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QS37系列陶瓷工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測定儀

QS37型介質(zhì)損耗測試儀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。電橋由橋體、指另儀、跟蹤器組成，本電 橋特別適用測量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數(shù)（ε）。

工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀測量范圍及誤差
在Cn＝100pF R4＝3183.2（Ω）（即10K/π）時(shí)

在Cn＝100pF R4＝318.3（Ω）（即1K/π）時(shí)

輔橋的技術(shù)特性

指零裝置的技術(shù)特性

2.3 工作電壓說明

    本電橋原理上雖然不受實(shí)驗(yàn)電壓的限制，但在實(shí)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(duì)V點(diǎn)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：

          10X1kW            Imax￡15mA

          10X100W           Imax￡120mA

          10X10W            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(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來計(jì)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(shí)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(duì)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(jī)的結(jié)合為一體。

3.3 特點(diǎn)

①輔橋自動(dòng)平衡，簡化操作過程。

②橋體具有雙層屏蔽，抗干擾能力強(qiáng)。

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(diǎn)。

④電橋采用的一切外部插頭，插座，均能與國外高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器通用。

⑤為使電橋在實(shí)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(gè)

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

    di一臂：由被測對(duì)象Ｃｘ組成Ｚ1。

    第二臂：由高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器Ｃｎ組成Ｚ2。

    第三臂：由十進(jìn)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(jìn)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(duì)電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（Ｓ）組成。自動(dòng)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(gè)與Ｂ電位相等的電壓。當(dāng)電橋平衡時(shí)，Ａ，Ｂ，Ｓ三點(diǎn)電位必然相等，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤的目的,見圖2。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對(duì)主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時(shí)也有效地抑制了電壓波動(dòng)對(duì)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(dòng)式檢流計(jì)的缺點(diǎn)。

4.1 測試原理及公式推導(dǎo)：

    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(dāng)電橋處于來平衡狀態(tài)時(shí)（橋頂Ａ，Ｂ處于電位不相等）指另儀上就有電流指示。其表達(dá)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(gè)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(dá)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(shí)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(duì)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?yàn)榱酥弊x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(duì)介質(zhì)損耗正公式：

        本電橋額定的工作頻率ｆ＝５０Ｈｚ，在實(shí)際工作頻率偏離額定頻率時(shí)可

用修正式進(jìn)行修正：

        ｔｇ＝ｆ'·tgd／f

   式中:ｆ為額定工作頻率（ｆ＝５０Ｈｚ）

        ｆ'為實(shí)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(shí)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(duì)測量誤差影響越小。

C.將平整干凈的試樣放入上、下電極之間，試樣應(yīng)覆蓋整個(gè)測量電極表面，在高壓電橋上測量并記錄此時(shí)的電容CX和損耗角tgδ，此時(shí)tgδ為直讀值。εr以下式計(jì)算：

εr=CX*h/(0.08854*A)

式中:

CX---實(shí)測電容值(pF)

h----試樣總厚度(cm)

A(電極有效面積)-----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(dòng)跟蹤器                                 1臺(tái)

③AZ21b型指零儀                                         1臺(tái)

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