工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗設(shè)備

工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗設(shè)備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。電容器內(nèi)充有SF66氣體

工頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗設(shè)備概述

1-1電橋簡介:

     BQS-37a型高壓電橋是本公司推出的新一代高壓電橋，主要用于測量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數(shù)（ε）。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0-5000的數(shù)顯高壓電源及100PF標(biāo)準(zhǔn)電容器，并可按用戶要求擴裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路。

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(guān)，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(shù)性能穩(wěn)定可靠。

l內(nèi)附高壓電源精度3%

l內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

技術(shù)指標(biāo)

2-1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(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時

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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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)

2-3工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓最高不超過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(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標(biāo)準(zhǔn)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(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術(shù)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

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(jié)構(gòu)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(dāng)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。

測試原理

采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計算機作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點自動設(shè)定，諧振點自動搜索，Q值量程自動轉(zhuǎn)換，數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測試回路的殘余電感減至，并保留了原Q表中自動穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時更為方便，測量值更為精確。儀器能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。

本測試裝置是由二只測微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測樣品，園筒電容器是一只分辨率高達0.0033pF的線性可變電容器，配用儀器作為指示儀器，絕緣材料的損耗角正切值是通過被測樣品放進平板電容器和不放進樣品的Q值變化，由園筒電容器的刻度讀值變化值而換算得到的。同時，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

性能特點：

1.    平板電容器

極片尺寸：φ25.4mm\φ50mm

極片間距可調(diào)范圍和分辨率：≥10mm，±0.01mm

2.    園筒電容器

電容量線性：0.33pF / mm±0.05 pF

長度可調(diào)范圍和分辨率：≥0～20mm，±0.01mm

3.  夾具插頭間距：25mm±1mm

4.  夾角損耗角正切值：≤4×10－4（1MHz時）

5、數(shù)顯電極

電容器介質(zhì)損耗測量儀校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于各型電容器介質(zhì)損耗測量儀的校準(zhǔn)，也適用于多功能LCR表中增設(shè) 的電容器介質(zhì)損耗角正切如）合（或。值）的校準(zhǔn)。

2引用文獻

本規(guī)范引用以下文獻：

JJG66—1990《高頻電容損耗標(biāo)準(zhǔn)》

使用本規(guī)范時，應(yīng)注意上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。

3術(shù)語

電容器損耗標(biāo)準(zhǔn)量具——由低損耗的空氣介質(zhì)（或云母介質(zhì)）固定電容器與高頻電 阻串聯(lián)并外加屏蔽罩組成的實物量具。

損耗量具的初損耗值——未串接高頻電阻時的電容器固有損耗值Do。

損耗量具的大損耗值一串聯(lián)高頻電阻A后，損耗量具的損耗值〃校。其損耗值為 初損耗加上高頻電阻引起的損耗值之和。

4概述

電容器介質(zhì)損耗是電容器的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，其給值可以使用專門的電容器介質(zhì) 損耗儀，或者使用多功能LCR表中增設(shè)的電容器介質(zhì)損耗O （或tanS值）顯示或讀數(shù)。

專門測量電容器損耗角正切的儀器，其原理可等效為直流惠斯登電橋，其中一臂由 振蕩器的直流板阻組成，其余之臂為純電阻。測。時實質(zhì)上是將被測件與隨機配套的 損耗標(biāo)準(zhǔn)件的O值進行比對。因此，在校準(zhǔn)該型損耗儀時，應(yīng)校準(zhǔn)D （或tanS）表頭 刻度誤差及校準(zhǔn)隨機損耗校試件，只有二者都合格后才能符合技術(shù)條件的要求。

針對LCR表中增設(shè)的電容器損耗角正切測量功能的校準(zhǔn)，只需對照LCR表中tan<5 （或O值）的顯示值和損耗角正切量具的標(biāo)準(zhǔn)值即可判定是否符合技術(shù)條件的要求。

