抗干擾高壓電橋/介電常數測試儀

一、        概述

1-1電橋(qiao)簡介(jie):

      BQS-37a型高壓電橋是本公(gong)司推(tui)出的新一代高壓電橋，主要用于測量(liang)工業絕緣(yuan)材料的介質損(sun)耗(tgδ)及介(jie)電常數(shu)（ε）。符(fu)合GB1409、GB5654及GB/T1693, ASTM D150-1998(2004) 固體電(dian)絕緣材料(liao)的交(jiao)流損耗特性及(ji)介電(dian)常數的試驗(yan)方法(fa)其采用了(le)西林電(dian)橋的經典線路，內附0-2500的數顯(xian)高壓電源及100PF標準電容器，并(bing)可(ke)按用戶要(yao)求擴裝(zhuang)外(wai)接(jie)標準電容線路。

1-2電橋的特(te)點；

 l橋體內附電(dian)位跟(gen)蹤器(qi)及指零儀，外圍接線及少(shao)。

l電(dian)(dian)橋采用(yong)接觸電(dian)(dian)阻小，機械壽命長(chang)的十進開關，保證測量(liang)的穩定性

l儀器具有雙(shuang)屏蔽，能有效防止外部電磁場的(de)干擾(rao)。

l儀(yi)器(qi)內部電阻(zu)及電容元件(jian)經特(te)殊老化處理，使儀(yi)器(qi)技(ji)術性能(neng)穩定可靠。

l內附高壓電源精度(du)3%

l內(nei)附標準電容(rong)損(sun)耗﹤0.00005，名義值100pF

二、 抗干擾高壓電橋/介電常數測試儀 技術(shu)指標(biao)

2-1測量范圍及(ji)誤(wu)差(cha)

本電橋的(de)環境(jing)溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下(xia)，應滿足(zu)下(xia)列(lie)表中(zhong)的技術指(zhi)示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時(shi)

在(zai)Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時

2-2電(dian)橋(qiao)測量(liang)靈敏(min)度

    電(dian)(dian)橋在使用過(guo)程(cheng)中，靈(ling)敏(min)度直接影響電(dian)(dian)橋平穩衡的分辨程(cheng)度，為(wei)保證測量(liang)準確(que)度，希望電(dian)(dian)橋靈(ling)敏(min)度達到(dao)一定的水平。通常情況(kuang)下電(dian)(dian)橋靈(ling)敏(min)度與(yu)測量(liang)電(dian)(dian)壓，標準電(dian)(dian)容量(liang)成(cheng)正比。

    在下面的計(ji)算(suan)公(gong)式中，用(yong)戶可(ke)根據實際情況(kuang)估算(suan)出電橋靈敏度水(shui)平，在這個水(shui)平上的電容與介質損耗因數的微小變化都(dou)能夠反(fan)應出來。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式(shi)中: U 為測量電(dian)壓              ;                伏特(te)  (V)

      ω為角(jiao)頻(pin)率2πf=314(50Hz)                              

     Cn標準電容器容量                          法拉(F)

     Ig通(tong)用指(zhi)零儀的電流5×10^-10               ;   安培(A) 

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

     R4橋(qiao)臂R4阻(zu)值3183                         歐姆(Ω)

     Cx被(bei)測試(shi)品電容(rong)值                           法拉(la)(pF)

2-3工作(zuo)電壓說明

在(zai)使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓(ya)不超過(guo)11V，R3橋臂各盤(pan)的(de)電(dian)流(liu)不超過下列(lie)規(gui)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(ru)不(bu)清楚，可根(gen)據實驗電壓(ya)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 

2-4輔橋的技術特性：

不失真跟蹤(zong)電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術特性：

在(zai)50Hz時電壓靈敏(min)度不低于1×10^-6V/格

                電流靈(ling)敏度不低(di)于(yu)2×10^-9 A/格(ge)

