能源轉型背景下，材料表征技術升級成高校科研核心剛需

2026年，我國能源轉型戰略進入深化推進的關鍵階段，新型電力系統建設、儲能技術研發、新能源裝備制造等領域對高性能絕緣材料、儲能電極材料、復合高分子材料的需求呈爆發式增長。作為北京市屬重點本科院校，北京石油化工學院始終立足首都功能定位，圍繞能源化工、新材料、先進制造等領域開展核心技術攻關，依托校內省部級重點實驗室和工程研究中心，承擔了數十項省部級能源材料領域科研項目。

在高分子絕緣材料、儲能電介質材料的研發過程中，介電常數和介質損耗因數是表征材料極化特性、能量存儲與耗散能力的核心參數，直接決定了材料在高壓電力裝備、高頻電子器件、儲能系統中的應用性能。長期以來，北京石油化工學院新材料與化工學院針對絕緣材料介電性能的測試主要依賴傳統手動電橋設備，不僅測試效率偏低，而且在強電磁干擾環境下的測試精度難以滿足新一代納米復合絕緣材料、高頻儲能介質材料的科研測試需求。為進一步提升實驗室材料表征能力，補齊高精度介電性能測試的設備短板，北京石油化工學院于2026年6月完成了對北京北廣精儀儀器設備有限公司BQS-13型全自動介電常數介質損耗測試儀的采購流程，正式將這一高精度測試設備納入學校重點實驗室共享平臺，為全校乃至京津冀地區的能源材料科研提供精準測試支撐。

本文將從本次采購的背景、設備技術優勢、對高校科研平臺的價值、未來應用場景等多個維度，全面解析本次合作對北京石油化工學院科研能力升級的意義，展現國產科學儀器在高校科研創新中的支撐作用。

采購背景：聚焦能源材料研發痛點，布局高精度表征設備升級

（一）北京石油化工學院能源材料學科發展對測試設備提出新要求

北京石油化工學院始建于1978年，前身是北京石油化工專科學校，1985年更名為北京石油化工學院，2000年劃轉北京市管理，現已發展成為一所以工為主，工、理、管、經、文多學科相互滲透，突出產學研合作與應用型人才培養特色的北京市屬重點大學。學校依托毗鄰中關村科學城、大興生物醫藥產業基地、北京經濟技術開發區的區位優勢，在能源化工、先進材料、裝備等領域形成了鮮明的學科特色，其中新材料與化工學院是學校重點建設的學院之一，擁有“能源清潔轉化與煤化工"北京市重點實驗室、“綠色特種高分子材料"北京市工程研究中心等多個省部級科研平臺，承擔了包括國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃子課題在內的上百項科研項目，在高壓絕緣材料、儲能電介質材料、特種高分子復合材料等方向取得了一系列標志性成果。

近年來，隨著我國新型電力系統建設的推進，對高壓絕緣裝備的性能要求不斷提升，北京石油化工學院科研團隊承擔了多項關于“納米復合絕緣材料空間電荷特性"“高頻變壓器絕緣材料介質損耗調控"“新型儲能電池隔膜介電性能優化"等方向的研究課題。這些課題的開展都對介電常數和介質損耗的測試精度提出了要求：一方面，納米復合改性后的絕緣材料，其介質損耗通常在10^-4量級，微小的測試誤差就會導致對材料改性效果的誤判；另一方面，針對不同應用場景的材料，需要在不同電壓、不同頻率下完成測試，傳統手動電橋不僅無法實現自動變頻，而且人工調節平衡帶來的主觀誤差會嚴重影響測試結果的重復性。

北京石油化工學院新材料與化工學院一位青年科研骨干介紹，此前實驗室使用的傳統手動介損電橋，每次測試都需要操作人員反復調節平衡旋鈕，不僅耗時費力，而且對于低損耗材料，很難獲得穩定的測試結果，有時候同一個樣品測試三次，結果偏差就能達到10%以上，極大影響了科研數據的可靠性和論文投稿的進度。因此，采購一臺高精度、全自動、抗干擾能力強的介損測試設備，成為學院實驗室升級的迫切需求。

（二）國產科學儀器崛起，北廣精儀BQS-13憑借技術優勢脫穎而出

本次采購過程中，北京石油化工學院嚴格按照高校政府采購流程，對國內外多個品牌的介損測試設備進行了公開招標，從技術參數、價格、售后服務、品牌信譽等多個維度進行綜合評審。最終，北京北廣精儀儀器設備有限公司生產的BQS-13型全自動介電常數介質損耗測試儀憑借的技術指標、貼合高校科研需求的功能設計以及高性價比優勢，成功中標本次采購項目。

