实验二.介质损耗角正切值的测量.doc

实验二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。二预习要点：概念：介质损耗、损耗角、交流电桥判断：介质损耗是表征介质交流损耗的参数（直流损耗用电导就可表征），包括电导损耗和电偶损耗；测量 tg值对检测大面积分布性绝缘缺陷或贯穿性绝缘缺陷较灵敏和有效，但对局部性非贯穿性绝缘缺陷却不灵敏和不太有效。推理：中性介质的介质损耗主要是电导损耗，极性介质的介质损耗则由电导损耗和电偶损耗两部分组成。相关知识点：介质极化、偶极子、漏导。三实验项目： 1正接线测试 2反接线测试四实验说明：绝缘介质中的介质损耗（ P=C u2 tg）以介质损耗角的正切值( tg)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 tg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： 检流计调谐钮 检流计调零钮 C4电容箱（tg） R3电阻箱 微调电阻（R3桥臂） 灵敏度调节钮 检流计电源开关 检流计标尺框 +tg/-tg及接通/断开/接通切换钮 检流计电源插座 接地 低压电容测量 分流器选择钮 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 CN=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C4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（CX、CN、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tg值，标准电容可选配 0.001f（可测 CX范围为300pf10f）或 0.01f（可测C X范围为 3000pf100f） 3分流电阻的选择及tg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tg值很小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如下： 五仪器设备： 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）一只六实验接线：七实验步骤：首先按图 2-3所示的正接线法接好试验线路；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；根据被试品电容量确定分流器挡位；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；合上试验电源，升至所需试验电压；把极性切换开关转至“+ tg”位置的“接通”上；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；调节检流计灵敏度旋钮，使光带达到满刻度的 1/32/3为止；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； 电桥平衡后，记录 tg、R3、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； 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。 计算被试品电容量： 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） 按图 2-4所示的反接线法接好试验线路（选做）；并按操作步骤调节电桥，测出被试品的 tg值和 C X值。注意：反接线法桥体内为高压，电桥