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QS37系列陶瓷工頻介電常數介質損耗測定儀

QS37型介質損耗測試儀主要用于測量高壓工業絕緣材料的介質損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經典線路。電橋由橋體、指另儀、跟蹤器組成，本電 橋特別適用測量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數（ε）。

工頻介電常數介質損耗測試儀測量范圍及誤差

在Cn＝100pF R4＝3183.2（Ω）（即10K/π）時

在Cn＝100pF R4＝318.3（Ω）（即1K/π）時

輔橋的技術特性

指零裝置的技術特性

2.3 工作電壓說明

本電橋原理上雖然不受實驗電壓的限制，但在實際使用中，Z高電壓往往受副橋防護電壓和橋臂功率以及標準電容的工作電壓的限制，Z低電壓又要受到測量靈敏度的限制。在使用中，本電橋橋頂A，B對V點的電壓Z高不超過11V（見圖2）R3橋臂各盤的電流不超過下列規定：

10X1kW Imax￡15mA

10X100W Imax￡120mA

10X10W Imax￡150mA

用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據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=ωV C

2.4 電容量及介損顯示精度：

電容量： ±0.5% Cx±3pF

介 損： ±0.5％tgd±1×10-4

2.5 輔橋的技術特性：

工作電壓±12V，50Hz

輸入阻抗>1012 W

輸出阻抗>0.6 W

放大倍數>0.99

不失真跟蹤電壓 0～12V（有效值）

2.6 指另裝置的技術特性：

工作電壓±12V

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V／格， 電流靈敏度不低于2X10-9A／格

二次諧波 減不小于25db

三次諧波 減不小于50db

3.1電橋外形圖

3.2電橋結構介紹

QS37型高壓電橋外形見圖（１）所示。橋體部分為提高抗外部電磁場的干擾，結構上采用雙屏蔽，主體由Ｃｘ，Ｃｎ，Ｒ３，Ｒ４及Ｃ４組成。QS37型高壓電橋由Ｒ３，Ｒ４和Ｃ４兩橋臂組成半橋，另外半橋由Ｃｘ，Ｃｎ兩橋臂通過雙屏蔽電纜線與Ｒ３，Ｒ４和Ｃ４連接，組成完整的西林電橋。電橋通過在頂橋A、B之間產生的不平衡電壓，并在指另儀的μA表上觀察電橋平衡情況。為了消除寄生參數，提高測量精度，本電橋采用等電位方法來消除寄生參數對主橋影響。這一部分輔與指另儀在本電橋中，已和主橋體有機的結合為一體。

3.3 特點

①輔橋自動平衡，簡化操作過程。

②橋體具有雙層屏蔽，抗干擾能力強。

③電橋所用轉換開關，均采用輕壓力開關，具有分檔清淅、手感好、接觸性

能良好、摩擦小、使用壽命長、全封閉不用清洗等優點。

④電橋采用的一切外部插頭，插座，均能與國外高壓標準電容器通用。

⑤為使電橋在實際使用中處于安全工作狀態在橋頂Ａ，Ｂ與地之間各有一個

放電管，起輝電壓為交流６０Ｖ左右。

3.4橋體的組成

電橋各臂的組成

di一臂：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并聯組成Ｚ４。

4.電橋工作原理

QS37型高壓電橋采用典型的西林電橋線路。結構采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內層屏蔽（Ｓ）組成。自動電位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，在內屏蔽（Ｓ）產生一個與Ｂ電位相等的電壓。當電橋平衡時，Ａ，Ｂ，Ｓ三點電位必然相等，從而達到自動跟蹤的目的，見圖2。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，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數據。同時也有效地抑制了電壓波動對平所帶來的影響。在指另部分，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。

4.1 測試原理及公式推導：

本裝置所得測試結果，是基于電橋處于平衡的基礎上得到的數據。當電橋處于來平衡狀態時（橋頂Ａ，Ｂ處于電位不相等）指另儀上就有電流指示。其表達式為：Ｉg={(Ｚ2Ｚ3-Ｚ1Ｚ4)／[Ｚg(Ｚ1+Ｚ2)+Ｚ1Ｚ2(Ｚ3+Ｚ4)Ｚ3Ｚ4(Ｚ1+Ｚ2)}Ｕ

式中： Ｕ為施加在橋體上的測量電壓

Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3，Ｚ4分別為橋體四個橋臂的組抗。

Ｚｇ為指另儀的輸入阻抗。

要使電橋平衡（Ｉｇ）就必使表達式中的Ｚ2Ｚ3－Ｚ1Ｚ4=０，而以上阻抗又可通過換算，Z后得出以下結論：

Ｃｘ＝Ｒ４×Ｃｎ／Ｒ３

tgd = ω· Ｒ４· Ｃ４

為方便用戶讀數實際電橋中tgd的數據為直讀

在10K/π為C4直讀、1K/π為C4乘以0.1

我們采取相對固定Ｒ４電阻，分別調節Ｒ３和Ｃ４使橋路平衡，從而測得試品

的電容值Ｃｘ和介質損耗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。

4.2 公式說明

a．頻率對介質損耗正公式：

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'·tgd／f

式中:ｆ為額定工作頻率（ｆ＝５０Ｈｚ）

ｆ'為實際工作頻率

tgd 為電橋測得損耗值

tgd 為被測試品介質耗角正切的實際值

b．電容值Ｃｘ的測量

Ｃｘ＝Ｒ４Ｃｎ／（Ｒ３＋Ｒ０）

Ｃｘ 被測電容值

Ｒ４，Ｃｎ 為電橋固有值

Ｒ３ 為橋讀數值

Ｒ０為Ｒ３橋臂上零電阻

上式中可知Ｒ３電阻越大，Ｒ０對測量誤差影響越小。

C.將平整干凈的試樣放入上、下電極之間，試樣應覆蓋整個測量電極表面，在高壓電橋上測量并記錄此時的電容CX和損耗角tgδ，此時tgδ為直讀值。εr以下式計算：

εr=CX*h/(0.08854*A)

式中:

CX---實測電容值(pF)

h----試樣總厚度(cm)

A(電極有效面積)-----π(d+0.2) 2/4(cm) 2

5.裝置的成套性

①ＱＳ37型高壓電橋 1套

②FY108型電位自動跟蹤器 1臺

③AZ21b型指零儀 1臺

④雙屏蔽測量電纜 2根

⑤轉換接線盒 1只

⑥電源線 1根

⑦使用說明書 1份