能源转型背景下，材料表征技术升级成高校科研核心刚需

2026年，我国能源转型战略进入深化推进的关键阶段，新型电力系统建设、储能技术研发、新能源装备制造等领域对高性能绝缘材料、储能电极材料、复合高分子材料的需求呈爆发式增长。作为北京市属重点本科院校，北京石油化工学院始终立足首都功能定位，围绕能源化工、新材料、先进制造等领域开展核心技术攻关，依托校内省部级重点实验室和工程研究中心，承担了数十项省部级能源材料领域科研项目。

在高分子绝缘材料、储能电介质材料的研发过程中，介电常数和介质损耗因数是表征材料极化特性、能量存储与耗散能力的核心参数，直接决定了材料在高压电力装备、高频电子器件、储能系统中的应用性能。长期以来，北京石油化工学院新材料与化工学院针对绝缘材料介电性能的测试主要依赖传统手动电桥设备，不仅测试效率偏低，而且在强电磁干扰环境下的测试精度难以满足新一代纳米复合绝缘材料、高频储能介质材料的科研测试需求。为进一步提升实验室材料表征能力，补齐高精度介电性能测试的设备短板，北京石油化工学院于2026年6月完成了对北京北广精仪仪器设备有限公司BQS-13型全自动介电常数介质损耗测试仪的采购流程，正式将这一高精度测试设备纳入学校重点实验室共享平台，为全校乃至京津冀地区的能源材料科研提供精准测试支撑。

本文将从本次采购的背景、设备技术优势、对高校科研平台的价值、未来应用场景等多个维度，全面解析本次合作对北京石油化工学院科研能力升级的意义，展现国产科学仪器在高校科研创新中的支撑作用。

采购背景：聚焦能源材料研发痛点，布局高精度表征设备升级

（一）北京石油化工学院能源材料学科发展对测试设备提出新要求

北京石油化工学院始建于1978年，前身是北京石油化工专科学校，1985年更名为北京石油化工学院，2000年划转北京市管理，现已发展成为一所以工为主，工、理、管、经、文多学科相互渗透，突出产学研合作与应用型人才培养特色的北京市属重点大学。学校依托毗邻中关村科学城、大兴生物医药产业基地、北京经济技术开发区的区位优势，在能源化工、先进材料、装备等领域形成了鲜明的学科特色，其中新材料与化工学院是学校重点建设的学院之一，拥有“能源清洁转化与煤化工"北京市重点实验室、“绿色特种高分子材料"北京市工程研究中心等多个省部级科研平台，承担了包括国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划子课题在内的上百项科研项目，在高压绝缘材料、储能电介质材料、特种高分子复合材料等方向取得了一系列标志性成果。

近年来，随着我国新型电力系统建设的推进，对高压绝缘装备的性能要求不断提升，北京石油化工学院科研团队承担了多项关于“纳米复合绝缘材料空间电荷特性"“高频变压器绝缘材料介质损耗调控"“新型储能电池隔膜介电性能优化"等方向的研究课题。这些课题的开展都对介电常数和介质损耗的测试精度提出了要求：一方面，纳米复合改性后的绝缘材料，其介质损耗通常在10^-4量级，微小的测试误差就会导致对材料改性效果的误判；另一方面，针对不同应用场景的材料，需要在不同电压、不同频率下完成测试，传统手动电桥不仅无法实现自动变频，而且人工调节平衡带来的主观误差会严重影响测试结果的重复性。

北京石油化工学院新材料与化工学院一位青年科研骨干介绍，此前实验室使用的传统手动介损电桥，每次测试都需要操作人员反复调节平衡旋钮，不仅耗时费力，而且对于低损耗材料，很难获得稳定的测试结果，有时候同一个样品测试三次，结果偏差就能达到10%以上，极大影响了科研数据的可靠性和论文投稿的进度。因此，采购一台高精度、全自动、抗干扰能力强的介损测试设备，成为学院实验室升级的迫切需求。

（二）国产科学仪器崛起，北广精仪BQS-13凭借技术优势脱颖而出

本次采购过程中，北京石油化工学院严格按照高校政府采购流程，对国内外多个品牌的介损测试设备进行了公开招标，从技术参数、价格、售后服务、品牌信誉等多个维度进行综合评审。最终，北京北广精仪仪器设备有限公司生产的BQS-13型全自动介电常数介质损耗测试仪凭借的技术指标、贴合高校科研需求的功能设计以及高性价比优势，成功中标本次采购项目。

