高壓介質(zhì)損耗測試儀工作原理高壓電容電橋從工作原理上可以認(rèn)為是一種測量工頻電流比率的裝置。當(dāng)工頻高壓

施加在高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器和被測設(shè)備上時(shí)，即產(chǎn)生與它們的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)成比例

的同相及正交工頻電流分量，這兩個(gè)工頻電流分量經(jīng)電橋作比例測量后，即可得到被測

設(shè)備相對于高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容量比值與介質(zhì)損耗因數(shù)差值。

2.2高壓電容電橋的分類

2.2.1西林型高壓電容電橋

電橋的電流比例臂由電阻器構(gòu)成。流過參考電流的比例臂上并聯(lián)有移相電容器。采

用電勢平衡指示。

2.2.2電流比較儀型高壓電容電橋

電橋的電流比例臂由電流比較儀的比例繞組構(gòu)成。流過參考電流的比例臂上附有移

相電路，采用磁勢平衡指示。按移相方式可以把這類電橋分為有源與無源兩種。屬于無

源的一種用阻容電路直接移相;屬于有源的一種用電子放大元件配合阻容元件正交移

相。用磁勢合成方法實(shí)現(xiàn)所需相移。

2.2.3電子式高壓電容電橋

使用電子電路(包括模擬電路和數(shù)字電路)測量幅值比和相位差的高壓電容電橋。

2.2.4數(shù)字式高壓電容電橋

采用數(shù)字信號處理方法測量幅值比和相位差的高壓電容電橋。

2.3高壓介損儀

本規(guī)程涉及的高壓介損儀是一種由高壓電容電橋、高壓試驗(yàn)電源和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器

組成的測量裝置。高壓試驗(yàn)電源通常不高于10kV，頻率40Hz-70Hz。

3計(jì)量性能要求

3.1高壓電容電橋的準(zhǔn)確度等級

3.1.1高壓電容電橋的準(zhǔn)確度按電容比率和介質(zhì)損耗因數(shù)分別定級如下:

電容比率測量準(zhǔn)確度級別為0.001，0.002，0.005，0.01，0.02，0.05，0.1，0.2.JJG 563--2004

0.5，1，2，5.

介質(zhì)損耗因數(shù)差值測量準(zhǔn)確度級別為0.5，1，2，5，10。

3.1.2高壓電容電橋通過量程擴(kuò)展器增加的附加量程，其準(zhǔn)確度應(yīng)當(dāng)用準(zhǔn)確度級別或

用公式、圖表表示。

3.2高壓介損儀電橋部分的準(zhǔn)確度等級

高壓介損儀電橋部分的準(zhǔn)確度參照高壓電容電橋定級。

3.3高壓電容電橋的基本誤差

西林型高壓電容電橋和自動(dòng)變換量程的電子式或數(shù)字式電橋的基本誤差為:

△x- =(1+0.003x)

△D= ±(D+0.01)

電流比較儀型高壓電容電橋和手動(dòng)變換量程的電子式或數(shù)字式電橋的基本誤差為:

()

△D= ±j

B

(D+0.01)

各符號的意義為:

△X一電容比率示值絕對誤差限值;

△D一介質(zhì)損耗因數(shù)示值絕對誤差限值;

A一用百分?jǐn)?shù)表示的電容比率測量準(zhǔn)確度級別;

B一用百分?jǐn)?shù)表示的介質(zhì)損耗因數(shù)差值測量準(zhǔn)確度級別;

X一一電容比率測量示值;

D一-介質(zhì)損耗因數(shù)測量示值;

R,一電容比率量程定標(biāo)值。它等于該量程最大比率值按一位有效數(shù)字化整的數(shù)值。

3.4穩(wěn)定性

在遵守制造廠規(guī)定的使用、運(yùn)輸及貯存條件下，2年內(nèi)電橋應(yīng)符合原準(zhǔn)確度級別基

本誤差的規(guī)定。在遵守制造廠規(guī)定的使用條件下，環(huán)境溫度每變化10℃所引起的電橋

誤差值的變化，應(yīng)不大于電橋基本誤差限值的1/3。

4通用技術(shù)要求

4.1屏蔽支路調(diào)節(jié)器與工頻檢流計(jì)

