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1、介质损耗角正切值的测量一. 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。二. 实验项目：1. 正接线测试2. 反接线测试三. 实验说明：绝缘介质中的介质损耗（P=3Cu2 tg 5）以介质损耗角5的正切值（tg 5 ）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 5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： 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。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，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用Q
2、S1型西林电桥。这种电桥工作.检流计电源开关电压为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：.检流计调零钮.R3电阻箱.灵敏度调节钮.检流计调谐钮.C4电容箱（tg5）.微调电阻P（R3桥臂）.检流计标尺框.+tg 5 /-tg 5及接通I /断开/接通II切换钮.检流计电源插座（11）.接地（12）.低压电容测量（13）.分流器选择钮（14）.桥体引出线1.工作原理：A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矽7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
3、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：图2-1 QS1西林电桥面板图UUZZCACBCA -CBUU即：ZZADBDADBD（式 2-1）各桥臂阻抗分别为: 将各桥臂阻抗代入式2-?，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得:（式 2-2）在电桥中，R4的数值取为=10000/n =3184 (Q)，电源频率3=100丸，因此：tg5 = C4 (uf)(式 2-3)即在C4电容箱的刻度盘上完全可以将C4的电容值直接刻度成tg 5值(实际上是刻度成tg & (%)值)，便于直读。2.接线方式：QS1电桥在使用中有
4、多种接线方式，即图2-3 (b)所示的正接线，图2-3 (c)所示的反接线， 图2-3 (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、E)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
5、，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tg5值，标准电容可选配0.001 uf (可测CX范 围为 300pf10uf)或 0.01 uf (可测 CX 范围为 3000pf100uf)3 .分流电阻的选择及tg5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tg5值很
6、小的情况下，测量值应进行校正，其校正式如下：tg5为实测值，Atg5为校正量，tg 5 x为校正后的值。表2-1分流器挡位选择表试品电容量(pf)300080001940048000400000分流开关刻度(A)0.010.0250.060.151.25分流系数n100+R36025104三.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)一只四. 实验接线：(a) 高压试验源(b) 正接线(c) 反接线(d) 对角接线五. 实验步骤: .首先按图2-3所示的正接线法接好试验线路；.将r3、C4以及灵敏度旋钮旋至零位，极性切换开关放在中间断开位置；.
7、根据被试品电容量确定分流器挡位；.检查接线无误后，合上光偏式检流计的光照电源，这时刻度板上应出现一条窄光带，调 节零位旋钮，使窄光带处在刻度板零位上；合上试验电源，升至所需试验电压；.把极性切换开关转至“+ tgS ”位置的“接通I”上；.把灵敏度旋钮旋至1或2位置，调节检流计的合频旋钮，找到检流计的谐振点，光带达 到最宽度，即检流计单挡灵敏度达到最大；.调节检流计灵敏度旋钮，使光带达到满刻度的1/32/3为止；.先调节R3使光带收缩至最窄，然后调节C4使光带再缩至最窄，当观察不便时，应增大 灵敏度旋钮挡（注意在整个调节过程中，光带不能超过满刻度）最后，反复调节P和。4并 在灵敏度旋钮增至10
8、挡（最大挡）时，将光带收缩至最窄（一般不超过4mm），这时电桥 达到平衡；.电桥平衡后，记录tg5、R3、P值，以及分流器挡位和所对应的分流器电阻n，还有所 用标准电容的容量CN；（11）.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，最后将试验变压器及被试品高压端接地。（12）.计算被试品电容量：式中，CN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）（13）.按图2-4所示的反接线法接好试验线路（选做）；并按2操作步骤调节电桥，测出 被试品的tgS值和CX值。注意：反接线法桥体内为高压，电桥箱体必须良好接地，电桥引出线应架空与地绝缘。操作 时注意安全。六、实验结果本实验并没有用西林电桥做，用更先进仪器直接测得，方便可靠。Cx/rFtanS第一次第二次第三次平均值正接4.2782.850%2.849%2.848%2.849%反接4.2992.965%2.960%2.958%2.961%