北京北廣精儀儀器設備有限公司是國內專注于高壓電氣測試儀器、材料介電性能測試儀器研發生產的老牌企業，擁有數十年的儀器研發經驗，其生產的各類介損測試設備已經廣泛應用于國內多家高校、科研院所和電力企業，得到了用戶的一致認可。在本次招標中，BQS-13的幾個核心優勢打動了評審專家：第一，設備符合我國現行的所有相關國家標準，包括GB/T 1409-2006《測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻（包括米波波長在內）下電容率和介質損耗因數的推薦方法》、GB/T 5654《液體絕緣材料 相對電容率、介質損耗因數和直流電阻率的測量》、GB/T 1693《硫化橡膠 介電常數和介質損耗角正切值的測定》、GB/T 1407《電信設備用絕緣材料 介電性能的試驗方法》等，測試數據具備性和可追溯性，高校科研論文發表、項目驗收對測試數據合規性的要求；第二，設備采用變頻電源技術和數字信號處理算法，突破了傳統電橋的技術局限，具備的抗干擾能力，能夠在普通實驗室環境下獲得穩定可靠的測試結果，不需要專門搭建屏蔽室，降低了實驗室改造的成本；第三，設備集成化程度高，內置標準電容器、高壓電源和數據處理單元，不需要外接大量復雜組件，操作簡單，全自動測試流程大大降低了科研人員的工作強度，提高了測試效率；第四，作為國產設備，BQS-13在價格上比進口同類產品低近三分之一，而且售后服務響應速度更快，能夠及時解決設備使用過程中出現的問題，降低了設備后期維護成本。

北京石油化工學院政府采購中心相關負責人表示，本次采購也積極響應了國家關于“鼓勵采購國產高檔儀器設備"的政策導向，北廣精儀作為國內的科學儀器生產企業，其產品性能已經達到甚至部分超過了進口同類產品的水平，支持國產科學儀器的發展，也是高校服務國內實體經濟、推動科技自立自強的應盡責任。

設備概覽：BQS-13全自動介損測試儀核心技術解析

BQS-13型全自動介電常數介質損耗測試儀，是北京北廣精儀專為實驗室精密測量研制的高精度高壓電橋，該設備突破了傳統手動電橋的測量方式，融合了變頻電源技術、單片機控制技術和現代數字信號處理技術，能夠實現對絕緣材料電容值（Cx）、介質損耗因數（tgδ）和相對介電常數（ε）的全自動測量，是當前國內介損測試領域性能的國產科學儀器。以下從設計標準、核心技術參數、結構與原理三個維度對該設備進行詳細解析。

（一）嚴格遵循國家標準，測試結果合規

BQS-13的設計與制造嚴格遵循我國現行的相關國家標準體系，確保測試結果具備工程參考價值和科研性，能夠滿足不同領域、不同類型絕緣材料的測試要求，主要契合的標準包括：

1. GB/T 1409-2006：測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質損耗因數的推薦方法，該標準是國內介電性能測試領域最基礎、最核心的標準，對測試儀器的性能指標做出了明確規范；

2. GB/T 5654：針對液體絕緣材料的測試要求，對液體絕緣材料相對電容率、介質損耗因數和直流電阻率的測量方法做出了具體規定，BQS-13適配液體樣品測試的電極系統，能夠滿足絕緣油、液態樹脂等材料的測試需求；

3. GB/T 1693：針對硫化橡膠等高分子材料的介電性能測試要求，BQS-13能夠直接顯示相對介電常數，配合三電極測試系統可達到的測試精度，橡膠配方研發和質量控制的需求；

4. GB/T 1407：針對電信設備用絕緣材料的介電性能試驗要求，適配高頻場景下的材料測試需求。

上述標準對電極系統配置、測試電壓波形、頻率偏差及環境濕度控制等方面都做出了具體而嚴格的規定，BQS-13在軟硬件層面都進行了針對性的適配優化，能夠保證測試結果的重復性和可比性，高校科研、工業質檢等不同場景對測試結果合規性的要求。

（二）核心技術參數全面，滿足各類測試場景需求

根據北京北廣精儀提供的技術參數，BQS-13的核心性能指標如下，所有參數北京石油化工學院能源材料研發的測試需求：

1. 測試準確度：常規測試模式下，電容值Cx的準確度為±(讀數×0.5%+0.5pF)，介質損耗因數tgδ的準確度為±(讀數×0.5%+0.00005)；配合三電極測試系統時，精度進一步提升，Cx準確度可達±(讀數×0.2%+0.5pF)，tgδ準確度可達±(讀數×0.2%+0.00005)，相對介電常數ε的準確度可達讀數的±0.5%，這樣的精度能夠滿足低損耗納米復合絕緣材料的測試要求，捕捉到微小的性能變化。

