高电压技术实验指导书(学生用).doc

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1、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tgδ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=ωCu

2、2tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)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tgδ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：⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3

3、电阻箱⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮⑽．检流计电源插座⑾．接地⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．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CN（一般CN=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之间，测量时只要调节R3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

4、有：图2-1QS1西林电桥面板图即：（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：（式2-2）在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此：tgδ=C4（μf）（式2-3）即在C4电容箱的刻度盘上完全可以将C4的电容值直接刻度成tgδ值（实际上是刻度成tgδ（%）值），便于直读。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

5、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。

6、低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tgδ值，标准电容可选配0.001μf（可测CX范围为300pf～10μf）或0.01μf（可测CX范围为3000pf～100μf）3．分流电阻的选择及tgδ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R3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tgδ值很小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如下：tgδ为实测值，Δtgδ为校正量，tgδX为校正后的值。表2-1分流器挡位

7、选择表试品电容量（pf）300080001940048000分流开关刻度（A）0.010.0250.060.151.25分流系数n100+R36025104五．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：（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七．实验步骤：⑴．首先按图2-3所示的正接线法接好试验线路；⑵．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；⑶．根据被试品电容量确定分流器挡位；⑷．检查接线无误后，合上光偏式检流计的

8、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；