QS37A工頻介電常數(shù)試驗(yàn)儀電極設(shè)計(jì)為平板型帶保護(hù)電極的三端式電容器，絕緣材料的介質(zhì)損耗角δ是由該絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與流過該電容器的電流之間的相位差的余角。絕緣材料的介質(zhì)損耗因數(shù)是介質(zhì)損耗角δ的正切值tgδ當(dāng)絕緣材料制成片狀試樣置于電極中間施加一定的壓力后，可視作由該絕緣材料作為介質(zhì)的電容器，電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量可在高壓電容電橋上進(jìn)行。絕緣材料的相對(duì)介電常數(shù)εr是電極間及其周圍的空間全部充以絕緣材料時(shí)，電容器Cx與同樣構(gòu)型的真空電容器Co之比:εr=Cx/Co

QS37A工頻介電常數(shù)試驗(yàn)儀適用標(biāo)準(zhǔn)

　　GB/T 1409-2006 《測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法》（等效IEC 60250：1969）

　　GB/T 1693-2007 《硫化橡膠 介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)定方法》

　　ASTM 150 《Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation》

產(chǎn)品符合：ISO、AATCC、ASTM、DIN、EN、GB、BS、JIS、ANSI、UL、TAPPI、IEC、VDE等標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適用于：科研單位、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、大專院校以及 絕緣材料、橡膠塑料、海綿泡沫材料、橡膠、塑料、制鞋、皮革、包裝、航空等產(chǎn)業(yè)，為材料開發(fā)、物性試驗(yàn)、教學(xué)研究、品質(zhì)管理、進(jìn)料檢驗(yàn)等提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

絕緣紙工頻介電常數(shù)測(cè)試儀

一、   概述

1-1電橋簡介:

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(yàn)方法其采用了西林電橋的經(jīng)典線路，內(nèi)附0-2500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(kuò)裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路。

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(cè)量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數(shù)（ε）。

1-2電橋的特點(diǎn)；

l橋體內(nèi)附電位及指零儀，接線及少。

l電橋采用接觸電阻小，機(jī)械壽命長的十進(jìn)開關(guān)，保證測(cè)量的穩(wěn)定性

l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場(chǎng)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

絕緣紙工頻介電常數(shù)測(cè)試儀

二、   技術(shù)指標(biāo)

2-1測(cè)量范圍及誤差

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對(duì)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(shí)

測(cè)量項(xiàng)目

測(cè)量范圍

測(cè)量誤差

電容量Cx

40pF—20000pF

±0.5%  Cx±2pF

介損損耗tgδ

0-1

±1.5%  tgδx±0.0001

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時(shí)

測(cè)量項(xiàng)目

測(cè)量范圍

測(cè)量誤差

電容量Cx

4pF—2000pF

±0.5%  Cx±3pF

介損損耗tgδ

0-0.1

±1.5%  tgδx±0.0001

2-2技術(shù)參數(shù)

電容器安裝運(yùn)行海拔不超過1000米 使用周圍空氣溫度-10℃~40℃相對(duì)濕度不超過70%。

電容器的工作頻率50Hz。

電容器實(shí)測(cè)值誤差不大于±0.05%與標(biāo)稱值誤差不大于±3%

電容器溫度系數(shù)≤ 3×10-5 /℃

電容器壓力系數(shù)≤ 3×10-3Mpa

電容器的損耗角正切值不大于1×10-5、2×10-5、5×10-5三檔。

電容器內(nèi)充SF6氣體。在20℃時(shí) 壓力為0.4±0.1Mpa

RY2電極

2-3電橋測(cè)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(cè)量準(zhǔn)確度，希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測(cè)量電壓，標(biāo)準(zhǔn)電容量成正比。

  在下面的計(jì)算公式中，用戶可根據(jù)實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)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(cè)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(cè)試品電容值                           法拉(pF)

2-4工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對(duì)V點(diǎn)的電壓高不超過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(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來計(jì)算出大概的工作電流。