2. 電容量測量范圍：內施高壓模式下，3pF~60000pF/10kV，60pF~1μF/0.5kV；外施高壓模式下，3pF~1.5μF/10kV，60pF~30μF/0.5k；外接量程擴展器時，可測試幾千安培下高壓電器的介損值，能夠覆蓋從微小的薄膜樣品到大型電力設備部件的測試需求。

3. 分辨率：電容量最高分辨率可達0.001pF，保留4位有效數字；tgδ分辨率可達0.00001，能夠分辨出極低損耗材料的微小差異，這對于研究材料微量水分侵入、微觀結構變化對介電性能的影響具有重要意義。

4. tgδ范圍：測量范圍不受限制，可自動識別電容、電感、電阻三種類型試品，適配不同類型的測試樣品。

5. 試驗電壓與頻率：內施高壓模式下，電壓可在0.5kV~10kV范圍內隨意設置，分辨率可達1V，支持任意電壓值設定；頻率支持40Hz~70Hz范圍內單頻隨意設置，也支持50Hz±0.1Hz到50Hz±10Hz、60Hz±0.1Hz到60Hz±10Hz自動雙變頻設置，頻率精度可達±0.01Hz；外施高壓模式下，外接高壓電源可實現最高500kV電壓測試，滿足大型高壓絕緣部件的測試需求。

6. 其他參數：測量時間約40s，大幅縮短了測試周期；輸入電源支持180V~270VAC市電或發電機供電，適配不同實驗室的供電條件；配備標準RS232計算機接口和U盤存儲接口，支持數據自動存儲和導出；自帶微型熱敏打印機，可現場打印測試報告；工作環境溫度支持-10℃~50℃，相對濕度<90%，適應大部分實驗室環境；外形尺寸為430×330×350mm，采用8U標準機箱，重量僅28kg，方便放置在實驗室實驗臺上，不需要專門的大型安裝空間。

（三）技術架構先進，突破傳統電橋的局限

BQS-13采用一體化集成設計，主要由變頻高壓電源模塊、標準電容與采樣單元、數字信號處理模塊、人機交互與存儲系統四個核心功能模塊構成，其技術架構擺脫了傳統手動電橋的局限，實現了全自動化、高精度測試：

1. 變頻高壓電源模塊：模塊內置大功率開關電源，能夠輸出45Hz與55Hz純正弦波高壓，電壓幅值可在0.5kV至10kV之間連續任意調節，同時模塊具備過流保護與零電壓軟啟動功能，當試品擊穿時能夠自動切斷電源，防止對儀器造成損傷，提升了設備使用的安全性。

2. 標準電容與采樣單元：機內集成了高穩定性標準電容器，其自身介質損耗極低，可作為相位測試的基準，試品電流經高精度采樣電阻轉換為電壓信號后，送入后端數字處理單元，保證了信號采集的準確性。

3. 數字信號處理模塊：采用傅里葉變換數字濾波技術，將采集到的模擬信號轉換為數字序列，能夠有效剔除工頻干擾及諧波成分，從混雜的噪聲信號中提取真實的介損角信息，解決了傳統介損測試易受電磁干擾的問題，即使在普通實驗室環境下也能獲得穩定可靠的測試結果。

4. 人機交互與存儲系統：配備全觸摸彩色液晶顯示屏，支持圖形化中文菜單操作，內置日歷芯片和大容量存儲器，支持歷史數據查詢、U盤數據導出和微型打印機輸出，操作簡單方便，科研人員經過簡單培訓即可獨立完成測試。

在測量原理上，BQS-13采用成熟的正接法測量原理，結合微處理器自動控制，消除了傳統手動電橋人工調節平衡帶來的主觀誤差，能夠在強電磁干擾環境下提取微弱的信號變化，既適用于實驗室精密測量，也可滿足工業現場的在線質檢需求。

本次采購對北京石油化工學院科研平臺建設的意義

北京石油化工學院本次采購BQS-13全自動介損測試儀，并非簡單的設備更新，而是對學校能源材料科研平臺表征能力的一次重要升級，將從提升科研數據可靠性、加快科研項目推進、支撐人才培養、開放共享服務區域創新四個方面，為學校的科研和教學工作提供有力支撐。