北京北广精仪仪器设备有限公司是国内专注于高压电气测试仪器、材料介电性能测试仪器研发生产的老牌企业，拥有数十年的仪器研发经验，其生产的各类介损测试设备已经广泛应用于国内多家高校、科研院所和电力企业，得到了用户的一致认可。在本次招标中，BQS-13的几个核心优势打动了评审专家：第一，设备符合我国现行的所有相关国家标准，包括GB/T 1409-2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法》、GB/T 5654《液体绝缘材料 相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量》、GB/T 1693《硫化橡胶 介电常数和介质损耗角正切值的测定》、GB/T 1407《电信设备用绝缘材料 介电性能的试验方法》等，测试数据具备性和可追溯性，高校科研论文发表、项目验收对测试数据合规性的要求；第二，设备采用变频电源技术和数字信号处理算法，突破了传统电桥的技术局限，具备的抗干扰能力，能够在普通实验室环境下获得稳定可靠的测试结果，不需要专门搭建屏蔽室，降低了实验室改造的成本；第三，设备集成化程度高，内置标准电容器、高压电源和数据处理单元，不需要外接大量复杂组件，操作简单，全自动测试流程大大降低了科研人员的工作强度，提高了测试效率；第四，作为国产设备，BQS-13在价格上比进口同类产品低近三分之一，而且售后服务响应速度更快，能够及时解决设备使用过程中出现的问题，降低了设备后期维护成本。

北京石油化工学院政府采购中心相关负责人表示，本次采购也积极响应了国家关于“鼓励采购国产高档仪器设备"的政策导向，北广精仪作为国内的科学仪器生产企业，其产品性能已经达到甚至部分超过了进口同类产品的水平，支持国产科学仪器的发展，也是高校服务国内实体经济、推动科技自立自强的应尽责任。

设备概览：BQS-13全自动介损测试仪核心技术解析

BQS-13型全自动介电常数介质损耗测试仪，是北京北广精仪专为实验室精密测量研制的高精度高压电桥，该设备突破了传统手动电桥的测量方式，融合了变频电源技术、单片机控制技术和现代数字信号处理技术，能够实现对绝缘材料电容值（Cx）、介质损耗因数（tgδ）和相对介电常数（ε）的全自动测量，是当前国内介损测试领域性能的国产科学仪器。以下从设计标准、核心技术参数、结构与原理三个维度对该设备进行详细解析。

（一）严格遵循国家标准，测试结果合规

BQS-13的设计与制造严格遵循我国现行的相关国家标准体系，确保测试结果具备工程参考价值和科研性，能够满足不同领域、不同类型绝缘材料的测试要求，主要契合的标准包括：

1. 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，该标准是国内介电性能测试领域最基础、最核心的标准，对测试仪器的性能指标做出了明确规范；

2. GB/T 5654：针对液体绝缘材料的测试要求，对液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量方法做出了具体规定，BQS-13适配液体样品测试的电极系统，能够满足绝缘油、液态树脂等材料的测试需求；

3. GB/T 1693：针对硫化橡胶等高分子材料的介电性能测试要求，BQS-13能够直接显示相对介电常数，配合三电极测试系统可达到的测试精度，橡胶配方研发和质量控制的需求；

4. GB/T 1407：针对电信设备用绝缘材料的介电性能试验要求，适配高频场景下的材料测试需求。

上述标准对电极系统配置、测试电压波形、频率偏差及环境湿度控制等方面都做出了具体而严格的规定，BQS-13在软硬件层面都进行了针对性的适配优化，能够保证测试结果的重复性和可比性，高校科研、工业质检等不同场景对测试结果合规性的要求。

（二）核心技术参数全面，满足各类测试场景需求

根据北京北广精仪提供的技术参数，BQS-13的核心性能指标如下，所有参数北京石油化工学院能源材料研发的测试需求：

1. 测试准确度：常规测试模式下，电容值Cx的准确度为±(读数×0.5%+0.5pF)，介质损耗因数tgδ的准确度为±(读数×0.5%+0.00005)；配合三电极测试系统时，精度进一步提升，Cx准确度可达±(读数×0.2%+0.5pF)，tgδ准确度可达±(读数×0.2%+0.00005)，相对介电常数ε的准确度可达读数的±0.5%，这样的精度能够满足低损耗纳米复合绝缘材料的测试要求，捕捉到微小的性能变化。