 I=ω V C

2-5輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-6指零裝置的技術(shù)特性：

在50Hz時(shí)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

三、   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(shí)，與R4橋臂并聯(lián)，測(cè)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，寄生參數(shù)對(duì)電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位與內(nèi)層屏蔽（S）組成。自動(dòng)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(gè)與B電位相等的電壓。當(dāng)電橋在平衡時(shí)，A,B,S三點(diǎn)電位必然相等，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對(duì)主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對(duì)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(dòng)式檢流計(jì)的缺點(diǎn)。

電橋各臂的組成

第一臂：由被測(cè)對(duì)象Cx組成Z1。

第二臂：由高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn組成Z2。

第三臂：由十進(jìn)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(jìn)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(lián)組成Z4。

3-2計(jì)算公式

Cx=R4×Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

當(dāng)R4=10K/π

tgδ=C4     

當(dāng)R4=1K/π

tgδ=0.1C4  

我們采取相對(duì)固定R4電阻，分別調(diào)節(jié)R3和C4使橋跟平衡，從而測(cè)得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg。本電橋?yàn)榱酥弊x出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。

3-3 公式說明

頻率對(duì)介質(zhì)損耗正公式：

本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實(shí)際工作頻率偏離額定頻率時(shí)可用修正式進(jìn)行修正：

tg=f’·tgδ / f

式中：f   為額定工作頻率（f=50Hz）

f’   為實(shí)際工作頻率

tgδ  電橋測(cè)得損耗值

tgδ  為被測(cè)試品介質(zhì)損耗角正切的實(shí)際值

四、安全操作規(guī)程

操作方法

4.1 測(cè)試前的準(zhǔn)備工作

①按圖（3）所示，連接標(biāo)準(zhǔn)電容Ｃｎ（選用外接標(biāo)準(zhǔn)電容時(shí)），與被測(cè)電容Ｃｘ，并且將標(biāo)準(zhǔn)電容與被測(cè)電容盡可能遠(yuǎn)離，以防止互相之間干擾。如選用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電容器，只需連接被測(cè)試品即可。

②檢查周圍是否有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，應(yīng)盡量避免。

③檢查大地線是否牢靠，以保證操作人員的安全，應(yīng)檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好。

④檢查電橋的靈敏度開關(guān)是否已回另位。

⑤檢查試品的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)符合大于2U+1的標(biāo)準(zhǔn)。

⑥對(duì)試品施加試驗(yàn)電壓（按部標(biāo)或國際所規(guī)定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行）。

4.2 試品的測(cè)試

①在不知道被測(cè)試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細(xì)平衡點(diǎn)。

②在測(cè)量時(shí)，靈敏度開關(guān)是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

③在測(cè)量時(shí)，R3開關(guān)時(shí)按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

④在測(cè)量時(shí)，C4開關(guān)時(shí)按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

⑤整個(gè)測(cè)量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗(yàn)。第二升起試驗(yàn)電壓，并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)R3開關(guān)，順序從左至右。這時(shí)通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應(yīng)總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時(shí)可調(diào)節(jié)C4開關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時(shí)又要去調(diào)節(jié)R3開關(guān)，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的后位，然后又會(huì)出現(xiàn)第四點(diǎn)時(shí)的問題，又必須要調(diào)節(jié)C4開關(guān)．．．就這樣來回往復(fù)地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到小）。表明電橋已達(dá)到平衡。

 ⑥測(cè)量完畢后或在暫停測(cè)量時(shí)，應(yīng)將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0"，再將測(cè)量電壓降至另并切斷電源開關(guān)，根據(jù)計(jì)算公式，算出被測(cè)試品的容量及介損值

1. 本儀器必須有專人負(fù)責(zé)保管，使用，非專職操作者應(yīng)在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。