二(er)次諧(xie)波(bo) 減不(bu)小(xiao)于25dB

三次諧波(bo) 減不小于50dB

三、        電橋工(gong)作(zuo)原(yuan)理

BQS-37a型高壓電橋采(cai)用(yong)典型的西(xi)林電橋線路。C4橋臂在基本量程時，與R4橋臂(bei)并聯，測量數(shu)值為正(zheng)損耗因數(shu)。結構采用了雙層(ceng)屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡(heng)，消除寄生參數(shu)對電(dian)橋平衡(heng)的影響。輔橋由電(dian)位自(zi)動電(dian)位跟蹤(zong)器與內層(ceng)屏蔽（S）組成。自動跟蹤器(qi)由電子元(yuan)器(qi)件組成。它在橋頂B處(chu)取一(yi)輸(shu)入(ru)電壓，通過(guo)放大后，在內屏蔽（S）產生一個與B電(dian)位相等的電(dian)壓(ya)。當電(dian)橋在平(ping)衡時，A,B,S三點(dian)電(dian)位(wei)必然相等，從而達到(dao)自(zi)動(dong)跟蹤的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。本(ben)電(dian)橋(qiao)在(zai)(zai)平(ping)(ping)衡(heng)過(guo)程中，輔(fu)(fu)橋(qiao)采用(yong)自(zi)動(dong)電(dian)位(wei)跟蹤，在(zai)(zai)主橋(qiao)平(ping)(ping)衡(heng)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，輔(fu)(fu)橋(qiao)也(ye)自(zi)動(dong)跟蹤始(shi)終處于平(ping)(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)狀態，用(yong)戶(hu)只要對主橋(qiao)平(ping)(ping)衡(heng)進行操作就能得到(dao)可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)所(suo)需數(shu)據。同時(shi)也(ye)有(you)效的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)了電(dian)壓波動(dong)對平(ping)(ping)衡(heng)所(suo)帶來的(de)(de)(de)(de)影響。在(zai)(zai)指(zhi)零(ling)部分(fen)，采用(yong)了指(zhi)針式電(dian)表指(zhi)示(shi)，視覺直觀(guan)，分(fen)辨清楚，克服(fu)了以往振(zhen)動(dong)式檢流計(ji)的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)。

  3-1 橋體的(de)組成

電橋各臂的(de)組成(cheng)

***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(rong)臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容(rong)器(qi)100pF組成(cheng)C4再(zai)與(yu)電組R4并聯組成(cheng)Z4。

3-2計(ji)算(suan)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(xiang)對固定(ding)R4電阻，分別調節(jie)R3和C4使橋跟平衡，從而測得試品的(de)電容值Cx和介(jie)質(zhi)損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的(de)阻值為(wei)角頻率（f=50Hz）若干倍。

3-3 公式(shi)說明

.頻(pin)率對介質損耗正公式：

本電(dian)橋額(e)定的工(gong)作頻(pin)率f=50Hz，在(zai)實際工作頻(pin)率偏(pian)離額(e)定頻(pin)率時可用修正式進行(xing)修正：

tg=f^’·tgδ / f

式中：f    為額(e)定工作頻率（f=50Hz）

f’   為實際工作(zuo)頻率

tgδ  電橋(qiao)測(ce)得損耗值(zhi)

tgδ  為被(bei)測試(shi)品介質(zhi)損耗(hao)角正切(qie)的實際值

四、安(an)全操作規程

1.      本(ben)儀器必須有專(zhuan)人負責保管，使用，非專(zhuan)職操(cao)作(zuo)者應(ying)在使用前了解和熟(shu)悉(xi)本(ben)說(shuo)明(ming)書，以(yi)免造成不必要的損失和事故。

2.      每次使用前(qian)應仔(zi)細檢查接地(di)線是否(fou)完好，確保以后方(fang)可通電使用。

3.      接(jie)通電源(yuan)前應將(jiang)靈敏度開關調到***位置。

4.      測(ce)(ce)量試(shi)品(pin)前(qian)應先對試(shi)品(pin)進行(xing)高壓試(shi)驗(yan)(yan)，證明在電(dian)橋工作電(dian)壓下無噪(zao)聲，電(dian)離等(deng)現象出(chu)現，然后才能進行(xing)測(ce)(ce)試(shi)（若試(shi)品(pin)己做過高壓試(shi)驗(yan)(yan)，該項可不必每(mei)次測(ce)(ce)量都做）。

5.      對試品(pin)施加(jia)高壓時緩慢升高，不可以加(jia)突變電壓。

6.      測(ce)(ce)試時操(cao)作人員(yuan)必(bi)須集中(zhong)思(si)想，工作前(qian)做好一切(qie)準備(bei)工作，測(ce)(ce)試地點周圍應有明(ming)顯(xian)的標記(ji)或金屬屏蔽圍成高壓危(wei)險區，以防止非操(cao)作人員(yuan)闖入。

7.      在測(ce)量過程中，如有(you)放(fang)電管發光(guang)時(shi)，則必須及(ji)時(shi)切斷電源，仔細檢(jian)查接線及(ji)試品(pin)都(dou)無擊穿，待檢(jian)查排除故障后，再進行高(gao)壓測(ce)量工作。

五．操作方法

5.1 測試前的準備工作

按圖(tu)所示，連接標準(zhun)電(dian)容(rong)Ｃｎ（選用外(wai)接標準(zhun)電(dian)容(rong)時(shi)），與(yu)(yu)被(bei)測電(dian)容(rong)Ｃｘ，并(bing)且將標準(zhun)電(dian)容(rong)與(yu)(yu)被(bei)測電(dian)容(rong)盡可能遠(yuan)離，以防止互相之間干(gan)擾。如(ru)選用內部標準(zhun)電(dian)容(rong)器，只需連接被(bei)測試(shi)品即(ji)可。

