介质损耗角正切值的测量
静电容量和介质损耗角正切的测量

关于片状独石陶瓷电容器的 静电容量和介质损耗角正切的测量1.前言 (2)2.片状独石陶瓷电容器的特性 (2)2-1.温度特性 (2)2-2.电压特性 (3)2-3.频率特性 (5)2-4.总结 (6)3.LCR仪表和测试夹具 (6)3-1.LCR仪表 (6)3-2.测试夹具 (7)4.LCR仪表的测量原理 (7)4-1.测量原理 (8)4-2.测量电压 (8)4-3.静电容量的测量电路模式 (9)5.根据LCR仪表4284A的静电容量的测量方法 (10)5-1.接通LCR仪表的电源 (10)5-2.已安装测试夹具的状态 (10)5-3.测量器的设定 (10)5-4.校正 (14)5-5.测量 (15)6.根据LCR仪表4278A的静电容量的测量方法 (15)6-1.LCR仪表的电源接通 (15)6-2.已安装测试夹具的状态 (15)6-3.测量器的设定 (15)6-4.校正 (16)6-5.测量 (17)7.后记 (18)TD.No.C101.前言用LCR仪表测量高诱电率型(B特性,F特性)的片状独石陶瓷电容器时,有时不能获得与标称静电容量值一样的值。
其主要原因是,第一:片状独石陶瓷电容器的B、F特性的静电容量和介质损耗角正切,虽然随温度、电压(AC、DC)及频率而改变,但却无法按照规定的条件而测量。
第二:测量装置的设定不符合或测量装置的功能不能满足规定条件。
其解决方法是,第一:理解片状独石陶瓷电容器的特性,要规定温度、电压(AC、DC)、频率3种条件以后测量。
实际上,已经规定在国家标准JISC5101-1-1998的静电容量(4.7项)及介质损耗角正切(4.8项)上,其高诱电率型电容器的静电容量和介质损耗角正切的测量条件如表1所示。
此时的测量温度为20℃。
表1测量条件标称静电容量 测量频率 测量电压C≤10μF(10V以上) 1±0.1kHz 1.0±0.2VrmsC≤10μF(6.3V以下) 1±0.1kHz 0.5±0.1VrmsC>10μF 120±24Hz 0.5±0.1Vrms第二:要充分理解测量装置的功能,确认是否满足表1的测量条件以后请使用测量装置。
介质损耗角正切值的测量【精选】

用于对套管、电力变压器、互感器和某些电容器的 测量.
试验方法
• 仪器:西林电桥或 介质损耗测量仪
• 西林电桥 • 电桥的四个臂: • CN—标准电容器 • ZX—被试品 • C4—可调电容 • R3— 可调电阻
2、试验电压的影响
右图试验电压的典型关系曲线 1良好的绝缘 2绝缘中存在气隙 3受潮绝缘
3. 试品电容量的影响 对于电容量较小的试品(例如套管、互感器 等),测量tanδ能有效地发现局部集中性缺
陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的 试品(例如大中型发电机、变压器、电力电 缆、电力电容器等)测量tanδ只能发现整体 分布性缺陷 .
0.15A
中型电 机,短 电缆
1025A
大型电 机,长 电缆
10kV试 30品电容 3000 范围
3000- 8000- 19400- 480008000 19400 48000 40000
0
• 5、确定试验电压:Ue≥10kV,Us=10kV;
Ue<10kV,Us=Ue
• 6、均匀升压至试验电压, tanσ调至Ⅰ档,逐渐 增大灵敏档(最后增至6-9档),与此同时调节 R3,直至微安表不再减小,然后调节tanσ(从大 倍率到小倍率),使微安表逐渐趋于零。如需要, 最后调节微调电阻,使微安表指示为零。
Ir Ix
Ic
Rx
CX
当电气设备绝缘整体性能下降,如普遍受潮、脏污 或老化,以及绝缘中有间隙发生局部放电时,流过 绝缘的有功电流分量IRx将增大,tgδ也增大.
通过测量tgδ值可以发现绝缘的分布性缺陷.
若 缺 陷 部 分 在 整 个 绝 缘 中 的 体 积 较 大 , 则 测 量 tg 容易发现绝缘的缺陷。
电线电缆电性能试验方法 第11部分:介质损耗角正切试验-最新国标

