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QS37高壓電橋/工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀

qs37高壓電橋/工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀
qs37型高壓電容電橋
使用說明書
北京中航鼎力儀器設(shè)備有限公司
1.概述
qs37型高壓電橋主要用于測量高壓工業(yè)絕緣材料的介質(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,各種電工油及各種固體絕緣材料在工頻高壓下的介質(zhì)損耗( tgd)和電容量( cx)以,其測量線路采用“正接法”即測量對地絕緣的試品。本電橋特別適應測量各類絕緣油和絕緣材料的介損(tgd)及介電常數(shù)(ε)。
2.技術(shù)指標
2.1測量范圍及誤差
2.2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,為保證測量準確度,
希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓、標準電容量
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出來。
dc/c或dtgd=ig/uwcn(1+rg/r4+cn/cx)
式中:u為測量電壓伏特(v)
ω為角頻率2pf=314(50hz)
cn標準電容器容量皮法(pf)
ig通用指另儀的電流5×10-10安培(a)
rg平衡指另儀內(nèi)阻約1500 歐姆(w)
r4橋臂r4電阻值3183 歐姆(w)
cx被測試品電容值皮法(pf)
2.3 工作電壓說明
本電橋原理上雖然不受實驗電壓的限制,但在實際使用中,高電壓往往受副橋防護電壓和橋臂功率以及標準電容的工作電壓的限制,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:
10x1kwimax£15ma
10x100wimax£120ma
10x10wimax£150ma
用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚,可根據(jù)實驗電壓及標準電容量,按以下公式來計算出大概的工作電流。i=ωv c
2.4 電容量及介損顯示精度:
電容量:±0.5% cx±3pf
介損:±0.5%tgd±1×10-4
2.5 輔橋的技術(shù)特性:
工作電壓±12v,50hz
輸入阻抗>1012 w
輸出阻抗>0.6 w
放大倍數(shù)>0.99
不失真跟蹤電壓0~12v(有效值)
2.6 指另裝置的技術(shù)特性:
工作電壓±12v
在50hz時電壓靈敏度不低于1×10-6v/格,電流靈敏度不低于2x10-9a/格
二次諧波減不小于25db
三次諧波減不小于50db
3.1電橋外形圖
3.2電橋結(jié)構(gòu)介紹
qs37型高壓電橋外形見圖(1)所示。橋體部分為提高抗外部電磁場的干擾,結(jié)構(gòu)上采用雙屏蔽,主體由cx,cn,r3,r4及c4組成。qs37型高壓電橋由r3,r4和c4兩橋臂組成半橋,另外半橋由cx,cn兩橋臂通過雙屏蔽電纜線與r3,r4和c4連接,組成完整的西林電橋。電橋通過在頂橋a、b之間產(chǎn)生的不平衡電壓,并在指另儀的μa表上觀察電橋平衡情況。為了消除寄生參數(shù),提高測量精度,本電橋采用等電位方法來消除寄生參數(shù)對主橋影響。這一部分輔與指另儀在本電橋中,已和主橋體有機的結(jié)合為一體。
3.3特點
①輔橋自動平衡,簡化操作過程。
②橋體具有雙層屏蔽,抗*力強。
③電橋所用轉(zhuǎn)換開關(guān),均采用輕壓力開關(guān),具有分檔清淅、手感好、接觸性
能良好、摩擦小、使用壽命長、全封閉不用清洗等優(yōu)點。
④電橋采用的一切外部插頭,插座,均能與國外高壓標準電容器通用。
⑤為使電橋在實際使用中處于安全工作狀態(tài)在橋頂a,b與地之間各有一個
放電管,起輝電壓為交流60v左右。
3.4橋體的組成
電橋各臂的組成
臂:由被測對象cx組成z1。
第二臂:由高壓標準電容器cn組成z2。
第三臂:由十進電阻器10×(1000+100+10+1+0.1)歐姆
和滑線電阻(0-0.13)歐姆組成z3。
第四臂:由十進電容臂10×(0.1+0.01+0.001+0.0001)
uf和可變電容器100pf組成c4再與電組r4并聯(lián)組成z4。
4.電橋工作原理
qs37型高壓電橋采用典型的西林電橋線路。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。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽(s)組成。自動電位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。當電橋平衡時,a,b,s三點電位必然相等,從而達到自動跟蹤的目的,見圖2。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行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時也有效地抑制了電壓波動對平所帶來的影響。在指另部分,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。
4.1測試原理及公式推導:
本裝置所得測試結(jié)果,是基于電橋處于平衡的基礎(chǔ)上得到的數(shù)據(jù)。當電橋處于來平衡狀態(tài)時(橋頂a,b處于電位不相等)指另儀上就有電流指示。其表達式為:ig={(z2z3-z1z4)/[zg(z1+z2)+z1z2(z3+z4)z3z4(z1+z2)}u
式中:u為施加在橋體上的測量電壓
z1,z2,z3,z4分別為橋體四個橋臂的組抗。
zg為指另儀的輸入阻抗。
要使電橋平衡(ig)就必使表達式中的z2z3-z1z4=0,而以上阻抗又可通過換算,后得出以下結(jié)論:
cx=r4×cn/r3
tgd= ω·r4·c4
為方便用戶讀數(shù)實際電橋中tgd的數(shù)據(jù)為直讀
在10k/π為c4直讀、1k/π為c4乘以0.1