檢查周圍(wei)是否(fou)有強電磁場干擾，應盡量(liang)避免。

檢(jian)查(cha)(cha)大地線是否牢靠，以保證操作人員的(de)安全，應(ying)檢(jian)查(cha)(cha)電橋(qiao)上的(de)（⊥）與大地是否接觸(chu)良好。

檢查電橋的靈敏(min)度(du)開(kai)關是否(fou)已回(hui)另位。

檢查試品的絕緣強度，應符合大于2U+1的標準(zhun)。

對試(shi)(shi)品(pin)施加(jia)試(shi)(shi)驗電(dian)壓（按部標或所規定的(de)專業標準進行）。

5.2 試品的測試

在不(bu)知道被測試品(pin)的大概(gai)容量及損耗(hao)時，可先施加(jia)少許的電壓(ya)，找到粗平衡點(dian)后(hou)，再把工(gong)作電壓(ya)升(sheng)到所需的值，然后(hou)再尋找細平衡點(dian)。

在測量時，靈敏度開關是按(an)從小到大(da)的規律來調節的。

在測(ce)量時，R3開(kai)關時按(an)從左(zuo)至右的規律(lv)來調節的。

在測量(liang)時，C4開(kai)關時按從右(you)至(zhi)左的規律來調節的。

整個測量步絮：首先檢(jian)查接線無(wu)誤后(hou)，方可(ke)通(tong)(tong)電(dian)(dian)(dian)試驗。第(di)(di)二升起試驗電(dian)(dian)(dian)壓，并(bing)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)靈(ling)敏(min)(min)度(du)開(kai)關，使UA表(biao)(biao)頭(tou)有明(ming)(ming)顯的指(zhi)示(shi)。此時表(biao)(biao)明(ming)(ming)電(dian)(dian)(dian)橋(qiao)(qiao)(qiao)沒(mei)有平(ping)衡(heng)。第(di)(di)三調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3開(kai)關，順序從左至(zhi)右。這(zhe)時通(tong)(tong)過觀察表(biao)(biao)頭(tou)來觀察電(dian)(dian)(dian)橋(qiao)(qiao)(qiao)的平(ping)衡(heng)狀況(kuang)。如表(biao)(biao)頭(tou)已(yi)回(hui)另，可(ke)再加大靈(ling)敏(min)(min)度(du)。應總保持(chi)能明(ming)(ming)顯地觀察到(dao)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3時，電(dian)(dian)(dian)橋(qiao)(qiao)(qiao)的平(ping)衡(heng)狀況(kuang)。第(di)(di)四在某(mou)一(yi)點(dian)上用戶會發現(xian)，調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3已(yi)無(wu)法使表(biao)(biao)頭(tou)再回(hui)到(dao)另位(wei)(wei)。這(zhe)時可(ke)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)C4開(kai)關，順序時從右至(zhi)左，把(ba)表(biao)(biao)頭(tou)指(zhi)針調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)到(dao)***小(xiao)位(wei)(wei)。第(di)(di)五(wu)用戶在調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)C4到(dao)某(mou)一(yi)點(dian)時又(you)會發現(xian)無(wu)法將指(zhi)針調(diao)(diao)(diao)回(hui)另位(wei)(wei)。這(zhe)時又(you)要(yao)去調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3開(kai)關，調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)的位(wei)(wei)數(shu)是上一(yi)次(ci)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3的***后(hou)位(wei)(wei)，然后(hou)又(you)會出(chu)現(xian)第(di)(di)四點(dian)時的問題，又(you)必須要(yao)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)C4開(kai)關．．．就這(zhe)樣(yang)來回(hui)往復地調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)R3和C4兩組開(kai)關，直至(zhi)靈(ling)敏(min)(min)度(du)開(kai)關時，并(bing)指(zhi)針回(hui)另（或指(zhi)另儀指(zhi)示(shi)到(dao)***小(xiao)）。表(biao)(biao)明(ming)(ming)電(dian)(dian)(dian)橋(qiao)(qiao)(qiao)已(yi)達(da)到(dao)平(ping)衡(heng)。

測量(liang)完畢后或在暫(zan)停測量(liang)時，應將(jiang)(jiang)另儀的靈敏度(du)開(kai)關降至“0”，再將(jiang)(jiang)測量(liang)電壓降至另并切(qie)斷電源開(kai)關，根(gen)據計算(suan)公式，算(suan)出(chu)被測試品的容量(liang)及介損(sun)值。

六、裝置成套性

1．BQS-37a型高壓電橋                            一臺(tai) 

2.  試(shi)驗電(dian)極                                     一臺

3．使用(yong)說明書                                   一份

4．電(dian)源線                                       二根

5．測(ce)試(shi)線(xian)                                       三根

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