GBT1409-2006電氣絕緣材料介電常數測量?jì)x

GBT1409-2006電氣絕緣材料介電常數測量?jì)x

一、遵守的技術(shù)標準：

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(xiàn)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(lèi)絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數（ε）。介電常數介質(zhì)損耗測試儀適用于科研單學(xué)、學(xué)校、工廠(chǎng)等單位對無(wú)機非金屬新材料性能的應用研究。

《JJG563-2004高壓電容電橋檢定規程》

《JB1811-92壓縮氣體標準電容器》

《GB1409-2006固體絕緣材料相對介電常數和介質(zhì)損耗因數的試驗方法》

二、技術(shù)指標

2-1測量范圍及誤差。

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應滿(mǎn)足下列表中的技術(shù)指示要求。

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時(shí)。

測量項目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5% Cx±2pF。

介損損耗tgδ  0-1   ±1.5% tgδx±0.0001。

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時(shí)。

測量項目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5% Cx±3pF。

介損損耗tgδ  0-0.1 ±1.5% tgδx±0.0001。

2-2電橋測量靈敏度

電橋在使用過(guò)程中，靈敏度直接影響電橋平穩衡的分辨程度，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(hù)可根據實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數的微小變化都能夠反應出來(lái)。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx);

式中: U 為測量電壓 伏特 (V);

ω為角頻率2πf=314(50Hz);

Cn標準電容器容量 法拉(F);

Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A);

Rg平衡指零儀內阻約1500 歐姆(Ω);

R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω);

Cx被測試品電容值 法拉(pF);

2-3工作電壓說(shuō)明

在使用中，本電橋頂A，B對V點(diǎn)的電壓高不超過(guò)11V，R3橋臂各盤(pán)的電流不超過(guò)下列規定：

10×1kΩ 1max≤15mA;

10×100Ω 1max≤120mA;

10×10Ω l max≤150mA;

用戶(hù)在使用前應注意以上的問(wèn)題。如不清楚，可根據實(shí)驗電壓及標準電容量，按以下公式來(lái)計算出大概的工作電流。

I=ω V C

2-4輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術(shù)特性：

在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

GBT1409-2006電氣絕緣材料介電常數測量?jì)x

三、電橋的特點(diǎn)；

 l橋體內附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線(xiàn)及少。

l電橋采用接觸電阻小，機械壽命長(cháng)的十進(jìn)開(kāi)關(guān)，保證測量的穩定性

l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場(chǎng)的干擾。

l儀器內部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩定可靠。

l內附高壓電源精度3%

l內附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

四、電橋測量靈敏度

    電橋在使用過(guò)程中，靈敏度直接影響電橋平穩衡的分辨程度，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(hù)可根據實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數的微小變化都能夠反應出來(lái)。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 為測量電壓                              伏特  (V)

      ω為角頻率2πf=314(50Hz)                              

     Cn標準電容器容量                          法拉(F)

     Ig通用指零儀的電流5×10^-10                  安培(A) 

     Rg平衡指零儀內阻約1500                    歐姆(Ω)

     R4橋臂R4阻值3183                         歐姆(Ω)

     Cx被測試品電容值                           法拉(pF)

五、安全操作規程

1. 本儀器必須有專(zhuān)人負責保管，使用，非專(zhuān)職操作者應在使用前了解和熟悉本說(shuō)明書(shū)，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(xiàn)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(kāi)關(guān)調到低位置。
4. 測量試品前應先對試品進(jìn)行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無(wú)噪聲，電離等現象出現，然后才能進(jìn)行測試（若試品己做過(guò)高壓試驗，該項可不必每次測量都做）。
5. 對試品施加高壓時(shí)緩慢升高，不可以加突變電壓。
6. 測試時(shí)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(diǎn)周?chē)鷳忻黠@的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區，以防止非操作人員闖入。
7. 在測量過(guò)程中，如有放電管發(fā)光時(shí)，則必須及時(shí)切斷電源，仔細檢查接線(xiàn)及試品都無(wú)擊穿，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測量工作。

六、工作電壓說(shuō)明

1、在使用中，本電橋頂A，B對V點(diǎn)的電壓高不超過(guò)11V，R3橋臂各盤(pán)的電流不超過(guò)下列規定：

1. 10×1kΩ                             1max≤15mA

3、10×100Ω                            1max≤120mA

4、10×10Ω                             l max≤150mA

5、用戶(hù)在使用前應注意以上的問(wèn)題。如不清楚，可根據實(shí)驗電壓及標準電容量，按以下公式來(lái)計算出大概的工作電流。

1.                     I=ω V C 
2. 輔橋的技術(shù)特性：
3. 不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）
4. 指零裝置的技術(shù)特性：
5. 在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10^-6V/格
6. 電流靈敏度不低于2×10^-9 A/格
7. 二次諧波 減不小于25dB

13、三次諧波減不小于50dB

七、裝置成套性

八、電橋工作原理

BQS-37a型高壓電橋采用典型的西林電橋線(xiàn)路。C4橋臂在基本量程時(shí)，與R4橋臂并聯(lián)，測量數值為正損耗因數。結構采用了雙層屏蔽。并通過(guò)輔橋的輔助平衡，消除寄生參數對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內層屏蔽（S）組成。自動(dòng)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(guò)放大后，在內屏蔽（S）產(chǎn)生一個(gè)與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時(shí)，A,B,S三點(diǎn)電位必然相等，從而達到自動(dòng)跟蹤的目的。本電橋在平衡過(guò)程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過(guò)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(hù)只要對主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數據。同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對平衡所帶來(lái)的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺(jué)直觀(guān)，分辨清楚，克服了以往振動(dòng)式檢流計的缺點(diǎn)。