电线电缆电性能试验方法第11部分:介质损耗角正切试验1 范围本文件描述了介质损耗角正切试验的术语和定义、试验设备、试样制备、试验程序、试验结果及计算、试验安全和试验记录。
本文件适用于工频交流电压下测量电缆产品的介质损耗角正切值和电容值,但不适用于绕组线产品。
本文件应与GB/T 3048.1一起使用。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2900.19 电工术语 高电压技术和绝缘配合GB/T 3048.1 电线电缆电性能试验方法 第1部分:总则GB/T 3048.8—×××× 电线电缆电性能试验方法 第8部分:交流电压试验3 术语和定义GB/T 2900.19和GB/T 3048.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
介质损耗角正切 dielectric dissipation factor(tanδ)表征电缆绝缘在交流电场下能量损耗的一个参数,是外施正弦电压与通过试样的电流之间相角的余角正切。
4 试验设备试验电源4.1.1 除了用试验变压器产生所需的试验电压外,也可采用串联谐振回路产生试验电压。
试验电源应满足相应试样试验所需的试验电压和电容电流的要求。
4.1.2 试验电源应为频率(45~55)Hz的交流电压,电压的波形应接近正弦波,两个半波基本上相同,且峰值与有效值之比为√2 ±0.05。
4.1.3 应按GB/T 3048.8—××××中4.3的规定测量试验电源的电压值。
测量仪器4.2.1 宜采用西林电桥(或电流比较仪式电桥)和标准电容器测量电缆的介质损耗角正切(tanδ)。
a)西林电桥(应为双屏蔽结构并附有屏蔽电位自动调节器)或电流比较仪式电桥,应满足下述条件:1)tanδ测量范围为1×10-5~1.0;2)tanδ测量准确度为±(0.5%±2×10-5)。
电流互感器介质损耗角正切值

培训科目2 电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试(JN18-2-2-04)【模块描述】本模块介绍电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试方法和技术要求。
通过测试工作流程的介绍,掌握电流互感器介质损耗角正切值tanδ测试前的准备工作和相关安全、技术措施、测试方法、技术要求及测试数据分析判断。
【正文】一、测试目的电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试能灵敏地发现油浸链式和串级绝缘结构电流互感器绝缘受潮、劣化及套管绝缘损坏等缺陷,对油纸电容型电流互感器由于制造工艺不良造成电容器极板边缘的局部放电和绝缘介质不均匀产生的局部放电、端部密封不严造成底部和末屏受潮、电容层绝缘老化及油的介电性能下降等缺陷,也能灵敏地反映。
所以介质损耗角正切值tanδ是判定电流互感器绝缘介质是否存在局部缺陷、气泡、受潮及老化等的重要指标。
二、测试仪器、设备的选择tanδ的测试可选用QSl型高压西林电桥或数字式自动介损测试仪。
所选仪器必须符合《高压介质损耗测试仪通用技术条件》(DL/T962)要求,并按期进行校验,保证其测量准确性。
三、危险点分析及控制措施1.防止高处坠落应使用专用绝缘梯上下,在电流互感器上作业应系好安全带。
对220kV及以上电流互感器,需解开高压引线时,宜使用高处作业车(或高处检修作业架),严禁徒手攀爬电流互感器。
2.防止高处落物伤人高处作业应使用工具袋,上下传递物件应用绳索拴牢传递,严禁抛掷。
3.防止人员触电拆、接试验接线前,应将被试设备对地充分放电,以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。
试验仪器的金属外壳应可靠接地,仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。
测试前应与检修负责人协调,不允许有交叉作业。
四、测试前的准备工作1.了解被试设备现场情况及试验条件查勘现场,查阅相关技术资料,包括该设备历年试验数据及相关规程等,掌握该设备运行及缺陷情况。
2.测试仪器、设备准备选择合适的QSl型高压西林电桥、标准电容、操作箱、10kV升压器(或数字式自动介质损耗测试仪)、测试线、温(湿)度计、放电棒、接地线、梯子、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮栏、标示牌等,并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。
实验 介质损耗角正切的测量