2. 电容量测量范围：内施高压模式下，3pF~60000pF/10kV，60pF~1μF/0.5kV；外施高压模式下，3pF~1.5μF/10kV，60pF~30μF/0.5k；外接量程扩展器时，可测试几千安培下高压电器的介损值，能够覆盖从微小的薄膜样品到大型电力设备部件的测试需求。

3. 分辨率：电容量最高分辨率可达0.001pF，保留4位有效数字；tgδ分辨率可达0.00001，能够分辨出极低损耗材料的微小差异，这对于研究材料微量水分侵入、微观结构变化对介电性能的影响具有重要意义。

4. tgδ范围：测量范围不受限制，可自动识别电容、电感、电阻三种类型试品，适配不同类型的测试样品。

5. 试验电压与频率：内施高压模式下，电压可在0.5kV~10kV范围内随意设置，分辨率可达1V，支持任意电压值设定；频率支持40Hz~70Hz范围内单频随意设置，也支持50Hz±0.1Hz到50Hz±10Hz、60Hz±0.1Hz到60Hz±10Hz自动双变频设置，频率精度可达±0.01Hz；外施高压模式下，外接高压电源可实现最高500kV电压测试，满足大型高压绝缘部件的测试需求。

6. 其他参数：测量时间约40s，大幅缩短了测试周期；输入电源支持180V~270VAC市电或发电机供电，适配不同实验室的供电条件；配备标准RS232计算机接口和U盘存储接口，支持数据自动存储和导出；自带微型热敏打印机，可现场打印测试报告；工作环境温度支持-10℃~50℃，相对湿度<90%，适应大部分实验室环境；外形尺寸为430×330×350mm，采用8U标准机箱，重量仅28kg，方便放置在实验室实验台上，不需要专门的大型安装空间。

（三）技术架构先进，突破传统电桥的局限

BQS-13采用一体化集成设计，主要由变频高压电源模块、标准电容与采样单元、数字信号处理模块、人机交互与存储系统四个核心功能模块构成，其技术架构摆脱了传统手动电桥的局限，实现了全自动化、高精度测试：

1. 变频高压电源模块：模块内置大功率开关电源，能够输出45Hz与55Hz纯正弦波高压，电压幅值可在0.5kV至10kV之间连续任意调节，同时模块具备过流保护与零电压软启动功能，当试品击穿时能够自动切断电源，防止对仪器造成损伤，提升了设备使用的安全性。

2. 标准电容与采样单元：机内集成了高稳定性标准电容器，其自身介质损耗极低，可作为相位测试的基准，试品电流经高精度采样电阻转换为电压信号后，送入后端数字处理单元，保证了信号采集的准确性。

3. 数字信号处理模块：采用傅里叶变换数字滤波技术，将采集到的模拟信号转换为数字序列，能够有效剔除工频干扰及谐波成分，从混杂的噪声信号中提取真实的介损角信息，解决了传统介损测试易受电磁干扰的问题，即使在普通实验室环境下也能获得稳定可靠的测试结果。

4. 人机交互与存储系统：配备全触摸彩色液晶显示屏，支持图形化中文菜单操作，内置日历芯片和大容量存储器，支持历史数据查询、U盘数据导出和微型打印机输出，操作简单方便，科研人员经过简单培训即可独立完成测试。

在测量原理上，BQS-13采用成熟的正接法测量原理，结合微处理器自动控制，消除了传统手动电桥人工调节平衡带来的主观误差，能够在强电磁干扰环境下提取微弱的信号变化，既适用于实验室精密测量，也可满足工业现场的在线质检需求。

本次采购对北京石油化工学院科研平台建设的意义

北京石油化工学院本次采购BQS-13全自动介损测试仪，并非简单的设备更新，而是对学校能源材料科研平台表征能力的一次重要升级，将从提升科研数据可靠性、加快科研项目推进、支撑人才培养、开放共享服务区域创新四个方面，为学校的科研和教学工作提供有力支撑。

