高压标准电容器规程

1本规程适用于额定频率50(60)Hz、额定电压10kV及以上的有屏蔽电极结构的高压标准电容器的首次检定、后续检定和使用中的检查。JJG496—1996工频高压分压器凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3概述高压标准电容器是电容量和损耗因数的稳定度都达到10~'量级以上的高电压精密电容器。它的电极结构包括用金属材料制成的高压电极、测量电极和屏蔽电极，它的绝缘结构包括支撑高压电极的高压绝缘套管和固定测量电极与屏蔽电极的绝缘支座。气体绝缘高压标准电容器的电极密封在压力容器中，容器内充填有SF₆、N₂、CO₂这类绝缘气体；真空绝缘高压标准电容器的电极密封在高真空度的容器中。损耗极小的固体和液体材料也可以作为高压标准电容器的绝缘介质。高压标准电容器最重要的计量性能表现为电容量及损耗因数与工作电压的相关性(简称为电压系数)极小，达到10-5量级。因此它们的电容量及损耗因数都可以在较低电压下(如10%额定电压下)校准，然后在高电压下作为电容量和损耗因数的标准器4.1电容量误差在表1的参比条件下，高压标准电容器的电容实测值与铭牌或证书给出的标称电容值的偏差应不超过士0.3%。注：当铭牌值与有效证书值不一致时，以有效证书值为准。以下各条中遇有铭牌值与有效证书值不一致时均同样处理。4.2损耗因数在表1的参比条件下，高压标准电容器的损耗因数实测值与铭牌或证书给出的标称损耗因数值偏差应不超过±1×10-'。24.3电压系数在表1的参比条件下，高压标准电容器在电压上升或下降时电容值的变化量与铭牌或证书给出的标称电容量电压系数限值，应不超过1×10-*。表1参比条件环境温度相对湿度电源频率电压百分数电源波形畸变系数环境电磁场干扰强度环境震动5℃~35℃不大于允许限值的1/10不能察觉注：在一次电压升降的试验过程中，环境温度的变化不得超过士0.5℃。4.4内附电容分压器高压标准电容器内若附有电容分压器，其实际分压比与铭牌或证书给出的分压比的偏差应不超过±1%。4.5稳定性高压标准电容器在满足表1的参比条件下使用，检定周期内电容量的变化应不超过±0.1%,损耗因数的变化应不超过限值的1/2。内附电容分压器(若有)分压比的变化应不超过±0.5%。5.1铭牌、端子及标志高压标准电容器应有固定在接地底座上的铭牌，铭牌中应包括有额定电压、标称电容量、标称损耗因数、标称电容量电压系数限值等技术参数。有内附电容分压器的试品，铭牌中还应标注标称分压比。在高海拔地区使用的高压标准电容器，还应在铭牌上高压标准电容器应使用强度足够好的屏蔽插座作为输出接口，测量电极和屏蔽电极分别与屏蔽插座的芯线和屏蔽外皮连接，屏蔽插头应有锁紧装置，在屏蔽插座附近应有注：屏蔽插座Cx的芯线用于连接被测电容器的测量电极，外屏连接被测电容器的屏蔽电极；屏蔽插座Cx(或Cs)的芯线用于连接标准电容器的测量电极，外屏连接标准电容器的屏蔽电极。屏蔽插座的外屏与电桥回路接地端子E连接。内部附带有电容分压器的高压标准电容器，其二次电压应使用屏蔽插座输出，在屏蔽插座附近应有U₂(或K)或其他测量输出标志。高压标准电容器应有接地端子，接地端子使用的螺纹直径不得小于6mm。接地端子与金属底座连接处应有平坦表面，提供可靠的金属接触，在接地端子附近使用E或5.2绝缘强度测量电极与屏蔽电极之间的绝缘电阻应不小于500MΩ;屏蔽电极与接地底座之间的绝缘电阻应不小于100MΩ。高压标准电容器的高压电极与测量电极、屏蔽电极、接地底座之间应能耐受数值为3额定电压110%的工频试验电压。5.3压力表气体绝缘高压标准电容器应有压力表，指示内部气压，示值误差不超过±20kPa。