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四川大学 高电压技术实验报告 姓名：XXXXX 学号：07430XXX 专业：电气工程及其自动化 实验二介质损耗角正切值的测量 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。 相关知识： 介质极化、偶极子、漏导。 实验任务： 1 ?正接线测试 2 ?反接线测试 接线方式： (a) 高压试验源( (a) 高压试验源 (b) 正接线 (c) 反接线 图2- 1 QS1 西林电桥试验接线图 (d ) 对角接线 QS1电桥在使用中有多种接线方式，即图 2-1 ( b )所示的正接线，图 2-1 (c)所示的反接线，图 2-1 (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 tg 3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 CX范围为3000pf?100卩f) 3 ?分流电阻的选择及 tg 3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 3值很小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如下: tg、x 二 tgT tg: =■ tg: =■ CnR4 100 - r -n tg 3为实测值，△ tg 3为校正量，tg 3 x为校正后的值。 表2-1 分流器挡位选择表 试品电容量f pf) 3000 8000 19400 48000 400000 分流开关刻度f A) 0.01 0.025 0.06 0.15 1.25 分流系数n 100+R 3 60 25 10 4 五?工作原理： 1、绝缘介质中的介质损耗 (P= 3 C u 2 tg 3)以介质损耗角3的正切值(tg 3 )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 3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： (1 )、绝缘介质的整体受潮； (2 )、绝缘介质中含有气体等杂质; (3)、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f 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: ⑵?检流计调零钮⑷. ⑵?检流计调零钮 ⑷.R3电阻箱 ⑹.灵敏度调节钮 ⑶.C4电容箱f tg 3 ) ⑸?微调电阻p (R3桥臂) ⑺.检流计电源开关⑼.+tg 5 /-tg 5及接通I⑽.检流计电源插座(12).低压电容测量(14).桥体引岀线⑻.检流计标尺框 ⑺.检流计电源开关 ⑼.+tg 5 /-tg 5及接通I ⑽.检流计电源插座 (12).低压电容测量 (14).桥体引岀线 ⑻.检流计标尺框 /断开/接通U切换钮 .接地 (13).分流器选择钮 2、工作原理分析: 图2-2 QS1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: U CA _ U CB U AD U BD 即: Zca _ Zcb ZAD ZBD （式 2-1 各桥臂阻抗分别为: RxZCA — Z X1 +jgxRxZ Rx ZCA — Z X 1 +jgx Rx ZAD =Z 3 二艮 ZB。二乙=1 j C4 R4 z _z z CB z N j^C N 将各桥臂阻抗代入式 并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得: CX =C N R4 tg、： = C