與高壓電容電橋配套使用的屏蔽支路調(diào)節(jié)器，無論是手動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，在調(diào)整

到電橋規(guī)定的平衡狀態(tài)時(shí)，所引起的測量值的變化量應(yīng)小于電橋允許誤差的1/10。

與電橋配套使用的工頻檢流計(jì)，其高次諧波抑制比和交叉調(diào)制系數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)，對介

質(zhì)損耗因數(shù)差值測量準(zhǔn)確度為0.5級的電橋，應(yīng)不小于50dB，對1級應(yīng)不小于40dB，

其他情況應(yīng)不小于30dB。工頻檢流計(jì)的阻尼時(shí)間應(yīng)小于4s。工頻檢流計(jì)的靈敏度應(yīng)滿

足如下要求:當(dāng)參考電流處于電橋規(guī)定的工作范圍時(shí)，若電橋測量臂偏調(diào)量相當(dāng)于

允許誤差的1/10，則檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)不小于1mm。

JJG 563--2004

屏蔽支路調(diào)節(jié)器與工頻檢流計(jì)在通電預(yù)熱3min后，其零位漂移對測量結(jié)果的影響

應(yīng)小于允許誤差的1/10。

4.2外觀及標(biāo)記

高壓電容電橋及配套器件外觀應(yīng)完好，各轉(zhuǎn)換開關(guān)和接線端鈕的標(biāo)記應(yīng)齊全清晰，

接插件接觸良好，開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，定位準(zhǔn)確。高壓電橋上應(yīng)有型號、名稱、原理接線圖

以及使用頻率、量程、準(zhǔn)確度級別、參考電流工作范圍和出廠編號等標(biāo)記。

4.3絕緣

配有交流電源插座的高壓電容電橋，插座與電橋外殼可觸及的金屬部件之間的絕緣

電阻應(yīng)不小于10MΩ，并能耐受50Hz，1.5kV正弦電壓1min試驗(yàn)。

若電橋具有與高壓直接連結(jié)的端鈕，則該端鈕與外殼可觸及的金屬部件之間的絕緣

電阻應(yīng)大于100MΩ，并能耐受50Hz，15kV正弦電壓1min試驗(yàn)。

5計(jì)量器具控制

計(jì)量器具控制包括檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗(yàn)。

5.1檢定條件

5.1.1環(huán)境與電源條件

檢定場所的布置應(yīng)使被檢電橋與高壓引線的距離大于√Um;與電流母線的距離大

于VIm。其中:U的單位為kV;1的單位為A。

因外界電磁場影響而引起的誤差，不應(yīng)超過電橋允許誤差的1/10?；蛘弋?dāng)改變高壓

試驗(yàn)電源的極性時(shí)，前后兩次示值之差，不超過電橋在這一點(diǎn)允許誤差的1/5。

檢定電橋時(shí)，應(yīng)滿足表1規(guī)定的參考條件。檢定前，被檢電橋與檢定裝置在滿足表

1規(guī)定的環(huán)境條件下存放時(shí)間應(yīng)超過24h。

表1檢定參考條件

被檢電橋介質(zhì)提耗

環(huán)境簡度

相對濕度

電源頻率

電源電壓波形畸變

因數(shù)準(zhǔn)確度級別

/(%)

H

系數(shù)/{%)

0.5.1

20年5

35-65

50±0.2

≤1

2.5，10:

20±10

30~75

50±0.5

5.1.2檢定用設(shè)備

5.1.2.1高壓電容電橋的電容比率基本誤差使用電容量具(或交流電阻量具)整體檢

定。高壓電容電橋的介質(zhì)損耗因數(shù)基本誤差使用工頻損耗因數(shù)量具整體檢定。

電容量具提供的電容比率不確定度(p=95%)和工頻損耗因數(shù)量具提供的損耗因

數(shù)不確定度(p=95%)不得大于被檢電橋允許誤差的1/3。

5.1.2.2絕緣電阻表的測量誤差應(yīng)不大于10%，輸出電壓為1000V或1500V。

5.1.2.3工頻耐壓試驗(yàn)裝置的高壓輸出容量應(yīng)不小于500VA，波形失真不大于5%。試

驗(yàn)電壓的測量誤差不大于3%。

5.2檢定項(xiàng)目JJG 563--2004

高壓電容電橋的檢定項(xiàng)目按表2規(guī)定。

表2高壓電容電橋檢定項(xiàng)目

檢定類別

檢定

檢定項(xiàng)目

后續(xù)檢定

使用中檢驗(yàn)