（一）提升低损耗材料测试精度，保障科研数据可靠性

对于北京石油化工学院目前开展的纳米复合绝缘材料、高频储能介质材料等研究来说，测试数据的可靠性是科研成果的基础。传统手动电桥由于精度不足、抗干扰能力差，很难获得稳定的低损耗材料测试数据，有时候甚至会出现“数据拟合"的情况，严重影响科研结论的准确性。

BQS-13投入使用后，配合三电极测试系统，对tgδ的测试准确度可达±(读数×0.2%+0.00005)，分辨率高达0.00001，能够精准捕捉到低损耗材料中介电性能的微小变化，为科研人员研究材料结构与性能的关系提供精准的数据支撑。例如，在研究纳米填料掺杂量对绝缘材料介质损耗的影响时，当掺杂量从0.1%增加到0.5%，介质损耗的变化可能只有10^-4量级，只有高精度的测试设备才能检测出这种变化，从而帮助科研人员准确掌握掺杂量对性能的影响规律，获得可靠的科研结论。

同时，设备全自动测试流程消除了人工操作带来的主观误差，同一样品多次测试的重复性更好，测试结果的可信度更高，为科研论文发表和项目验收提供了坚实的保障。北京石油化工学院新材料与化工学院一位教授表示，之前因为测试设备精度不够，投出去的论文经常被审稿人质疑数据的可靠性，现在有了这台新设备，就能从根本上解决这个问题，有助于加快科研成果的发表。

（二）提高测试效率，加快科研项目推进节奏

传统手动介损电桥测试一个样品，需要操作人员反复调节平衡，整个过程通常需要十几分钟甚至更长时间，如果测试多个样品、多个电压点，就会耗费大量的时间，科研人员不得不把大量精力花费在繁琐的测试操作上，挤压了科研思考和方案设计的时间。

BQS-13实现了全自动化测试，从电压设置、频率调节到数据采集、结果计算输出，整个过程都由设备自动完成，测试一个样品仅需要约40秒，测试效率比传统手动电桥提升了十几倍，大大节省了科研人员的时间。尤其是在新材料研发过程中，通常需要制备大量不同配方、不同工艺的样品，快速完成批量测试能够大大缩短研发周期，加快科研项目的推进节奏。

例如，在一款新型高压电缆绝缘材料的研发过程中，科研人员需要测试不同交联工艺、不同添加剂含量下材料的介电性能，几十上百个样品如果用传统设备测试可能需要两三天才能完成，用BQS-13只需要几个小时就能完成，大幅提高了研发效率，能够帮助科研人员更快筛选出符合性能要求的配方和工艺，推动项目早日取得成果。

（三）支撑高素质应用型材料人才培养，提升实验教学水平

北京石油化工学院以培养高素质应用型人才为办学定位，材料类专业是学校的优势专业之一，每年培养大量从事新材料研发、生产、质检的专业人才。在本科和研究生教学过程中，材料表征实验是人才培养的重要环节，让学生接触到先进的测试设备，掌握现代材料表征技术，是提升人才培养质量的重要保障。

本次采购的BQS-13全自动介损测试仪，不仅可以用于科研测试，还可以开放给学生用于课程实验、毕业设计和创新创业项目。学生可以通过实际操作该设备，了解介电性能测试的基本原理和现代测试技术的发展，掌握高精度介损测试的操作方法，为今后进入科研院所、企业从事相关工作打下坚实的基础。

尤其是对于硕士研究生来说，很多研究生的课题都涉及到绝缘材料、高分子材料的介电性能研究，先进的测试设备能够帮助他们更好地完成课题研究，提升学位论文的质量，培养他们的科研能力和创新能力。学校相关负责人表示，这台设备投入使用后，将纳入学校公共实验平台，面向全校材料、化工、电气等相关专业的师生开放，支撑实验教学和学生创新创业活动，提升学校的人才培养水平。

（四）纳入校级公共科研平台，开放共享服务京津冀区域创新

北京石油化工学院地处京津冀核心区域，近年来学校积极落实京津冀协同发展国家战略，不断提升自身科研平台对区域科技创新的服务能力，推动科技成果在区域内转化落地。本次采购的BQS-13全自动介损测试仪，将被纳入学校的省级重点实验室公共共享平台，不仅服务于本校的科研项目，还可以面向京津冀地区的中小企业、科研院所开放，提供精准的介电性能测试服务，解决中小微企业研发过程中“买不起高精度设备、测不了关键参数"的痛点。

