测量，不是宽频微波介电谱仪；若需 MHz–GHz 级 Dk/Df 曲线，应另配谐振腔、矢量网络分析或同轴探头系统补充。
二、介电常数、电容率与介质损耗角正切的基础概念
1、电容率与相对介电常数
真空电容率 ε0 约为 8.854×10⁻¹² F/m。某均匀介质的电容率为 ε，相对介电常数（相对电容率）为：
εr = ε / ε0
在平行板电极、边缘效应可忽略条件下，试样夹于两电极之间时：
εr = Cx / C0
也可写为：
εr = Cx · d / (ε0 · A)
其中 Cx 为含试样时的电极系统电容，C0 为同几何条件下的空气 / 真空参考电容，d 为试样厚度，A 为测量电极有效面积 。
BQS-13 在录入试样厚度、电极直径或有效面积后，可直读 εr；未录入几何参数时，先读 Cx，再按上式手算。
2、介质损耗角 δ 与 tanδ
理想电容器中，电流超前电压 90°。真实绝缘介质存在偶极子极化滞后、界面极化、漏导、吸附水分、微气孔、局部放电等过程，使电流与电压间出现小于 90° 的相位差余角 δ，即介质损耗角。
介质损耗角正切：
tanδ = 有功电流分量 / 容性电流分量 = Ir / Ic = G / (ωC)
对绝缘油、环氧浇注件、橡胶等而言，tanδ 常随温度升高、受潮、碳化、局放发展而增大，因此被列为介电状态监督参数之一 。
3、复介电常数表达
完整介电响应可写为：
ε* = ε′ − jε″
其中 ε′ 与储能有关，ε″ 与损耗有关，tanδ = ε″ / ε′。BQS-13 在多数工程检测中主要输出 Cx、tgδ、εr，不直接给出全频复介电谱；如需多频点 ε′、ε″ 曲线，可在 40Hz–70Hz 内逐频点测试后整理。
三、BQS-13 的测量原理与结构组成
1、正接法高压电桥路径
BQS-13 常用内标准、内高压、正接法：仪器内高压源输出同一交变电压，一路至机内标准电容器 CN，一路至被试品 Cx；系统采集 Cx 支路电流，分解为与 CN 支路同相的有功分量和正交的容性分量，由此算出 tgδ，再结合电压、电流、频率算 Cx；若已录入几何尺寸，则换算 εr 。
2、变频抗干扰
现场常存在邻近变压器、电机、变频器、焊机等带来的 50Hz 及倍频干扰。BQS-13 支持：
40Hz–70Hz 单频任意设定，如 48.7Hz；
50±0.1Hz 至 50±10Hz 自动双变频；
60±0.1Hz 至 60±10Hz 自动双变频；
频率精度 ±0.01Hz 。
通过在两个相近频率下分别测量并比较 Cx、tgδ，可削弱同频干扰混入试样响应的程度。
3、主要组成模块
按公开资料整理，BQS-13 通常包含：变频电源、内高压升压与保护模块、内标准电容器、Cx 低压屏蔽采样支路、模 / 数转换、单片机和运算单元、彩色触摸液晶屏、U 盘存储、微型热敏打印机、RS232 通讯口、接地与急停保护回路 。
四、BQS-13 性能参数
1、测量准确度
Cx：±（读数×0.5% + 0.5pF）
Cx 配合三电极测试系统时：±（读数×0.2% + 0.5pF）
tgδ：±（读数×0.5% + 0.00005）
tgδ 配合三电极测试系统时：±（读数×0.2% + 0.00005）
测试绝缘材料时相对介电常数 ε 直接显示；配合三电极系统测试时，ε：（读数×0.5%）
2、分辨率
电容最高分辨率：0.001pF
电容显示有效数字：4 位
tgδ 分辨率：0.00001（部分资料标 0.000001 为显示位级，归档时以设备铭牌 / 出厂证书为准）
tgδ 测量范围：不限，可自动识别电容、电感、电阻三类试品
3、电容量范围
内施高压：
3pF～60000pF / 10kV
