实验二.介质损耗角正切值的测量.doc

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tg S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=® C u2 tgS ）以介质损耗角S的正切值（tg S ）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 S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（tg5 ）⑷.R3电阻箱⑸.微调电阻p （R3桥臂）（6）.灵敏度调节钮⑺.检流计电源开关 ⑻.检流计标尺框⑼.+tg S /-tg S及接通I /断开/接通U切换钮⑽.检流计电源插座（11）.接地（12）.低压电容测量（13）.分流器选择钮（14）.桥体引出线图2-1 QS1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 C N (一般CN=50pf),桥臂 BD由固定的无感电阻 R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD接入可调电阻R 3, 对角线AB上接入检流计G，剩下一个桥臂AC就接被试品C X高压试验电压 加在CD之间，测量时只要调节 R 3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有： 图 2-1 QS1西林电桥面板图匸a 卞fip 各桥臂阻抗分别为,=可=1 + j 斗〒Ji申ZC& -=Z.V H 一丄将并捋傅帆抗代入式卜？ •井使等式两边的实部和虚部分別相等,可得*5 = 6令R.理电桥中'叫的数值取^=10000/31 =3184 (Q),电源频率3二100 ― 闵此：te6 = G C f) (式 2-3)叩也G电容箱的刻度盘上完全可以榕G的电容值茂接刻度成tg tii (实齢上是刻度成 tg6 <%)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、巳也都是低压，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 低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tgS值，标准电容可选配 0.001卩f (可测CX范围为300pf〜10卩f)或0.01卩f(可测C X范围为3000pf〜100卩f) 3•分流电阻的选择及tg S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 3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R 3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 S值很小的情况下，测量值 应进行校正，其校正式如下：¥ =临莎一她$pt"为宴测饥 AtgS为校正d 诣“为梭iE肓的值.^2-1分源器档垃选样表试品电容・tpf>300030001940018000400000分流开关刻障(A)0, 016 0250.060,151 25100+民 I1五. 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< b) 正接箜 (c) 反援线图H QS1S林电桥试验接线圈(d) 対用接线

12） .计算被试品电容量：c匚 耳100 +屉1 a 咼 + p n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）（13） .按图2-4所示的反接线法接好试验线路（选做）；并按⑵〜2操作步骤调节 电桥，测出被试品的tgS值和C X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 绝缘操作时注意安全八.实验报告：本实验没有用西林电桥做，我们用更先进的仪器直接测得，方便可靠；一下是实验数据；tan S =1.85,v=10kv,i=13.52mA.最后测得c=4213pf。