京津冀地区是我国绝缘材料、电力装备、电子信息材料的重要产业集聚区，有大量的中小微企业从事相关产品的研发和生产，这些企业很多都没有配备的介损测试设备，研发过程中需要对外委托测试。北京石油化工学院的这台设备开放共享后，能够为区域内企业提供便捷、低成本、高精度的测试服务，帮助企业加快新产品研发进度，提升产品质量，推动区域产业的转型升级。

同时，开放共享也有利于加强学校与区域内企业、科研院所的产学研合作，吸引更多合作项目落地，提升学校服务地方经济社会发展的能力，实现“设备升级—科研突破—服务社会—良性发展"的循环。

未来应用场景展望：BQS-13将支撑多领域科研创新

BQS-13全自动介损测试仪到位安装调试完成后，将很快投入使用，未来将在北京石油化工学院的多个研究方向发挥重要作用，支撑学校在能源材料领域取得更多原创性科研成果，主要应用场景包括以下几个方面：

（一）高压绝缘材料研发，支撑新型电力系统建设

新型电力系统建设对高压输电装备的绝缘性能提出了更高要求，北京石油化工学院科研团队在高压直流电缆绝缘材料、高温硫化硅橡胶绝缘材料、纳米复合绝缘材料等方向都有深入研究。在这些研究中，BQS-13可以用于测试不同配方、不同老化程度下绝缘材料的介电常数和介质损耗，帮助科研人员研究材料老化机理、性能衰减规律，优化材料配方和制备工艺，研发出性能更优异、寿命更长的高压绝缘材料，保障特高压输电和新型电力系统的安全稳定运行。

例如，在研究绝缘材料老化过程中，水分侵入对材料介电性能的影响时，BQS-13的高分辨率能够检测出材料介质损耗随水分含量的微小变化，从而帮助科研人员准确建立老化寿命模型，为高压绝缘装备的寿命评估提供数据支撑。

（二）储能材料介电性能研究，助力新型储能技术发展

储能技术是实现“双碳"目标的关键支撑，北京石油化工学院在储能电池隔膜材料、介质储能电容器材料等方向开展了大量研究。对于储能介质材料来说，介电常数和介质损耗是核心性能指标：介电常数越高，材料的能量存储密度越高；介质损耗越低，储能过程中的能量损耗越小，储能效率越高。BQS-13能够精准测试不同储能介质材料的介电常数和介质损耗，帮助科研人员优化材料结构，开发出高能量密度、低损耗的储能介质材料，推动新型储能技术的发展。

（三）特种高分子材料性能表征，服务新材料产业升级

北京石油化工学院在特种橡胶、工程塑料、功能高分子复合材料等方向也有丰富的研究积累，根据国家标准GB/T 1693的要求，这些高分子材料的研发和质量控制都需要测试介电常数和介质损耗。BQS-13符合该标准的测试要求，能够为各类特种高分子材料的研发提供精准的测试服务，帮助企业优化产品配方，提升产品质量，推动我国特种高分子材料产业的升级。

（四）液体绝缘材料性能检测，保障电力设备运行安全

变压器、互感器等电力设备中使用的绝缘油，其介质损耗因数是判断绝缘油老化、劣化程度的重要指标，介质损耗过高会导致设备发热，严重威胁电力设备的运行安全。BQS-13符合GB/T 5654对液体绝缘材料测试的要求，能够精准测试绝缘油的介质损耗和相对介电常数，既可以用于科研中对新型绝缘油的性能研发，也可以用于对运行中绝缘油的质量检测，保障电力设备的运行安全。

国产仪器赋能高校科研，共推能源材料创新发展

本次北京石油化工学院采购北京北广精仪BQS-13全自动介电常数介质损耗测试仪，是国产科学仪器服务高校科研创新的一个典型案例，体现了我国科学仪器行业近年来的发展进步，也反映了高校科研对高精度国产仪器的需求正在不断增长。

随着我国能源转型和材料科学的快速发展，对材料表征技术和测试设备的要求会越来越高，北京北广精仪将继续深耕介电性能测试仪器领域，不断优化产品性能，为高校和科研院所提供更多高性能的国产测试设备。北京石油化工学院也将充分利用这台新设备，提升学校在能源材料领域的科研能力和人才培养水平，产出更多高水平的科研成果，为我国能源材料领域的创新发展贡献力量。