当检流计反接时测得:
tg 2 C 4 C 4 R 4
C x 2 C 0R 4 /R 3 R 3
因无磁场干扰时:
tg C 4R 4 C x C 0R 4 / R 3
故可得:
tg tg1 tg 2 / 2
实验
介质损耗角正切的测量
测试无线电材料:常采用高频施压法,所加的电压不高 电工界:最常用的是西林电桥法 在线监测:采用微机对 tgδ 进行测量 1. 西林电桥的基本原理 西林电桥: 高压臂:代表试品的 Z1;无损耗的标准电容 CN,它以阻抗 Z2 作为 代表。 低压臂:处在桥箱体内的可调无感电阻 R3,以 Z3 来代表;无感电 阻 R4 和可调电容 C4 的并联,以 Z4 来代表 保护:放电管 P 电桥平衡:检流计 G 检零 屏蔽:消除杂散电容的影响 电桥的平衡条件: Z1/Z3 = Z2/Z4 串联等值回路 tgδ=ωR4 C4 Cx = R4CN/R3 并联等值回路 tgδ=ωR4 C4 Cx = R4CN/[R3 (1+tg2δ)]
C x 2C x1C x 2 / C x1 C x 2
3. 测试功效 • 有效 受潮 穿透性导电通道 气泡电离、绝缘分层、脱壳 绝缘老化劣化 绝缘油脏污、劣化 • 无效 局部损坏
小部分绝缘的老化劣化 个别绝缘弱点 4. 注意事项 • 分部测试 • 与温度的关系 • 与试验电压的关系 • 护环和屏蔽
Cx:因为 tg2 极小,故两种等值电路的 Cx 相等
西林电桥的基本回路
屏蔽: 杂散电容:高压引线与低压臂之间有电场的影响,可看作其间有杂散 电容 Cs。由于低压臂的电位很低,Cx 和 CN 的电容量很小,如 CN 一 般只有 50100pF,杂散电容 Cs 的引入,会产生测量误差。若附近另 有高压源,其间的杂散电容 Cs1 会引入干扰电流 iS,也会造成测量误 差。 需要屏蔽,消除杂散电容的影响
高电压实验报告三介质损耗角正切值的测量

高电压技术实验报告
介质损耗角正切值的测量
lenovo
一、 实验名称
介质损耗角正切值的测量
二、 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
三、 实验仪器
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 四、 实验接线
式中,Cn ------标准电容的容量(50pf 或100pf) n ------分流器电阻值(对应于分流器挡位,如表2-1 所列) 13.按图2-4 所示的反接线法接好试验线路 (选做) ; 并按2.~12.
操作步骤调节电桥,测出被试品的tgδ 值和Cx 值。 注意:反接线法桥体内为高压,电桥箱体必须良好接地,电桥 引出线应架空与地绝缘。 操作时注意安全。
五、 实验步骤
1. 首先按图 2-3 所示的正接线法接好试验线路; 2. 将R 3 、 C4 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; 3. 根据被试品电容量确定分流器挡位; 4. 检查接线无误后,合上光偏式检流计的光照电源,这时刻度板 上应出现一条窄光带,调节零位旋钮,使窄光带处在刻度板零
六、 实验结果
Tanδ为 2.00%
Байду номын сангаас
位上; 5. 合上试验电源,升至所需试验电压; 6. 把极性切换开关转至“+ tgδ ”位置的“接通Ⅰ”上; 7. 把灵敏度旋钮旋至 1 或2 位置,调节检流计的合频旋钮,找 到检流计的谐振点,光带达到最宽度,即检流计单挡灵敏度达 到最大; 8. 调节检流计灵敏度旋钮, 使光带达到满刻度的 1/3~2/3 为止; 9. 先调节R 3 使光带收缩至最窄,然后调节C4 使光带再缩至最窄, 当观察不便时, 应增大灵敏度旋钮挡 (注意在整个调节过程中, 光带不能超过满刻度),最后,反复调节ρ 和C4 并在灵敏度旋 钮增至10 挡(最大挡)时,将光带收缩至最窄(一般不超过 4mm),这时电桥达到平衡; 10.电桥平衡后,记录tgδ 、R 3 、ρ 值,以及分流器挡位和所对应 的分流器电阻n,还有所用标准电容的容量Cn ; 11.将检流计灵敏度降至零,把极性旋钮旋至关断,把试验电压降 至零并关断试验电源,关断灯光电源开关,最后将试验变压器 及被试品高压端接地。 12.计算被试品电容量: Cx = Cn ∙ R4 R3 + ρ ∙ 100 + R 3 n
二氧化硅的介质损耗角正切值