橋體的組成

電橋各臂的組成

第1臂：由被測對象Cx組成Z₁。

第2臂：由高壓標準電容器Cn組成Z₂。

第3臂：由十進(jìn)電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線(xiàn)電阻（0-0.13）歐姆組成Z₃。

第4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。

計算公式

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

當R4=10K/π

tgδ=C4     

當R4=1K/π

tgδ=0.1C4  

我們采取相對固定R4電阻，分別調節R3和C4使橋跟平衡，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。

公式說(shuō)明

.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(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^’·tgδ / f

式中：f    為額定工作頻率（f=50Hz）

f’   為實(shí)際工作頻率

tgδ  電橋測得損耗值

tgδ  為被測試品介質(zhì)損耗角正切的實(shí)際值

九、結構簡(jiǎn)介
外殼由絕緣套筒及鋼板制成的底和蓋組成，底和蓋用螺栓及環(huán)緊固在絕緣套筒的兩端。在電容器的上下兩端有防暈罩。
電容器外殼內裝有同軸高度拋光的圓柱形高低壓電極。
電容器設有壓力表及氣閥，供觀(guān)察內部壓力及充放氣使用。
電容器內充有SF6氣體

十、工頻介電常數測試儀簡(jiǎn)介
在每個(gè)高壓實(shí)驗室和試驗中，壓縮氣體標準電容器是一種必要的儀器。在這些場(chǎng)合中，它有許多重要的作用。在電橋電路中壓縮氣體電容器被用來(lái)測量電容器、電纜、套管、絕緣子、變壓器繞組及絕緣材料的電容和介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）。而且，還可以用作高壓測量電容分壓裝置的高壓電容。在某些條件下，還可以在局部放電測量中作高壓耦合電容器。
電容極穩定。
氣壓和溫度的變化對電容的影響可以忽略。
介質(zhì)損耗極小。

十一．操作方法

A、 測試前的準備工作

①按圖（3）所示，連接標準電容Ｃｎ（選用外接標準電容時(shí)），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。如選用內部標準電容器，只需連接被測試品即可。

②檢查周?chē)欠裼袕婋姶艌?chǎng)干擾，應盡量避免。

③檢查大地線(xiàn)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(kāi)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（按部標或所規定的專(zhuān)業(yè)標準進(jìn)行）。

B、 試品的測試

①在不知道被測試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細平衡點(diǎn)。

②在測量時(shí)，靈敏度開(kāi)關(guān)是按從小到大的規律來(lái)調節的。

③在測量時(shí)，R3開(kāi)關(guān)時(shí)按從左至右的規律來(lái)調節的。

④在測量時(shí)，C4開(kāi)關(guān)時(shí)按從右至左的規律來(lái)調節的。

⑤整個(gè)測量步絮：首先檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，方可通電試驗。第二升起試驗電壓，并調節靈敏度開(kāi)關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒(méi)有平衡。第三調節R3開(kāi)關(guān)，順序從左至右。這時(shí)通過(guò)觀(guān)察表頭來(lái)觀(guān)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(guān)察到調節R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶(hù)會(huì )發(fā)現，調節R3已無(wú)法使表頭再回到另位。這時(shí)可調節C4開(kāi)關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調節到小位。第五用戶(hù)在調節C4到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì )發(fā)現無(wú)法將指針調回另位。這時(shí)又要去調節R3開(kāi)關(guān)，調節的位數是上一次調節R3的后位，然后又會(huì )出現第四點(diǎn)時(shí)的問(wèn)題，又必須要調節C4開(kāi)關(guān)．．．就這樣來(lái)回往復地調節R3和C4兩組開(kāi)關(guān)，直至靈敏度開(kāi)關(guān)大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到?。?。表明電橋已達到平衡。

 ⑥測量完畢后或在暫停測量時(shí)，應將另儀的靈敏度開(kāi)關(guān)降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開(kāi)關(guān)，根據計算公式，算出被測試品的容量及介損值。

十二、工頻介電常數測試儀簡(jiǎn)介
在每個(gè)高壓實(shí)驗室和試驗中，壓縮氣體標準電容器是一種必要的儀器。在這些場(chǎng)合中，它有許多重要的作用。在電橋電路中壓縮氣體電容器被用來(lái)測量電容器、電纜、套管、絕緣子、變壓器繞組及絕緣材料的電容和介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）。而且，還可以用作高壓測量電容分壓裝置的高壓電容。在某些條件下，還可以在局部放電測量中作高壓耦合電容器。
電容極穩定。
氣壓和溫度的變化對電容的影響可以忽略。
介質(zhì)損耗極小。
十三、結構簡(jiǎn)介
外殼由絕緣套筒及鋼板制成的底和蓋組成，底和蓋用螺栓及環(huán)緊固在絕緣套筒的兩端。在電容器的上下兩端有防暈罩。
電容器外殼內裝有同軸高度拋光的圓柱形高低壓電極。
電容器設有壓力表及氣閥，供觀(guān)察內部壓力及充放氣使用。
電容器內充有SF6氣體