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高电压技术实验实验报告
22页1、-高电压技术实验报告高电压技术实验报告学院 电气信息学院专业 电气工程及其自动化实验一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 实验项目1正接线测试2反接线测试三 实验说明 绝缘介质中的介质损耗(P=C u2 tg)以介质损耗角的正切值(tg)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:检流计调谐钮 检流计调零钮C4电容箱(tg) R3电阻箱微调电阻(R3桥臂) 灵敏度调节钮检流计电源开关 检流计标尺框QS1西林电桥面板图 +tg/-tg及接通/断开/接通切换钮检流计电源插座 接地低压电容测量 分流器选择钮 桥体引出线1)工作原理: QS
2、1西林电桥面板图原理接线图如图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。由电桥平衡原理有: 即: (式2-1)各桥臂阻抗分别为: 将各桥臂阻抗代入式2-1,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/=3184(),电源频率=100,因此: tg= C4(f) (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tg值(实际上是刻度成tg(%)值),便于直读。2)接线方式: QS1电桥在使用中有多种接线方式,如下图所示的正接线、反接线、对角接线,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、E)也都是低压,不需要与地绝缘
3、。 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tg值,标准电容可选配0.001f(可测CX范围为300pf10f)或0.01f(可测CX范围为3000pf100f)3分流电阻的选择及tg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tg值很小的情况下,测量值应进行校正,其校正式如下:tg为实测值,tg为校正量,tgX为校正后的值。四仪器设备: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)一只五实验接线
4、:(a) 高压试验源 ( b) 正接线 (c) 反接线 (d) 对角接线 QS1西林电桥试验接线图六实验步骤:首先按上图所示的正接线法接好试验线路;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;根据被试品电容量确定分流器挡位;检查接线无误后,合上光偏式检流计的光照电源,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;合上试验电源,升至所需试验电压;把极性切换开关转至“+ tg”位置的“接通”上;把灵敏度旋钮旋至1或2位置,调节检流计的合频旋钮,找到检流计的谐振点,光带达到最宽度,即检流计单挡灵敏度达到最大;调节检流计灵敏度旋钮,使光带达到满刻度的1/32/3为止;先调节R3使光带收缩至最窄,然后调节C4使光带再缩至最窄,当观察不便时,应增大灵敏度旋钮挡(注意在整个调节过程中,光带不能超过满刻度),最后,反复调节和C4并在灵敏度旋钮增至10挡(最大挡)时,将光带收缩至最窄(一般不超过4mm),这时电桥达到平衡;电桥平衡后,记录tg、R3、值,以及分流器挡位和所对应的分流器电阻n,还有所用标准电容的容量CN;将检流计灵敏度降至零,把极性旋钮旋至关断
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