60pF～1μF / 0.5kV
外施高压：
3pF～1.5μF / 10kV
60pF～30μF / 0.5kV
4、内施高压参数
设定电压范围：0.5kV～10kV
输出电流：200mA
升降压方式：电压可随意设置，如 5123V、7380V 等
电压调节分辨率：1V
试验频率：40Hz～70Hz 单频随意设置；50±0.1Hz 至 50±10Hz 自动双变频；60±0.1Hz 至 60±10Hz 自动双变频
频率精度：±0.01Hz
5、外施高压参数
接线时最大试验电流：5A
试验电压：按外接标准电容器与外接高压源能力，可配合至 500kV 级工频或 40Hz–70Hz 变频外电源
外接量程扩展器 / 电流互感器时，可扩展至大电流高压电器介损测试
6、试验电流与测量时间
直接测量电流范围：5μA～5A
典型测量时间：约 40s，与变频次数、试样容量、稳定判据有关
7、输入电源与环境条件
输入电源：180V～270V AC，50Hz±1%，可接市电或发电机
工作环境温度：-10℃～50℃
相对湿度：资料多标 ＜90%，实际按高压现场安全与试样防潮要求控制
外形尺寸：8U 标准机箱
整机重量：25kg
8、数据与接口
计算机接口：标准 RS232
存储导出：U 盘插口，自动存储测量数据
打印：微型热敏打印机，带日历时钟
显示：彩色触摸液晶屏，可显示频率、模式、电压、回路电流、Cx、tgδ、εr、相位角、功率因数、有功功率、时间戳等
五、三电极与液体油杯电极系统
1、固体试样三电极结构
三电极系统由高压电极、测量电极、保护电极组成。保护电极环绕测量电极外侧，吸纳沿试样表面的泄漏电流，使测量电极主要反映体积电容与体积损耗，从而削弱边缘效应、表面污渍、指印湿度带来的误差 。
典型固体圆片试样要求：
直径常不小于 Φ60mm，以减小边缘占比；
厚度按材料硬度和测试电压选取，常见 1mm、2mm、3mm；
表面平整、无气泡、无划痕、无碳痕；
测试前用无水乙醇擦拭，必要时在 23℃±2℃、50%RH 左右平衡 24h。
2、液体绝缘油杯
液体油、硅油、液态树脂多用同轴圆柱油杯：内电极、外电极、屏蔽电极形成径向均匀电场，减少气泡附着处场强集中。操作上需先空杯记基线，再注油、静置排气、恒温后测试；不同牌号油不混杯。
3、薄膜叠层试样
对十几微米级 PET、PP、PI 膜，单层电容过小，可叠至总厚 0.5mm 以上再测总 Cx 后折算单层 εr；叠层时需均匀施压、避免层间气隙。
六、BQS-13 可参照的测试标准
GB/T 1409-2006：测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法，BQS-13 主要在电桥 / 电容比较路径上与之对应 。
GB/T 5654-2007：液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率测量，BQS-13 配液体油杯可承担其中 εr、tgδ 部分 。
GB/T 1693-2007：硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值测定，BQS-13 在三电极下可用于橡胶圆片检测 。
IEC 60250 / IEC 60247：分别为固体、液体绝缘材料介电性能国际方法，出口材料、外审、CNAS 报告可与上述国标并列写入方法依据。
正式报告建议写为：「本次测试采用电容率介电常数介质损耗测试仪 BQS-13，参照 GB/T 1409-2006 电桥法路径，于 50Hz、2kV、正接法、三电极条件下测量……」避免把设备表述为覆盖所有频段或所有材料类型的唯一手段。