二氧化硅的介质损耗角正切值摘要:一、二氧化硅的介质损耗角正切值的定义和意义二、二氧化硅介质损耗角正切值的测量方法三、二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素四、二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法五、总结正文:二氧化硅的介质损耗角正切值是指在交流电场中,二氧化硅介质材料的电介质损耗和电介质储能的比值,通常用介质损耗角正切值(tan δ)表示。
介质损耗角正切值是衡量介质损耗性能的重要指标,对于指导工程应用和材料研究具有重要意义。
二氧化硅的介质损耗角正切值的测量方法主要有电桥法、谐振法、复介电常数法等。
电桥法是最常用的方法,其原理是利用电桥平衡条件,通过测量电桥臂的电势差来计算介质损耗角正切值。
谐振法则是利用介质谐振器的共振频率与介质损耗角正切值的关系来测量介质损耗角正切值。
复介电常数法是通过测量介质在两个频率下的介电常数来计算介质损耗角正切值。
二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素主要包括材料本身的性质、制备工艺、测试条件等。
其中,材料本身的性质是影响介质损耗角正切值的最主要因素,包括二氧化硅的纯度、颗粒度、形貌等。
制备工艺的影响也不可忽视,如烧结温度、保温时间等。
测试条件也对介质损耗角正切值的测量结果产生影响,如测试频率、测试温度等。
二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法主要包括优化材料制备工艺、改进材料结构和性能、选择合适的测试条件等。
通过优化制备工艺,如提高烧结温度、改变保温时间等,可以有效地改善二氧化硅的介质损耗角正切值。
通过改进材料结构和性能,如引入纳米颗粒、改变颗粒形貌等,也可以降低二氧化硅的介质损耗角正切值。
此外,选择合适的测试条件,如降低测试频率、提高测试温度等,也有助于降低二氧化硅的介质损耗角正切值。
总之,二氧化硅的介质损耗角正切值是衡量其电介质损耗性能的重要指标,其测量方法有多种,影响因素较多,改善方法也较为成熟。
通过计算说明测量介质损耗角正切的原理

通过计算说明测量介质损耗角正切的
原理
介质损耗角正切值的测量原理如下:
当交流电压施加在介质上时,介质中的电压与电流之间存在相位角差,残余角称为介质损耗角,切线tg称为介质损耗角正切。
一般采用两种方法测量介质损耗角正切值:谐振法和电流激波法。
谐振法主要针对交流电介质的介电损耗进行测量,通过建立介质中的谐振回路来测量损耗值。
而电流激波法则通过在绝缘体中引入高强度的电流激波,测量在电流激波作用下的介质损耗。
通过测量介质损耗角正切值,可以反映绝缘介质在交流电压作用下的有功电流分量和无功电流分量的比值,是衡量交流有功损耗大小的特征参数。
其值越小,意味着绝缘的介质损耗越小。
通过测量tgδ可以反映出绝缘的分布性缺陷,如果缺陷是集中性的,有时测tgδ就不灵敏。
3.4 介质损失角正切值tgδ的测量解析

➢ 油的闪点 ➢ 酸值 ➢ 水分 ➢ 游离碳 ➢ 电气强度 ➢ 介质损失角正切值tgδ ➢ 等……
❖ 带电取油样》》化验》》分析》》结论
3.6.2 绝缘油中溶解气体分析(DGA)
❖ 得到了普遍应用和高度重视,已列入了预防性试 验标准,并有相应的试验导则
❖ 通过分析油中所含气体的组成和含量来判断设备 内部的潜伏性缺陷
➢交流耐压 ➢直流耐压 ➢冲击耐压试验
3.7.1 交流耐压试验
❖工频交流耐压试验最为常用 ❖程序
➢对被试设备施加超过其额定工作电压若干倍数 的交流高压,并持续一定时间(一般为1分钟), 期间观察设备绝缘是否出现异常现象或发生闪络、 击穿
❖试验电压和试验周期要选择适当!
➢固体有机绝缘会产生累积效应
工频交流耐压试验的原理接线图
【气相色谱仪】
分析结果表示
每升绝缘油中所含各气体组分的微升数 【 以 ppm( 10-6 ) 表 示 , 并 换 算 到 标 准 大 气 条 件 下
(0.101325MPa ,20℃)】
102G-D气相色谱仪工作流程
载气
载气
3.7 高压耐压试验
❖对设备绝缘的考核最为严格,有破坏性 ❖在非破坏性试验合格后进行 ❖耐压试验类型
1 R4
jC4
Zn
1
jC N
Z 3=R 3
Rx CX
CN
A
G
R3
R4
D
1 Rx
1
jCx
1
1 R4
jC4
1
jC N
R3
B C4
1 R4 RxC4Cx 0
R4 RxCN R3 (R4C4 RxCx )
换流变介质损耗角正切值测量与分析