5.4保护装置高压标准电容器的测量电极与接地底座之间如果装有气体放电管，放电管应能从安装座卸下或从电路断开，不得对绝缘强度试验产生影响。6计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。6.1检定条件6.1.1环境条件6.1.1.1环境气温5℃~35℃,相对湿度不大于75%。6.1.1.2因环境电磁干扰引起的测量误差不大于被检高压标准电容器允许限值的1/10,环境电磁干扰可用变动试品位置及测量电缆位置的方法检查。检定时使用的高压电容电桥应置于屏蔽室内。6.1.1.3试品及检定用标准器具在检定条件下预先存放时间不得少于24h;额定电压超过500kV的试品，其预存放时间应不少于36h;额定电压超过1MV的试品，其预存放时间应不少于54h。6.1.2电源条件电源的实际频率应为50Hz±0.5Hz(60Hz±0.6Hz)。电源电压的波形失真不大于5%。检定用高压试验电源的随机波动对高压电容电桥测量示值的影响应不超过被检高压标准电容器允许限值的1/10。6.1.3所使用的计量标准器6.1.3.1高压电容电桥使用电容比率准确度0.05级及以上，介质损耗因数差值准确度0.5级及以上的高使用西林型电桥作为测量标准器时，屏蔽电位调节装置产生的附加误差，应不超过被检高压标准电容器允许限值的1/10;使用有源电流比较仪电桥作为标准器时，内置电流反馈放大器产生的附加误差，应不超过被检高压标准电容器允许限值的1/10。6.1.3.2标准电容量具检定电容值使用的标准电容量具应为精密高压电容器，其电容量误差不超过±0.05%,额定电压不低于10kV;检定损耗因数和电容量电压系数使用的标准电容量具应为精密压缩气体电容器，额定电压不低于被检高压标准电容器的额定电压，损耗因数和电容量电压系数均不超过1×10-5。6.1.3.3测量内附电容分压器实际分压比使用的标准装置应符合JJG496第2章有关检定1等准确度的工频高压分压器的要求。6.1.3.4绝缘电阻表绝缘电阻表的工作电压额定值为1kV,准确度不低于10级。46.2检定项目高压标准电容器的检定项目按表2规定。检定项目首次检定后续检定使用中检查外观及标志检查+十+绝缘电阻测量++十工频电压试验十十一内附电容分压器试验十十电容量电压系数十十 电容值测量十十稳定性试验十十注1:表中符号“+”表示必检项目，符号“一”表示可不检项目；注2:无内附电容分压器的试品不进行内附电容分压器试验；6.3检定方法6.3.1外观及标志检查检查用目测方法进行。检查内容为试品外观是否完好，接插件接触状态是否正常，标志是否正确清晰，转换开关(若有)是否转动灵活、定位准确。压力表(若有)是否指示在正常压力范围，保护装置是否符合5.4的要求。6.3.2绝缘电阻测量使用1kV绝缘电阻表分别测量高压电极对屏蔽电极以及屏蔽电极对地及底座的绝缘电阻值。应符合5.2的要求。6.3.3工频电压试验工频电压试验方法和程序参照GB16927.1的4以及6进行。6.3.4内附电容分压器试验.内附电容分压器误差试验参照JJG496的3进行。6.3.5电容量电压系数及损耗因数测量电容量的电压系数及损耗因数测量采用图1所示比较线路，使用高压标准电容量具为标准器通过高压电容电桥测量。高压电源可以使用试验变压器、也可以使用调感式串联谐振装置，频率和波形应符合6.1.2要求；试品电容器和标准电容器的高压电极与高压电源的高压输出端子连接，低压测量端子分别用屏蔽电缆连接到高压电容电桥(图中用QS标志)的Cx和CN屏蔽输人端子；高压电容电桥的接地端子(图中用E标志)与高压电源的接地端连接。首次检定时应在试验电压为10kV以及10%Ux、20%Ux、50%UN、80%Ux、100%Ux下测量电容比率及损耗因数(Ux为试品的额定电压),如果测量点低于10kV,则取消该测量点。