2. 每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。

3. 接通電源前應(yīng)將靈敏度開關(guān)調(diào)到低位置。

4. 測(cè)量試品前應(yīng)先對(duì)試品進(jìn)行高壓試驗(yàn)，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現(xiàn)象出現(xiàn)，然后才能進(jìn)行測(cè)試（若試品己做過高壓試驗(yàn)，該項(xiàng)可不必每次測(cè)量都做）。

5. 對(duì)試品施加高壓時(shí)緩慢升高，不可以加突變電壓。

6. 測(cè)試時(shí)操作人員必須集中思想，工作前做好一切準(zhǔn)備工作，測(cè)試地點(diǎn)周圍應(yīng)有明顯的標(biāo)記或金屬屏蔽圍成高壓危險(xiǎn)區(qū)，以防止非操作人員闖入。

7. 在測(cè)量過程中，如有放電管發(fā)光時(shí)，則必須及時(shí)切斷電源，仔細(xì)檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測(cè)量工作。

五．操作方法

5.1 測(cè)試前的準(zhǔn)備工作

①按圖（3）所示，連接標(biāo)準(zhǔn)電容Ｃｎ（選用外接標(biāo)準(zhǔn)電容時(shí)），與被測(cè)電容Ｃｘ，并且將標(biāo)準(zhǔn)電容與被測(cè)電容盡可能遠(yuǎn)離，以防止互相之間干擾。如選用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電容器，只需連接被測(cè)試品即可。

②檢查周圍是否有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，應(yīng)盡量避免。

③檢查大地線是否牢靠，以保證操作人員的安全，應(yīng)檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好。

④檢查電橋的靈敏度開關(guān)是否已回另位。

⑤檢查試品的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)符合大于2U+1的標(biāo)準(zhǔn)。

⑥對(duì)試品施加試驗(yàn)電壓（按部標(biāo)或國際所規(guī)定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行）。

5.2 試品的測(cè)試

①在不知道被測(cè)試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細(xì)平衡點(diǎn)。

②在測(cè)量時(shí)，靈敏度開關(guān)是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

③在測(cè)量時(shí)，R3開關(guān)時(shí)按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

④在測(cè)量時(shí)，C4開關(guān)時(shí)按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

⑤整個(gè)測(cè)量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗(yàn)。第二升起試驗(yàn)電壓，并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)R3開關(guān)，順序從左至右。這時(shí)通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應(yīng)總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時(shí)可調(diào)節(jié)C4開關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時(shí)又要去調(diào)節(jié)R3開關(guān)，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的后位，然后又會(huì)出現(xiàn)第四點(diǎn)時(shí)的問題，又必須要調(diào)節(jié)C4開關(guān)．．．就這樣來回往復(fù)地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到小）。表明電橋已達(dá)到平衡。

 ⑥測(cè)量完畢后或在暫停測(cè)量時(shí)，應(yīng)將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0"，再將測(cè)量電壓降至另并切斷電源開關(guān)，根據(jù)計(jì)算公式，算出被測(cè)試品的容量及介損值。

六、裝置成套性

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

2.  試驗(yàn)電極                                   一臺(tái)

3．使用說明書                                  一份

4．電源線                                      二根

5．測(cè)試線                                      三根

七、結(jié)構(gòu)簡介

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。

電容器設(shè)有壓力表及氣閥，供觀察內(nèi)部壓力及充放氣使用。

電容器內(nèi)充有SF6氣體

八、工頻介電常數(shù)測(cè)試儀簡介

在每個(gè)高壓實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)中，壓縮氣體標(biāo)準(zhǔn)電容器是一種必要的儀器。在這些場(chǎng)合中，它有許多重要的作用。在電橋電路中壓縮氣體電容器被用來測(cè)量電容器、電纜、套管、絕緣子、變壓器繞組及絕緣材料的電容和介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）。而且，還可以用作高壓測(cè)量電容分壓裝置的高壓電容。在某些條件下，還可以在局部放電測(cè)量中作高壓耦合電容器。

電容極穩(wěn)定。

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