（一）提升低損耗材料測試精度，保障科研數據可靠性

對于北京石油化工學院目前開展的納米復合絕緣材料、高頻儲能介質材料等研究來說，測試數據的可靠性是科研成果的基礎。傳統手動電橋由于精度不足、抗干擾能力差，很難獲得穩定的低損耗材料測試數據，有時候甚至會出現“數據擬合"的情況，嚴重影響科研結論的準確性。

BQS-13投入使用后，配合三電極測試系統，對tgδ的測試準確度可達±(讀數×0.2%+0.00005)，分辨率高達0.00001，能夠精準捕捉到低損耗材料中介電性能的微小變化，為科研人員研究材料結構與性能的關系提供精準的數據支撐。例如，在研究納米填料摻雜量對絕緣材料介質損耗的影響時，當摻雜量從0.1%增加到0.5%，介質損耗的變化可能只有10^-4量級，只有高精度的測試設備才能檢測出這種變化，從而幫助科研人員準確掌握摻雜量對性能的影響規律，獲得可靠的科研結論。

同時，設備全自動測試流程消除了人工操作帶來的主觀誤差，同一樣品多次測試的重復性更好，測試結果的可信度更高，為科研論文發表和項目驗收提供了堅實的保障。北京石油化工學院新材料與化工學院一位教授表示，之前因為測試設備精度不夠，投出去的論文經常被審稿人質疑數據的可靠性，現在有了這臺新設備，就能從根本上解決這個問題，有助于加快科研成果的發表。

（二）提高測試效率，加快科研項目推進節奏

傳統手動介損電橋測試一個樣品，需要操作人員反復調節平衡，整個過程通常需要十幾分鐘甚至更長時間，如果測試多個樣品、多個電壓點，就會耗費大量的時間，科研人員不得不把大量精力花費在繁瑣的測試操作上，擠壓了科研思考和方案設計的時間。

BQS-13實現了全自動化測試，從電壓設置、頻率調節到數據采集、結果計算輸出，整個過程都由設備自動完成，測試一個樣品僅需要約40秒，測試效率比傳統手動電橋提升了十幾倍，大大節省了科研人員的時間。尤其是在新材料研發過程中，通常需要制備大量不同配方、不同工藝的樣品，快速完成批量測試能夠大大縮短研發周期，加快科研項目的推進節奏。

例如，在一款新型高壓電纜絕緣材料的研發過程中，科研人員需要測試不同交聯工藝、不同添加劑含量下材料的介電性能，幾十上百個樣品如果用傳統設備測試可能需要兩三天才能完成，用BQS-13只需要幾個小時就能完成，大幅提高了研發效率，能夠幫助科研人員更快篩選出符合性能要求的配方和工藝，推動項目早日取得成果。

（三）支撐高素質應用型材料人才培養，提升實驗教學水平

北京石油化工學院以培養高素質應用型人才為辦學定位，材料類專業是學校的優勢專業之一，每年培養大量從事新材料研發、生產、質檢的專業人才。在本科和研究生教學過程中，材料表征實驗是人才培養的重要環節，讓學生接觸到先進的測試設備，掌握現代材料表征技術，是提升人才培養質量的重要保障。

本次采購的BQS-13全自動介損測試儀，不僅可以用于科研測試，還可以開放給學生用于課程實驗、畢業設計和創新創業項目。學生可以通過實際操作該設備，了解介電性能測試的基本原理和現代測試技術的發展，掌握高精度介損測試的操作方法，為今后進入科研院所、企業從事相關工作打下堅實的基礎。

尤其是對于碩士研究生來說，很多研究生的課題都涉及到絕緣材料、高分子材料的介電性能研究，先進的測試設備能夠幫助他們更好地完成課題研究，提升學位論文的質量，培養他們的科研能力和創新能力。學校相關負責人表示，這臺設備投入使用后，將納入學校公共實驗平臺，面向全校材料、化工、電氣等相關專業的師生開放，支撐實驗教學和學生創新創業活動，提升學校的人才培養水平。

（四）納入校級公共科研平臺，開放共享服務京津冀區域創新

北京石油化工學院地處京津冀核心區域，近年來學校積極落實京津冀協同發展國家戰略，不斷提升自身科研平臺對區域科技創新的服務能力，推動科技成果在區域內轉化落地。本次采購的BQS-13全自動介損測試儀，將被納入學校的省級重點實驗室公共共享平臺，不僅服務于本校的科研項目，還可以面向京津冀地區的中小企業、科研院所開放，提供精準的介電性能測試服務，解決中小微企業研發過程中“買不起高精度設備、測不了關鍵參數"的痛點。