耗 。为 避免 测 量 环 境 的 工 频 干 扰 ,可 采 用 4 5 Hz 和 5 5 Hz
有在线监测法[ 3 - 4 ] 和离线 测量 法L s ] 。文 献[ 3 ] 和文 献E 4 ] 通 过在线采集施加在设备上的电压和流过设备绝缘的泄漏 电 流 ,经傅里 叶变化和离散化处理 ,再 计算 出实时的介质损 耗角正切值 ,从而判断运行 中设备的绝缘状况 ,但此种方
的绝 缘 检 测 手段 。
t a
பைடு நூலகம்
一
睾 一
2 )
【 a J 旱联
【 b ) 井 联
图 1 电介质等效模型图
介质损耗角正切值是反映 电气设备绝缘 品质 的重要指
标之一_ 2 ] ,通过对电气设备介 质损耗 角正切值进行横纵 向 比较及和相关规程 的比较 ,或绘制 t a n &U曲线可判断是否
网侧对阀侧及地
网 侧 对 阀侧 阀 侧 对 网 侧 及 地
反 接 法
正接 法 反 接 法 正接 法
嘲侧 、 阀侧对地
虑直流电压 ,包括极性反转电压 。 ( 2 ) 负载特性 除了工频的正 弦波电流外 ,还有多次 的
谐 波 电流 。
( 1 ) 项目1 测 量 网侧 对 阀侧 及 地 的 介 质 损 耗 ,可 得 到 网侧 套 管 A 和 B串联 对 地 与换 流 变 原边 绕 组 对 副边 绕 组 、
法受算法的局 限性和运行环境 的干扰较大 ,有时数据并不 是很 准确 。文献E s ] 中的方法具有 良好 的抗 干扰和 高精 度 的优点 ,是现场运用较 多的方法 ,但难以用于在线监测 。 换 流变 由于容量大 、安装工艺 复杂 ,因此现场 测量应
第节介质损耗角正切的测量

由式(4-15)可写出
因为
,如取
,
西林电桥反接线原理 CN为高压标准电容器的电容;
为了便于比较,应将在各种温度下测得的
电桥平衡的过程与正接线时无异,所不同者在于各 干扰包括高压电源和试验现场高压带电体引起的电场干扰。
由式(4-15Leabharlann 可写出(因一为个)外调界电,磁节如场取的元干扰件影,响 、检流计和屏蔽网均处于高电位,故必须
•
•
UCA UCB
•
•
UAD UBD
可得
•
U CA
•
U AD
•
U CB
•
U BD
(4-15)
由式(4-15)可写出
式中
Z1 Z 2
Z3
Z4
1
Z1
1 Rx
jC x
Z3 R3
(4-16)
Z2
1
jCN
Z4
1 R4
1
jC4
(4-17)
可求得试品电容C x 和等值电阻R x
Cx
R4CN
R3(12C42R42)
为了便于比较,应将在各种温度下测得的
可求得试品电容 和等值电阻
R3为可调的无感电阻;
一、西林电桥基本原理
二、tg测量的影响因素
(一)外界电磁场的干扰影响 ➢干扰包括高压电源和试验现场高压带电体引起的 电场干扰。 ➢在现场测试条件下,电桥往往处于一个相当显著 的交变磁场中,这时电桥接线内也会感应出一个干 扰电势,对电桥的平衡产生影响,也将导致测量误 差。
(五)试品表面泄漏电流的影响 测试前应清除绝 缘表面的积污和水分,必要时还可以在绝缘表面上 装设屏蔽极。
小结
➢测量 tg 值是判断电气设备绝缘状态地一项
高电压技术介质损耗角正切值(tanδ)的测量实验报告

