電容器薄膜工頻介電常數(shù)測試儀
一、概述
1-1電橋簡介:
符合GB1409、GB5654及GB/T1693, ASTM D150-1998(2004) 固體電絕緣材料的交流損耗特性及介電常數(shù)的試驗方法其采用了西林電橋的經(jīng)典線路，內(nèi)附0-2500的數(shù)顯高壓電源及100PF標準電容器，并可按用戶要求擴裝外接標準電容線路。
在每個高壓實驗室和試驗中，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(wěn)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。
1-2電橋的特點；
l橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。
l電橋采用接觸電阻小，機械壽命長的十進開關，保證測量的穩(wěn)定性
l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。
l儀器內(nèi)部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術性能穩(wěn)定可靠。
l內(nèi)附高壓電源精度3%
l內(nèi)附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF
電容器薄膜工頻介電常數(shù)測試儀
二、技術指標
◆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，應滿足下列表中的技術指示要求。
在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時
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
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 |
◆技術參數(shù)
電容器安裝運行海拔不超過1000米 使用周圍空氣溫度-10℃~40℃相對濕度不超過70%。
電容器的工作頻率 50Hz。
電容器實測值誤差不大于±0.05% 與標稱值誤差不大于±3%
電容器溫度系數(shù) ≤ 3×10-5 /℃
電容器壓力系數(shù) ≤ 3×10-3Mpa
電容器的損耗角正切值不大于 1×10-5 、2×10-5 、5×10-5 三檔。
電容器內(nèi)充SF6氣體。在20℃時 壓力為0.4±0.1Mpa
RY2電極
◆電橋測量靈敏度
電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)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，用戶可根據(jù)實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應出來。
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(nèi)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)
◆工作電壓說明
在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：
10×1kΩ 1max≤15mA
10×100Ω 1max≤120mA
10×10Ω l max≤150mA
用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。
I=ω V C
◆輔橋的技術特性：
不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）
◆指零裝置的技術特性：
在50Hz時電壓靈敏度不低于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
三、電橋工作原理
BQS-37a型高壓電橋采用典型的西林電橋線路，C4橋臂在基本量程時，與R4橋臂并聯(lián)，測量數(shù)值為正損耗因數(shù)。結構采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數(shù)對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成。自動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)生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時，A,B,S三點電位必然相等，從而達到自動跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。
3-1 橋體的組成
電橋各臂的組成
*臂：由被測對象Cx組成Z1。
第二臂：由高壓標準電容器Cn組成Z2。
第三臂：由十進電阻器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。
3-2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(diào)節(jié)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。
3-3 公式說明
.頻率對介質(zhì)損耗正公式：
本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進行修正：
tg=f’·tgδ / f
式中：f 為額定工作頻率（f=50Hz）
f’ 為實際工作頻率
tgδ 電橋測得損耗值
tgδ 為被測試品介質(zhì)損耗角正切的實際值
四．操作方法
4.1 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），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(nèi)部標準電容器，只需連接被測試品即可。
②檢查周圍是否有強電磁場干擾，應盡量避免。
③檢查大地線是否牢靠，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關是否已回另位。
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(guī)定的專業(yè)標準進行）。
4.2 試品的測試
①在不知道被測試品的大概容量及損耗時，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細平衡點。
②在測量時，靈敏度開關是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
③在測量時，R3開關時按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
④在測量時，C4開關時按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。
⑤整個測量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗。第二升起試驗電壓，并調(diào)節(jié)靈敏度開關，使UA表頭有明顯的指示。此時表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)R3開關，順序從左至右。這時通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時，電橋的平衡狀況。第四在某一點上用戶會發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時可調(diào)節(jié)C4開關，順序時從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點時又會發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時又要去調(diào)節(jié)R3開關，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的后位，然后又會出現(xiàn)第四點時的問題，又必須要調(diào)節(jié)C4開關．．．就這樣來回往復地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關，直至靈敏度開關大時，并指針回另（或指另儀指示到?。１砻麟姌蛞堰_到平衡。
⑥測量完畢后或在暫停測量時，應將另儀的靈敏度開關降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開關，根據(jù)計算公式，算出被測試品的容量及介損值。
五、安全操作規(guī)程
- 本儀器必須有專人負責保管，使用，非專職操作者應在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。
- 每次使用前應仔細檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。
- 接通電源前應將靈敏度開關調(diào)到低位置。
- 測量試品前應先對試品進行高壓試驗，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現(xiàn)象出現(xiàn)，然后才能進行測試（若試品己做過高壓試驗，該項可不必每次測量都做）。
- 對試品施加高壓時緩慢升高，不可以加突變電壓。
- 測試時操作人員必須集中思想，工作前做好一切準備工作，測試地點周圍應有明顯的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區(qū)，以防止非操作人員闖入。
- 在測量過程中，如有放電管發(fā)光時，則必須及時切斷電源，仔細檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進行高壓測量工作。
六、裝置成套性
1．BQS-37a型高壓電橋 一臺
2. 試驗電極 一臺
3．使用說明書 一份
4．電源線 二根
5．測試線 三根
七、結構簡介
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(nèi)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，供觀察內(nèi)部壓力及充放氣使用。
電容器內(nèi)充有SF6氣體
八、工頻介電常數(shù)測試儀簡介
在每個高壓實驗室和試驗中，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(wěn)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。
九、北廣精儀儀器設備有限公司簡介
北廣精儀公司隸屬于北廣集團旗下是一家專業(yè)從事檢測儀器，自動化設備生產(chǎn)的*企業(yè)公司， “精細其表，*于內(nèi)”是北廣精儀一慣秉承的原則。其*的設計風格，的制造技術和完善的服務體系，為科研機構、大專院校，企業(yè)和質(zhì)量檢測機構提供yi流的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務。北廣精儀公司集軟件設計、機械、力學、汽壓、電子、電機以及研發(fā)、品保、生管、檢測等專業(yè)人才，獲取即時資訊，發(fā)展領xian的產(chǎn)品與服務。
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