我們采取相對固定r4電阻,分別調(diào)節(jié)r3和c4使橋路平衡,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。
4.2公式說明
a.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
用修正式進行修正:
tg=f'·tgd/f
式中:f為額定工作頻率(f=50hz)
f'為實際工作頻率
tgd為電橋測得損耗值
tgd為被測試品介質(zhì)耗角正切的實際值
b.電容值cx的測量
cx=r4cn/(r3+r0)
cx被測電容值
r4,cn為電橋固有值
r3為橋讀數(shù)值
r0為r3橋臂上零電阻
上式中可知r3電阻越大,r0對測量誤差影響越小。
c.將平整干凈的試樣放入上、下電之間,試樣應覆蓋整個測量電表面,在高壓電橋上測量并記錄此時的電容cx和損耗角tgδ,此時tgδ為直讀值。εr以下式計算:
εr=cx*h/(0.08854*a)
式中:
cx---實測電容值(pf)
h----試樣總厚度(cm)
a(電有效面積)-----π(d+0.2)2/4(cm)2
5.裝置的成套性
①qs37型高壓電橋1套
②fy108型電位自動跟蹤器 1臺
③az21b型指零儀 1臺
④雙屏蔽測量電纜2根
⑤轉(zhuǎn)換接線盒 1只
⑥電源線1根
⑦使用說明書1份
6.安全操作規(guī)程
①本儀器必須由專人負責保管,使用,非專職操作者應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每次使用前應仔細檢查接地線是否完好,確保以后方可通電使用。
③接通電源前應將靈敏度開關(guān)調(diào)到位置。
④測量試品前應先對試品進行高壓試驗,證明在電橋工作電壓下無噪聲,電離等現(xiàn)象出現(xiàn),然后才能進行測試(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,工作前做好一切準備工作,測試地點周圍
應有明顯的標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,仔細檢查接線
及試品都無擊穿,待檢查排除故障后,再進行高壓測量工作。
7.操作方法
7.1測試前的準備工作
①按圖(3)所示,連接標準電容cn與被測電容cx,并且將標準電容與被測電容盡可能遠離,以防止互相之間干擾。如選用內(nèi)部標準電容器,只需連接被測試品即可。
②檢查周圍是否有強電磁場干擾,應盡量避免。
③檢查大地線是否牢靠,以保證操作人員的安全,應檢查電橋上的(⊥)與大
地是否接觸良好。
④檢查電橋的靈敏度開關(guān)是否已回另位。
⑤檢查試品的絕緣強度,應符合大于2u+1的標準。
⑥對試品施加試驗電壓(按部標或所規(guī)定的專業(yè)標準進行)。
7.2試品的測試
①在不知道被測試品的大概容量及損耗時,可先施加少許的電壓,找到粗平衡
點后,再把工作電壓升到所需的值,然后再尋找細平衡點。
②在測量時,靈敏度開關(guān)是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
③在測量時,r3開關(guān)時按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
④在測量時,c4開關(guān)時按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
⑤整個測量步絮:首先檢查接線無誤后,方可通電試驗。第二升起試驗電壓,并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān),使ua表頭有明顯的指示。此時表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)r3開關(guān),順序從左至右。這時通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另,可再加大靈敏度。應總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)r3時,電橋的平衡狀況。第四在某一點上用戶會發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)r3已無法使表頭再回到另位。這時可調(diào)節(jié)c4開關(guān),順序時從右至左,把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)c4到某一點時又會發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時又要去調(diào)節(jié)r3開關(guān),調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)r3的后位,然后又會出現(xiàn)第四點時的問題,又必須要調(diào)節(jié)c4開關(guān)...就這樣來回往復地調(diào)節(jié)r3和c4兩組開關(guān),直至靈敏度開關(guān)時,并指針回另(或指另儀指示到小)。表明電橋已達到平衡。
⑥測量完畢后或在暫停測量時,應將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0”,再將測量電壓降至另并切斷電源開關(guān),根據(jù)計算公式,算出被測試品的容量及介損值。
8.護保管及免費修理期限
①裝置在運輸過程中或放置儀器時應避免受劇烈震動。
②放置或儲存儀器的地點應保持干燥,清潔,避免腐蝕性氣體侵入儀器。
③若儀器在長時間不用(若不常用)應定期給儀器通電,以防止內(nèi)部受潮。
④本電橋為高精度實驗室高壓電橋,應注意保管,其環(huán)境溫度為0~+40℃,相對濕度不超過85%,且在空氣中不應含有足以引起會集腐蝕的有害物質(zhì)。
⑤產(chǎn)品自制造廠發(fā)貨日期起36個月內(nèi),當用戶在*遵守使用說明書中所規(guī)定的保管及使用規(guī)則下,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題和不能正常工作時,制造廠應負責免費給予修理或更換。
⑥制造廠負責終身維修。

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