实验报告
实验项目:介质损耗角正切值(tanδ)的测量
备注:序号(一)、(二)、(三)为实验预习填写项
五、程序调试及实验总结
实验过程:
正接法:反接法:
实验总结:
通过这次实验,我收获了很多知识和技能。
我认识到了介质损耗角正切值(tanδ)的重要性,它可以反映电介质的绝缘状况和缺陷,对于电气设备的预防性试验和故障诊断有着重要的作用。
我学习了使用西林电桥测量tanδ的方法,包括正接法和反接法,它们各有优缺点,需要根据被试品和电桥的绝缘情况选择合适的接线方式。
通过这次实验,我不仅掌握了一种实用的测量技术,而且培养了我的动手能力和观察能力,增强了我的实验兴趣和创新意识。
我感受到了理论与实践相结合的重要性,也发现了自己在实验中存在的不足和问题,对一些概念和现象的理解不够深刻,对电桥的结构和工作原理的掌握不够熟练,对实验数据的分析和处理的能力不够强等。
我希望在今后的学习中,我能够不断地充实自己的理论知识,加强自己的实验技能,提高自己的科学素养,为成为一名优秀的电气工程师打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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.+tgδ/-tgδ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
图2-1 QS1西林电桥面板图
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: 图2-1 QS1西林电桥面板图
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:
将各桥臂阻抗代入式2-?,并使等式两边的实部和虚部分别相等,可得:
34
R R C C N X ⋅
= 44R C tg ⋅⋅=ϖδ (式2-2)
在电桥中,R 4的数值取为=10000/π=3184(Ω),电源频率ω=100π,因此: tg δ= 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tg δ值(实际上是刻度成tg δ(%)值),便于直读。
2.接线方式:
QS1电桥在使用中有多种接线方式,即图2-3(b )所示的正接线,图2-3(c )所示的反接线,图2-3(d )所示的对角接线,另外还有低压测量接线等。
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R3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R3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:
tgδ为实测值,Δtgδ为校正量,tgδX为校正后的值。
表2-1 分流器挡位选择表
试品电容量(pf)300080001940048000400000
0.010.0250.060.15 1.25
分流开关刻度
(A)
分流系数n100+R36025104
三.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
四.实验接线:
(a)高压试验源(b)正接线(c)反接线(d)对角接线
图2-3 QS1西林电桥试验接线图
五.实验步骤:
⑴.首先按图2-3所示的正接线法接好试验线路;
⑵.将R3、C4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;
⑷.检查接线无误后,合上光偏式检流计的光照电源,这时刻度板上应出现一条窄光带,调节零位旋钮,使窄光带处在刻度板零位上;
⑸.合上试验电源,升至所需试验电压;
⑹.把极性切换开关转至“+ tgδ”位置的“接通Ⅰ”上;
⑺.把灵敏度旋钮旋至1或2位置,调节检流计的合频旋钮,找到检流计的谐振点,光带达到最宽度,即检流计单挡灵敏度达到最大;
⑻.调节检流计灵敏度旋钮,使光带达到满刻度的1/3~2/3为止;
⑼.先调节R3使光带收缩至最窄,然后调节C4使光带再缩至最窄,当观察不便时,应增大灵敏度旋钮挡(注意在整个调节过程中,光带不能超过满刻度),最后,反复调节ρ和C4并在灵敏度旋钮增至10挡(最大挡)时,将光带收缩至最窄(一般不超过4mm),这时电桥达到平衡;
⑽.电桥平衡后,记录tgδ、R3、ρ值,以及分流器挡位和所对应的分流器电阻n,还有所用标准电容的容量C N;
⑾.将检流计灵敏度降至零,把极性旋钮旋至关断,把试验电压降至零并关断试验电源,关断灯光电源开关,最后将试验变压器及被试品高压端接地。
⑿.计算被试品电容量:
式中,C N------标准电容的容量(50pf或100pf)
n ------分流器电阻值(对应于分流器挡位,如表2-1所列)
⒀.按图2-4所示的反接线法接好试验线路(选做);并按⑵~⑿操作步骤调节电桥,测出被试品的tgδ值和C X值。
注意:反接线法桥体内为高压,电桥箱体必须良好接地,电桥引出线应架空与地绝缘。
操作时注意安全。
六、实验结果
本实验并没有用西林电桥做,用更先进仪器直接测得,方便可靠。