介质损耗角正切值的测量.doc

1、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= 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

2、 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图 2-1QS1 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 CNN），（一般 C =50pf桥臂 BD 由固定的无感电阻R4 和可调电容 C4 并联组成，桥臂 AD接入可调电阻 R3，对角线 AB 上接入检流计G，剩下一个桥臂 AC就接被试品 CX。高压试验电压加在CD

3、之间，测量时只要调节R34和 C 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 2-1QS1 西林电桥面板图U CAU CBZCAZCBU ADU BD即：Z ADZBD（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：CXR4C NtgC4R4R3（式 2-2）在电桥中， R4 的数值取为 =10000/ =3184（），电源频率=100，因此：tg= C4（ f）（式2-3）即在 C4 电容箱的刻度盘上完全可以将（%）值），便于直读。C4 的电容值直接刻度成tg值（实际上是刻度成tg2接线方式：QS1电桥在使用中有多种接线

4、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

5、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0.001 f（可测 CX 范围为 300pf 10f）或 0.01 f（可测 CX 范围为 3000pf 100f ）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 的最大允许工作3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tg值

6、很小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如下：tg为实测值，tg为校正量， tgX 为校正后的值。表 2-1 分流器挡位选择表试品电容量（ pf） 300080001940048000400000分流开关刻度0.010.0250.060.151.25（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 2-3QS1 西林电桥试验接线图五实验步骤：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

7、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1/3 2/3 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C

8、4 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CN；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 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