電容器介質(zhì)損耗是電容器介質(zhì)損耗角正切的簡稱，可由下圖等效并以公式（1）表 述。

tan= D - CRaj （1）

o h 上—o

圖1電容器介質(zhì)損耗的典型表示

5計量特性

1. 電容量范圍：（10- 10000） pF

注：不同型號的儀器容量范圍可處于其中某一段或全部。

1. D 的測量范圍：0.5 x IO" ~ 25 x 10"4

2. O 的測量誤差：土（3~ 10）%〃±0.5x IO'

5.4工作頻率：1MHz和0.3MHz或由LCR表和損耗量具同時規(guī)定工作頻率。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（20±5）無

相對濕度：<65%

大氣壓強：（86- 106） kPa

電 源：220V ± 22V, 50Hz ± 1Hz

周圍應(yīng)保持整潔，無影響正常工作的機械振動及電磁干擾。

6.2校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

6.2.1高頻電容器介質(zhì)損耗角正切標(biāo)準(zhǔn)量具

電容量：10pF, 35pF, lOOpF, 300pF, lOOOpF, 3000pF, 9000pF

損耗值：0.5 x IO" ~ 25 x IO"

損耗值誤差：±l%O±0.5x 10*

6.2.2電容測量儀

工作誤差：±0.1% （1kHz時）

6.2.3電阻測量儀

工作誤差：土 0.1% （直流或10kHz以下時）

6.3其他要求

儀器送校時應(yīng)附有使用說明書，復(fù)校時應(yīng)附上次的校準(zhǔn)證書。

被校儀器應(yīng)結(jié)構(gòu)完整，無影響工作的機械損傷（如：旋鈕松動、表針彎曲、度盤不 清晰等）；

被校儀器應(yīng)能正常電氣操作（如：能正常給出測量值和調(diào)節(jié)初試工作狀態(tài)）； 被校儀器有明晰的型號、產(chǎn)品編號等標(biāo)識。

7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

7.1損耗測量值的校準(zhǔn)

注：對于專門的老式電容器介質(zhì)損耗測量儀來說，此項校準(zhǔn)即為tan$表頭刻度的校準(zhǔn)°

7.1.1按圖2所示連接損耗標(biāo)準(zhǔn)量具

7.1.2調(diào)整受校儀表的工作狀態(tài)，使其給出損耗量具的特定頻率下電容損耗測量值。測 （或 tan<5測）。

7.1.3按下式計算受校儀器電容損耗測量的誤差值：

(2)

圖2損耗值的校準(zhǔn)連接

7.1.4按附錄A表A.1填寫校準(zhǔn)結(jié)果。

7.2電容損耗校試件的校準(zhǔn)

注：此項目針對某些傳統(tǒng)的電容損耗測量儀隨儀器配套的校試用損耗件的校準(zhǔn)。配套損耗校試 件的給出值對保證電容損耗儀的測量準(zhǔn)確度至關(guān)重要，有時損耗儀用戶可以單獨送校這些校試件。 7.2.1損耗校試件的等效電路和基本參量如圖3和表1所示：

圖3損耗校試件等效電路

表1損耗校試件的基本參量

7.2.2容量校準(zhǔn)

用工作誤差土0.1%的電容測量儀測量圖3中A-1兩端的容量，扣除電纜的分布電 容得到C值。

7.2.3串聯(lián)電阻校準(zhǔn)

用工作誤差土 0.1%的電阻測量儀器測量圖3中1-2兩端的電阻值得到R值。

7.2.4按公式（3）計算校試件的損耗值：

D 校=2WRC+D。 （3）

式中：f 頻率，單位Hz；

R——電阻，單位Q;

C——電容，單位F；

D.——損耗量具的初損耗（見術(shù)語）。

注：對于傳統(tǒng)使用的電容暮介質(zhì)損耗儀所配套的損耗校試件可認(rèn)為：

對于空氣介質(zhì)：O°=0.5x1（T4

對于云母介質(zhì)：Oo=0.3xl0」

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