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高电压技术试验报告
学院 电气信息学院
专业 电气工程及其自动化
试验一．介质损耗角正切值的测量
一．试验目的
学习使用 QS1 型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。
二．试验工程
正接线测试
反接线测试
三．试验说明
绝缘介质中的介质损耗〔P=ωC u2 tgδ〕以介质损耗角δ的正切值(tgδ)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 tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛承受，它能觉察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。
工业现场广泛承受 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：
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，我衡电桥法，特别是
⑴．检流计调谐钮
⑵．检流计调零钮
⑶．C4 电容箱〔tgδ〕
⑷．R3 电阻箱
⑸．微调电阻ρ〔R3 桥臂〕
⑹．灵敏度调整钮
⑺．检流计电源开关
⑻．检流计标尺框
⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮
S1 西林电桥面板图
⑽．检流计电源插座 ⑾．接地
⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线
1〕工作原理：
原理接线图如图 2-2 所示，桥臂 BC 接入标准电容 C
N
〔一般 C =50pf〕，桥臂 BD 由固定的无感电阻 R 和可调电
N 4
o C 并联组成，桥臂 AD 接入可调电阻 R ，对角线 AB 上接
4 3
QS1 西林电桥面板图
入检流计 G，剩下一个桥臂 AC 就接被试品 C 。
X
高压试验电压加在 CD 之间，测量时只要调整R
3
和 C 就可使 G 中的电流为零，此时电桥到达平衡。由电桥平衡原理有：
4
UCA = UCB U U
AD BD
即： Z
CA
Z
AD
= CB
Z
Z
BD
〔式 2-1〕
各桥臂阻抗分别为：
Z = Z =
RX Z
= Z = R4
CA X
1 + jvC × R
X X
BD 4
1 + jvC × R
4 4
1
Z = Z = R
AD 3 3
Z = Z =
CB N
jvC
N
将各桥臂阻抗代入式 2-1，并使等式两边的实部和虚局部别相等，可得：
C = C
X N
× R4 tgd = v × C × R
R 4 4
3
〔式 2-2〕
在电桥中，R4 的数值取为=10000/π=3184〔Ω〕，电源频率ω=100π，因此：
tgδ= C4〔μf〕 〔式 2-3〕
即在 C
4
电容箱的刻度盘上完全可以将 C
4
的电容值直接刻度成 tgδ值〔实际
上是刻度成 tgδ〔%〕值〕，便于直读。 2〕接线方式：
QS1 电桥在使用中有多种接线方式，如以下图所示的正接线、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状况，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便利，而且电桥的三根引出线〔C 、C 、E〕也都是低压，不需要
X N
与地绝缘。
反接线适用于所测设备有一端接地的状况，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，在测试操作时应留意安全，电桥调整手柄应保证具有 15kv 以上的沟通耐压力量，电桥外壳应保证牢靠接地。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，不能使用反接线的状况，但这种接线的测量误差较大，测量结果需进展校正。
低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tgδ值，标准电容可选配
μf〔可测 C
X
范围为 300pf～10μf〕或 〔可测 C
X
范围为 3000pf～100μf〕
分流电阻的选择及 tgδ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 R 的
3
最大允许工作电流为 ，假设试品电容电流超过此值，则必需投入分流器，
以保证 R
3
的安全工作，分流器挡位的选择可按表 2-1 所列数据进展。
在投入分流器后所测 tgδ值很小的状况下，测量值应进展校正，其校正式如
下： tgd = tgd - Dtgd
X
Dtgd =
w × C
N
R (100 - r - n)
4
+ r
R
3
tgδ为实测值，Δtgδ为校正量，tgδ
X
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．试验接线：
〔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．试验步骤：
⑴．首先按上图所示的正接线法接好试验线路；
⑵．将 R 、C
3 4
以及灵敏度旋钮旋至零位，极性切换开关放在中连续开位置；
⑶．依据被试品电容量确定分流器挡位；
⑷．检查接线无误后，合上光偏式检流计的光照电源，这时刻度板上应消灭一条窄光带，调整零位旋钮，使窄光带处在刻度板零位上；
⑸．合上试验电源，升至所需试验电压；
⑹．把极性切换开关转至“+ tgδ”位置的“接通Ⅰ”上；
⑺．把灵敏度旋钮旋至 1 或 2 位置，调整检流计的合频旋钮，找到检流计的谐振点，光带到达最宽度，即检流计单挡灵敏度到达最大；
⑻．调整检流计灵敏度旋钮，使光带到达满刻度的 1/3～2/3 为止；
⑼．先调整 R
3
使光带收缩至最窄，然后调整 C
4
使光带再缩至最窄，当观看不
便时，应增大灵敏度旋钮挡〔留意在整个调整过程中，光带不能超过满刻度〕，
最终，反复调整ρ和 C
4
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〕，这时电桥到达平衡；
⑽．电桥平衡后，记录tgδ、R 、ρ值，以及分流器挡位和所对应的分流器
3
电阻 n，还有所用标准电容的容量 C ；
N
⑾．将检流计灵敏度降至零，把极性旋钮旋至关断，把试验电压降至零并关断试验电源，关断灯光电源开关，最终将试验变压器及被试品高压端接地。
⑿．计算被试品电容量：
R
C = C × 4
100 R
+
× 3
x N R
3
r n
式中，C
N
------标准电容的容量〔50pf 或 100pf〕
n ------分流器电阻值〔对应于分流器挡位，如表 2-1 所列〕
⒀．按图 2-4 所示的反接线法接好试验线路〔选做〕；并按⑵～⑿操作步骤
调整电桥，测出被试品的 tgδ值和 C 值。
X
留意：反接线法桥体内为高压，电桥箱体必需良好接地，电桥引出线应架空与地绝缘。操作时留意安全。
七．试验结果
在试验中我们选择的仪器是 XHJS1000A 型变频电源，其主要功能是将频率为50Hz 的工频沟通电转化成频率为 40-45Hz 的 沟通电，以防止工频沟通电的干扰
正接线法
试验接线图
试验参数设定
试验结果
试品电容 Cx〔nF〕



tanδ
%
%
%
反接线法
试验接线图
参数设定
试验结果
试品电容 Cx〔nF〕



tanδ



分析
由上表中所示的试验结果可以看出，无论是正接法接线还是反接法接线，三次试验试品的电容量都为恒定值，而tanδ却有变化；这是由于试品电容受正反解法的稍微影响，一般接线方式固定其值就根本固定了，而tanδ却和空气的湿度，被试品外表的积污程度，温度，外界磁场的干扰等有关系，因此其值有稍微