超导线圈介电损耗检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-18  

超导线圈介电损耗检测是评估其绝缘系统性能的关键手段,通过测量介电损耗因数、相对介电常数、体积电阻率等参数,反映绝缘材料在电场作用下的能量损耗和绝缘能力,保障超导磁体、量子计算等高端设备的稳定运行。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

介电损耗因数(tanδ):表征超导线圈绝缘材料在电场作用下的能量损耗程度,是评估绝缘老化和热稳定性的关键指标。测量范围0.0001~1,精度0.5%,测试频率50Hz~1MHz。

相对介电常数(εr):反映绝缘材料存储电场能量的能力,影响超导线圈的电容和电场分布。测量范围1~100,精度1%,测试频率50Hz~10MHz。

体积电阻率(ρv):表示绝缘材料内部阻止电流通过的能力,是评估体积绝缘性能的重要参数。测量范围10^10~10^18Ωm,精度5%,测试电压100V~1000V。

表面电阻率(ρs):反映绝缘材料表面阻止电流通过的能力,防止表面放电和沿面击穿。测量范围10^8~10^16Ω,精度5%,测试电压100V~500V。

绝缘电阻(Rins):衡量超导线圈整体绝缘性能的综合指标,包括体积绝缘和表面绝缘。测量范围10^6~10^12Ω,精度2%,测试电压250V~1000V。

介电强度(Ebd):表示绝缘材料耐受电场击穿的能力,是超导线圈绝缘设计的极限参数。测量范围10~100kV/mm,精度3%,升压速率1kV/s~10kV/s。

局部放电量(PD):检测绝缘内部的微小放电现象,预警绝缘缺陷和老化趋势。测量范围1~1000pC,精度10%,测试电压0.5~1.0倍额定电压。

温度依赖性(tanδ-T曲线):分析介电损耗因数随温度的变化规律,确定绝缘材料的工作温度范围。温度范围-270℃~100℃,温度分辨率0.1℃,测试频率50Hz。

频率依赖性(tanδ-f曲线):研究介电损耗因数随频率的变化特性,适配超导线圈的工作频率。频率范围1Hz~100MHz,频率分辨率1Hz,测试温度25℃。

湿度敏感性(tanδ-RH曲线):评估湿度对介电损耗的影响,保障超导线圈在不同环境下的稳定性。相对湿度范围10%~90%RH,湿度分辨率1%RH,测试频率50Hz。

检测范围

超导磁体线圈:用于核聚变装置(如ITER)、高场磁共振成像(MRI)系统,其绝缘性能直接影响磁体的磁场稳定性和寿命。

量子计算超导腔:量子计算机的核心部件,要求极低的介电损耗以减少量子态的退相干,保障计算精度。

超导输电线路线圈:超导输电系统的关键组件,绝缘材料需耐受高电压和大电流,介电损耗是影响输电效率的重要因素。

超导储能系统(SMES)线圈:用于电网调峰、可再生能源存储,绝缘性能需适应快速充放电过程中的电场变化。

医用超导磁共振(MRI)线圈:医疗影像设备的核心部件,要求低介电损耗以减少图像噪声,提高诊断准确性。

粒子加速器超导线圈:粒子加速器(如LHC)的关键组件,绝缘材料需耐受高真空、强辐射环境,介电损耗影响加速器的束流质量。

超导风力发电机线圈:风力发电系统的新型组件,超导线圈的低损耗特性可提高发电机效率,降低运维成本。

超导变压器线圈:电力系统的新型变压器,绝缘材料需耐受高电压和大电流,介电损耗是评估变压器效率的关键参数。

超导滤波器线圈:通信系统的关键组件,要求低介电损耗以减少信号衰减,提高通信质量。

航天用超导线圈:用于卫星、空间站的电力系统,绝缘材料需适应太空的极端温度和真空环境,保障系统可靠性。

检测标准

IEC60247:2018固体绝缘材料——介电损耗因数和相对介电常数的测量方法

GB/T1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波)下的相对介电常数和介质损耗因数的推荐方法

ASTMD150-2020固体电绝缘材料的交流损耗特性和电容率标准试验方法

ISO6722-2:2021超导电缆——第2部分:绝缘材料的介电性能测试

IEC60093:2019绝缘电阻和体积电阻率的测量

GB/T31489-2015超导材料用绝缘漆——介电性能试验方法

ASTMD3747-2018高电压下固体绝缘材料介电强度的试验方法

IEC60270:2015局部放电测量

GB/T5169.12-2019电工电子产品着火危险试验——第12部分:非金属材料表面电阻率和体积电阻率的测定

ISO12243:2020超导线圈绝缘系统——介电性能评估指南

检测仪器

高精度介电谱分析仪:用于测量超导线圈绝缘材料的介电损耗因数(tanδ)和相对介电常数(εr),频率范围10μHz~10MHz,tanδ测量精度0.0001,支持低温(液氮温区)测试。

高阻计:测量超导线圈绝缘材料的体积电阻率(ρv)和表面电阻率(ρs),测量范围10^10~10^18Ωm(体积)、10^8~10^16Ω(表面),测试电压100V~1000V,精度5%。

介电强度测试仪:测定超导线圈绝缘材料的介电强度(Ebd),可施加直流或交流电压,测量范围10~100kV/mm,升压速率1kV/s~10kV/s,精度3%,支持自动击穿检测。

局部放电检测仪:检测超导线圈绝缘内部的局部放电量(PD),采用脉冲电流法,测量范围1~1000pC,精度10%,测试电压0.5~1.0倍额定电压。

温度控制型介电损耗测试仪:分析介电损耗因数(tanδ)随温度的变化特性,集成低温控制系统,温度范围-270℃~100℃,温度分辨率0.1℃,tanδ测量精度0.0001。

频率响应分析仪:研究介电损耗因数(tanδ)随频率的变化特性,频率范围1Hz~100MHz,频率分辨率1Hz,tanδ测量精度0.0001,支持多频率点同步测试。

表面电阻测试仪:测量超导线圈绝缘材料的表面电阻率(ρs),采用四探针法,测量范围10^8~10^16Ω,测试电压100V~500V,精度5%,支持非破坏性测试。

绝缘电阻测试仪:衡量超导线圈整体绝缘性能的绝缘电阻(Rins),测量范围10^6~10^12Ω,测试电压250V~1000V,精度2%,支持定时测试。

局部放电定位系统:配合局部放电检测仪使用,通过多传感器阵列定位绝缘内部的放电点,定位精度5mm,支持3D可视化显示。

低温介电测试系统:用于超导线圈在液氮温区(-196℃)的介电性能测试,集成低温容器、高电压源、介电谱分析仪,支持tanδ、εr、ρv等参数的同步测量,温度稳定性1℃。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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