高电压技术实验实验报告(二)

高电压技术实验实验报告(二)

----高电压技术实验报告

高电压技术实验报告

学院电气信息学院

专业电气工程及其自动化

实验一．介质损耗角正切值的测量

一．实验目的

学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。

二．实验项目

1．正接线测试

2．反接线测试

三．实验说明

绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷：

绝缘介质的整体受潮；

绝缘介质中含有气体等杂质；

浸渍物及油等的不均匀或脏污。

测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法

及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是

工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电

压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操

作方法简介如下：

⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮

⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱

⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮

⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框

⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮

⑽．检流计电源插座 ⑾．接地

⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线

1）工作原理：

原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N

（一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。

高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3

和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有：

BD

CB

AD CA U U U U = 即： BD

CB AD

CA

Z Z Z Z

=

（式

2-1）

各桥臂阻抗分别为：

X

X X

X CA R C j R Z Z ⋅+=

=ϖ1 4

44

41R C j R Z Z

BD

⋅+=

=ϖ

3

3R Z Z AD == N

N CB

C j Z Z

ϖ1=

=

将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得：

3

4R R C C N X ⋅

= 4

4

R C

tg ⋅⋅=ϖδ （式

2-2）

在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此：

QS1西林电桥面板图

QS1西林电桥面板图

tgδ= C

4

（μf）（式2-3）

即在C

4电容箱的刻度盘上完全可以将C

4

的电容值直接刻度成tgδ值（实际

上是刻度成tgδ（%）值），便于直读。

2）接线方式：

QS1电桥在使用中有多种接线方式，如下图所示的正接线、反接线、对角接线，低压测量接线等。

正接线适用于所测设备两端都对地绝缘的情况，此时电桥的D点接地，试验高电压在被试品及标准电容上形成压降后，作用于电桥本体的电压很低，测

试操作很安全也很方便，而且电桥的三根引出线（C

X 、C

N

、E）也都是低压，不

需要与地绝缘。

反接线适用于所测设备有一端接地的情况，这时是C点接地，试验高电压通过电桥加在被试品及标准电容上，电桥本体处于高电位，在测试操作时应注意安全，电桥调节手柄应保证具有15kv以上的交流耐压能力，电桥外壳应保证可靠接地。电桥的三根引出线为高压线，应对地绝缘。

对角接线使用于所测设备有一端接地而电桥耐压又不够，不能使用反接线的情况，但这种接线的测量误差较大，测量结果需进行校正。

低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tgδ值，标准电容可选配

0.001μf（可测C

X 范围为300pf～10μf）或0.01μf（可测C

X

范围为3000pf～

100μf）

3．分流电阻的选择及tgδ值的修正：

QS1电桥可测试品范围很广，试品电容电流变化范围也很广，但电桥中R

3

的

最大允许工作电流为0.01A，如果试品电容电流超过此值，则必须投入分流器，

以保证R

3

的安全工作，分流器挡位的选择可按表2-1所列数据进行。

在投入分流器后所测tgδ值很小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如

下：δδδtg tg tg X ∆-=

()ρ

ρωδ+--⋅=

∆34100R n R C tg N

tg δ为实测值，Δtg δ为校正量，tg δX 为校正后的值。

四．仪器设备：

50/5试验装置一套 水阻一只 电压表一只 QS1电桥一套

220Kv 脉冲电容器（被试品）一只

五．实验接线：

（a ） 高压试验源 （ b ） 正接线 （c ） 反接线 （d ） 对角接线 QS1西林电桥试验接线图

六．实验步骤：

⑴．首先按上图所示的正接线法接好试验线路；

⑵．将R 3、C 4以及灵敏度旋钮旋至零位，极性切换开关放在中间断开位置； ⑶．根据被试品电容量确定分流器挡位；