京津冀地區是我國絕緣材料、電力裝備、電子信息材料的重要產業集聚區，有大量的中小微企業從事相關產品的研發和生產，這些企業很多都沒有配備的介損測試設備，研發過程中需要對外委托測試。北京石油化工學院的這臺設備開放共享后，能夠為區域內企業提供便捷、低成本、高精度的測試服務，幫助企業加快新產品研發進度，提升產品質量，推動區域產業的轉型升級。

同時，開放共享也有利于加強學校與區域內企業、科研院所的產學研合作，吸引更多合作項目落地，提升學校服務地方經濟社會發展的能力，實現“設備升級—科研突破—服務社會—良性發展"的循環。

未來應用場景展望：BQS-13將支撐多領域科研創新

BQS-13全自動介損測試儀到位安裝調試完成后，將很快投入使用，未來將在北京石油化工學院的多個研究方向發揮重要作用，支撐學校在能源材料領域取得更多原創性科研成果，主要應用場景包括以下幾個方面：

（一）高壓絕緣材料研發，支撐新型電力系統建設

新型電力系統建設對高壓輸電裝備的絕緣性能提出了更高要求，北京石油化工學院科研團隊在高壓直流電纜絕緣材料、高溫硫化硅橡膠絕緣材料、納米復合絕緣材料等方向都有深入研究。在這些研究中，BQS-13可以用于測試不同配方、不同老化程度下絕緣材料的介電常數和介質損耗，幫助科研人員研究材料老化機理、性能衰減規律，優化材料配方和制備工藝，研發出性能更優異、壽命更長的高壓絕緣材料，保障特高壓輸電和新型電力系統的安全穩定運行。

例如，在研究絕緣材料老化過程中，水分侵入對材料介電性能的影響時，BQS-13的高分辨率能夠檢測出材料介質損耗隨水分含量的微小變化，從而幫助科研人員準確建立老化壽命模型，為高壓絕緣裝備的壽命評估提供數據支撐。

（二）儲能材料介電性能研究，助力新型儲能技術發展

儲能技術是實現“雙碳"目標的關鍵支撐，北京石油化工學院在儲能電池隔膜材料、介質儲能電容器材料等方向開展了大量研究。對于儲能介質材料來說，介電常數和介質損耗是核心性能指標：介電常數越高，材料的能量存儲密度越高；介質損耗越低，儲能過程中的能量損耗越小，儲能效率越高。BQS-13能夠精準測試不同儲能介質材料的介電常數和介質損耗，幫助科研人員優化材料結構，開發出高能量密度、低損耗的儲能介質材料，推動新型儲能技術的發展。

（三）特種高分子材料性能表征，服務新材料產業升級

北京石油化工學院在特種橡膠、工程塑料、功能高分子復合材料等方向也有豐富的研究積累，根據國家標準GB/T 1693的要求，這些高分子材料的研發和質量控制都需要測試介電常數和介質損耗。BQS-13符合該標準的測試要求，能夠為各類特種高分子材料的研發提供精準的測試服務，幫助企業優化產品配方，提升產品質量，推動我國特種高分子材料產業的升級。

（四）液體絕緣材料性能檢測，保障電力設備運行安全

變壓器、互感器等電力設備中使用的絕緣油，其介質損耗因數是判斷絕緣油老化、劣化程度的重要指標，介質損耗過高會導致設備發熱，嚴重威脅電力設備的運行安全。BQS-13符合GB/T 5654對液體絕緣材料測試的要求，能夠精準測試絕緣油的介質損耗和相對介電常數，既可以用于科研中對新型絕緣油的性能研發，也可以用于對運行中絕緣油的質量檢測，保障電力設備的運行安全。

國產儀器賦能高校科研，共推能源材料創新發展

本次北京石油化工學院采購北京北廣精儀BQS-13全自動介電常數介質損耗測試儀，是國產科學儀器服務高校科研創新的一個典型案例，體現了我國科學儀器行業近年來的發展進步，也反映了高校科研對高精度國產儀器的需求正在不斷增長。

隨著我國能源轉型和材料科學的快速發展，對材料表征技術和測試設備的要求會越來越高，北京北廣精儀將繼續深耕介電性能測試儀器領域，不斷優化產品性能，為高校和科研院所提供更多高性能的國產測試設備。北京石油化工學院也將充分利用這臺新設備，提升學校在能源材料領域的科研能力和人才培養水平，產出更多高水平的科研成果，為我國能源材料領域的創新發展貢獻力量。