七、BQS-13 常规测试操作流程（内高压、正接法）
接保护地：先接黄绿接地夹到独立接地桩或建筑保护地，确认接地导通。
检查 HV、Cx、CN 屏蔽线外皮无破损，插头无氧化发黑。
装样：固体片夹入三电极；液体注入油杯并排气。
开机设参：模式正接、内标准、内高压；设电压 0.5kV–10kV；频率 50Hz 或双变频；录入厚度、电极直径。
启动升压：屏幕刷新电压、电流、Cx、tgδ、εr；达稳定后自动记录。
若跳变、放电声、冒烟、碳化，立即急停、降压、放电后再查线。
结束自动降压、内部放电完成后拆线；打印或 U 盘导出 CSV / TXT，RS232 可上传上位机。
八、影响 BQS-13 结果的主要因素
温度：极性聚合物、环氧、橡胶的 tanδ 常随温度上升而增大；
水分：受潮纸、棉层压板、未封端 PI、吸湿陶瓷会使 tanδ 从 10⁻⁴ 量级抬升；
电压：含气孔、杂质、半导电相的复合材料在 10kV 下 tanδ 可能高于 2kV 下结果；
频率：偶极子弛豫使部分橡胶、PVC、改性环氧在 40Hz–60Hz 间 tanδ 随频率下降而上升；
接触与杂散电容：Cx 线过长、夹具未接地、试样与电极间气隙都会引入附加误差，非仪器单方可消除。
九、周期校准与维护
每日：关机后擦 HV/Cx 插头、触屏、端子排，记异常试样。
每月：空载 0.5kV、5kV、10kV 点检；用标准电容比对 Cx、tgδ。
年度：连续使用 12 个月送具计量资质机构做 Cx、tgδ、频率、高压、εr 换算、保护功能校准；证书归档。
维修后：换高压板、采样板、标准电容、主板后，不直接出正式报告，先重校再恢复使用资格。
十、常见异常与排查
开机不升高压：查接地连锁、接地桩锈层、发电机零线。
Cx 跳变：紧 Cx 接头、换屏蔽线、查爬电 / 碳化、切双变频。
tgδ 偏大：试样未烘、保护环未接、油杯残油混用、手指碰低压侧、湿度超标。
U 盘不导出：用 FAT
3
2、8GB–32GB 普通 U 盘，等“传输完成
应用领域：
介电常数及介质损耗测试仪 全应用领域详解
该仪器依据 GB/T 1409-20
0
6、IEC 602
5
0、ASTM D150 核心标准，通过测定材料相对介电常数（εr）与介质损耗因数（tanδ），评判绝缘性能、高频信号传输损耗、材料老化程度，广泛覆盖电力、电子通信、新能源、化工新材料、航空航天、科研质检六大核心板块。
一、电力高压行业（最核心应用场景）
1. 高压电气设备出厂 / 交接 / 预防性试验
变压器、互感器、高压套管、GIS 隔离开关、电力电容器：检测内部固体绝缘件、环氧树脂浇筑体的介损，判断内部受潮、气泡、局部缺陷；
高压电力电缆、电缆接头绝缘层：考核交联聚乙烯（XLPE）、橡胶护套长期运行绝缘稳定性；
绝缘油（变压器油、断路器油）：工频 50Hz 下测试液体介质介电常数与损耗，判定油品老化、进水、杂质污染程度（执行 IEC 60247）。
2. 绝缘辅料生产质检
电瓷绝缘子、云母带、环氧板、层压纸板、高压互感器浇筑树脂等电工绝缘材料批量性能抽检，把控批次一致性，满足电网入网检测要求。
二、电子通信与 PCB 高频电路产业
1. 5G/6G 高频覆铜板核心检测（刚需）
测试 PTFE 聚四氟乙烯、PPO 聚苯醚、氰酸酯、FR-4 板材的高频 Dk（介电常数）、Df（介质损耗），直接决定射频信号传输延迟、插入损耗，是基站天线、雷达电路板、服务器高速 PCB 的必检项目，遵循 IPC-TM-650 测试规范。
2. 电子元器件与封装材料
半导体封装环氧树脂、导热硅胶、芯片底部填充胶：评估高频下发热损耗、吸湿后介电性能漂移；
薄膜电容器聚丙烯介质、陶瓷电容瓷体、压电陶瓷元器件：标定