5在每个规定的试验电压下调节电桥平衡，从电桥的测量盘读取表示电容比率的电阻比值(适用于西林型电桥)或匝数比值(适用于电流比较仪电桥),以及表示损耗因数的电容值(适用于西林电桥)或移相电阻值(适用于电流比较仪电桥),可计算得到电容比率K和损耗因数D,然后按式(1)计算电容量电压系数：式中：a——电容量电压系数；K测量点的电容比率示值；K₀——在10kV电压下测量得到的电容比率示值。测量应至少在电压上升和下降时各进行3次，每个电压百分点选取测得的6个或更多测量数据按大小排序后的中间值(数据个数为偶数时取排序在中间的两个测量值的平均值)作为检定结果。选出各测量点的最大绝对值作为电压系数报告值。当需要对电桥的测量误差进行修正时，应参照JJG563附录C关于电容轮换法检定高压电容电桥的原理与步骤，取修正电桥测量误差后的数据作为检定结果。6.3.6电容值测量电容值使用图1线路测量，高压电源可以使用试验变压器、也可以使用调感式串联谐振装置，频率和波形应符合6.1.2要求；试品电容器和标准电容器的高压电极与高压电源的高压输出端子连接，低压测量端子分别用屏蔽电缆连接到高压电容电桥(图中用QS标志)的Cx和Cw屏蔽输入端子；高压电容电桥的接地端子(图中用E标志)与高压电源的接地端连接。测量电压为10kV。在测量电压下调节电桥平衡，从电桥的测量盘读取表示电容比率的电阻比值(适用于西林型电桥)或匝数比值(适用于电流比较仪电桥),以及表示损耗因数的电容值(适用于西林电桥)或移相电阻值(适用于电流比6较仪电桥),可计算得到电容比率K和损耗因数D。测量得到的电容值保留到0.01pF。6.3.7稳定性试验高压标准电容器的稳定性根据本次检定结果和上次检定结果，按4.5给出的计算方法计算得到。6.4检定结果的处理6.4.1检定数据应按附录A的规定格式做好原始记录。6.4.2按照本规程检定的高压标准电容器，若满足本规程全部技术要求，则发给检定证书；若除了内附电容分压器外其他检定项目能满足本规程第4章要求，也可发给检定证书。检定证书中应给出实测电容值、损耗因数限值以及电容量电压系数的测量结果。检定结果数据用测量值和误差限的方式给出，其中电容值的计量单位为pF,测量值保留到0.01pF;损耗因数和电压相关性的计量单位为1×10-6,测量值保留到1×10-6。6.4.3有内附电容分压器的高压标准电容器，在检定证书中给出分压比的测量结果。注：用户要求单独提供电容分压器检定证书时，可按JJG496检定项目和要求出具检定证书。6.4.4有超差项目的高压标准电容器，应发给检定结果通知书，并在通知书中注明下次复检时间。如果两次检定的测量结果能满足4.5稳定性要求，允许降低指标使用。检定周期为4年。使用频繁的高压标准电容器，应适当缩短检定周期。7附录A检定原始记录格式大气压力kPa 试品型号额定电压标称电容量内附分压器电容量标称分压比结论二、绝缘电阻测量(试验电压1000V)测量电极对屏蔽电极MΩ屏蔽电极对地及底座MΩ结论三、工频电压试验试验电压kV测量值实际分压比结论五、电压系数及损耗因数测量电桥型号电桥编号标准电容量具型号编号证书号结论六、电容值测量标准电容量具型号证书号电容量检定证书值F试验电压kV七、检定结果结论电容量变化值损耗因数变化值结论8额定电压百分数上升(1)XD下降(1)XD上升(2)XD下降(2)XD上升(3)XD下降(3)XD额定电压百分数升0降0升0降0升0降0排序结果0 9附录B检定证书/检定结果通知书内页格式证书编号××××××-××××检定机构授权说明检定环境条件及地点：℃相对湿度%名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证