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QS37a高壓電容電橋 分析技術(shù)
日期：2024-11-24 01:57
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摘要：上海康登電氣科技有限公司 電力技術(shù)
QS37a高壓電容電橋分析技術(shù)
一、概述
1、電橋簡介
QS37a型高壓電容電橋是本公司推出的新一代高壓電橋。主要用于測量高壓工業(yè)絕緣介質(zhì)損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經(jīng)典線路。主要可以測量電容器，互感器，變壓器，各種電工油及各種絕緣材料在工頻高壓下的介質(zhì)損耗（tgδ）和電容量（C）。
2、電橋特點
l 橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線極少。
l 電橋采用接觸電阻小，機械壽命長的十進(jìn)開關(guān)，保證測量的穩(wěn)定性。
l 儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。
l 儀器內(nèi)部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。
l 儀器內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電容器及高壓測試電源。
二、技術(shù)指標(biāo)
1、測量范圍及誤差
本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。
在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時
|
測量項目
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測量范圍
|
測量誤差
|
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電容量Cx
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40pF—20000pF
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±0.5% Cx±2pF
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介損損耗tgδ
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0-1
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±1.5% tgδx±0.0001
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在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時
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測量項目
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測量范圍
|
測量誤差
|
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電容量Cx
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4pF—2000pF
|
±0.5% Cx±3pF
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介損損耗tgδ
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0-0.1
|
±1.5% tgδx±0.0001
|
2、電橋測量靈敏度
電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平衡的分辨程度，為保證測量準(zhǔn)確度，希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標(biāo)準(zhǔn)電容量成正比。
在下面的計算公式中，用戶可根據(jù)實際使用情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來。
ΔC/C或Δtgδ=lg/UωCn（1+Rg/R4+Cn/Cx）
式中：U為測量電壓 伏特（V）
ω為角頻率2πf=314（50Hz）
Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量 法拉（F）
Ig通用指另儀的電流5X10-10 安培（A）
Rg平衡指另儀內(nèi)阻約1500 歐姆（Ω）
R4橋臂R4電阻值3183 歐姆（Ω）
Cx被測試品電容值 法拉（pF）
3、工作電壓說明
本電橋在選用外部標(biāo)準(zhǔn)電容器時，原理上雖然不受實驗電壓的限制（用外接升壓器*高試驗電壓300KV），但在實際使用中，*高電壓往往受副橋防護(hù)電壓和橋臂功率以及標(biāo)準(zhǔn)電容的工作電壓的限制，*低電壓又要受到測量靈敏度的限制。在使用中，本電橋橋頂A，B對V點的電壓*高不超過11V（見圖2）R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：
10×1KΩ Imax≤15mA
10×100Ω Imax≤120mA
10×10Ω Imax≤150mA
用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流：I=ωVC
4、電容量及介損顯示精度：
1）、電容量：±0.5%×tgδx±0.0001
2）、介 損：±0.5%tgδx±1×10-4
5、輔橋的技術(shù)特性：
1）、工作電壓：直流±12V，50V
2）、輸入阻抗：＞1012Ω
3）、輸出阻抗：＞0.6Ω
4）、放大倍數(shù)：＞0.99
5）、不失真跟蹤電壓：0～12V（有效值）
6、指零裝置的技術(shù)特性：
工作電壓直流±12V
在50Hz時電壓靈敏度不低于1X10-6V/格，電流靈敏度不低于2X10-9V/格
二次諧波 減不小于25db
三次諧波 減不小于50db
7、高壓電源技術(shù)特性：
電壓輸出：0～2500V/50Hz
高壓電流輸出：0-10mA
8、內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電容器
電容量為100pF
tgδ小于5×10-5
試驗電壓：2500V/50Hz
9、工作電壓：150V-260V/50Hz（注：高壓輸出將與工作電壓成正比）
三、電橋工作原理
QS37a型高壓電容電橋采用了典型的西林電橋線路。C4橋臂在基本量程時，與R4橋臂并聯(lián)，測量數(shù)值為正損耗因數(shù)。結(jié)構(gòu)采用了雙層屏蔽，并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數(shù)對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成。自動跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過放大后，在內(nèi)屏蔽（S）產(chǎn)生一個與B電位相等的電壓。當(dāng)電橋在平衡時，A，B，S三點電位必然相等，從而達(dá)到自動跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。
1、計算公式
Cx=R4×Cn/R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω] C4[F]
tgδ=0.01·C4（tgδ為I，當(dāng)R4=100/π） C4[uF]
我們采取相對固定R4電阻，分別調(diào)節(jié)R3和C4使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。
2、公式說明
頻率對介質(zhì)損耗正公式：
本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進(jìn)行修正：
tg=f’·tgδ/f
式中：f 為額定的工作頻率（f=50Hz）
f’ 為實際工作頻率
tgδ 為電橋測得損耗值
tgδ 為被測試品介質(zhì)損耗角正切的實際值
四、**操作規(guī)程
1、本儀器必需由專人負(fù)責(zé)保管，使用，非專職操作者應(yīng)在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。
2、每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。
3、接通電源前應(yīng)將靈敏度開關(guān)調(diào)到*低位置。
4、測量試品前應(yīng)先對試品進(jìn)行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無噪音，電離等現(xiàn)象出現(xiàn)，然后才能進(jìn)行測試（若試品已做過高壓試驗，該項可不必每次測量都做）。
5、對試品施加高壓時緩慢升高，不可以加突變電壓。
6、測試時操作人員必須集中思想，工作前做好一切準(zhǔn)備工作，測試地點周圍應(yīng)有明顯的標(biāo)記或金屬屏蔽圍成高壓危險區(qū)，以防止非操作人員闖入。
7、在測量過程中，如有放電管發(fā)光時，則必須及時切斷電源，仔細(xì)檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測量工作。
五、裝置的成套性
1、QS37a型高壓電容電橋 1臺
2、雙屏蔽測量電纜 2根
3、電源線 1根
4、使用說明書 1份
5、合格證 1份