外觀及標(biāo)志檢查

工頻耐壓試驗(yàn)

絕緣電阻試驗(yàn)

檢流計(jì)美敏度及屏蔽支路調(diào)

節(jié)器細(xì)度試驗(yàn)(西林型和電

流比較儀型電粉)

基本誤差試驗(yàn)

穩(wěn)定性試驗(yàn)

注:“+"表示品檢項(xiàng)目?！?"表示可不檢項(xiàng)目。

5.3檢定方法

5.3.1外觀及標(biāo)志檢查

外觀及標(biāo)志的檢查，應(yīng)符合本規(guī)程第4.2條要求。西林型和電流比較儀型電橋全部

轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)做不少于10次的全行程切換。橋體外殼上標(biāo)明的接地端子，應(yīng)單獨(dú)可靠接

地。

如發(fā)現(xiàn)電橋有嚴(yán)重影響計(jì)量性能的缺陷，應(yīng)修復(fù)后再檢定。

5.3.2絕緣試驗(yàn)

高壓電容電橋工頻耐壓試驗(yàn)應(yīng)在儀器的電源開關(guān)接通狀態(tài)下進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)逐漸地

升高電壓至規(guī)定值，偏差不大于3%，并在此電壓下保持1min。試驗(yàn)中應(yīng)避免試驗(yàn)電源

突然接通和分?jǐn)唷y量試驗(yàn)電壓時(shí)，推薦采用在試驗(yàn)變壓器的高壓輸出端直接測量的方

法。試驗(yàn)過程中應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)等破壞性放電現(xiàn)象產(chǎn)生。

絕緣電阻試驗(yàn)應(yīng)在儀器的電源開關(guān)接通狀態(tài)下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合4.3條規(guī)定。

5.3.3檢流計(jì)靈敏度及屏蔽支路調(diào)節(jié)器細(xì)度試驗(yàn)

檢流計(jì)靈敏度及屏蔽支路調(diào)節(jié)器細(xì)度用兩臺(tái)電容試品在電橋正常測量狀態(tài)下試驗(yàn)，

并在正常參考電流和最大允許參考電流下各進(jìn)行一次。在調(diào)整到電橋規(guī)定的平衡狀態(tài)

時(shí)，偏調(diào)電橋測量臂使測量值偏離該點(diǎn)允許測量誤差的1/10，引起檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)應(yīng)不小

于1mm。在調(diào)整到電橋規(guī)定的平衡狀態(tài)時(shí)，偏調(diào)電橋屏蔽支路一個(gè)最小分度，檢流計(jì)的

偏轉(zhuǎn)應(yīng)不大于1mm。有源電流比較儀電橋的屏蔽支路調(diào)節(jié)器為反饋式電子放大器，不進(jìn)

行調(diào)節(jié)細(xì)度試驗(yàn)，只在電橋正常參考電流和最大允許參考電流下各進(jìn)行一次檢流計(jì)靈敏

度試驗(yàn)。

5.3.4基本誤差試驗(yàn)

電橋的電容比率基本誤差選用能滿足5.1.2.1條要求的電容量具(或交流電阻量JJG 563--2004

具)，使用圖1的電容比較線路或附錄AI圖的等功率電橋線路整體檢定。電橋的損耗因

數(shù)基本誤差選用能滿足5.1.2.1條要求的工頻損耗因數(shù)量具，使用圖2的電容比較線路

或附錄BI圖的低壓導(dǎo)納線路整體檢定。

檢定時(shí)的參考電流應(yīng)不小于電橋規(guī)定的最小工作電流。

檢定時(shí)讀取有效數(shù)字的舍入誤差應(yīng)為允許誤差的1/10~1/100。

TD

Cr

c-g

圖1用電容比較線路檢定電容比率

圖中:TD一調(diào)壓器;T-試驗(yàn)變壓器;C，、c,一標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器:

-g一被檢電橋

TD

C-Eg8

圖2用電容比較線路檢定損耗因數(shù)

圖中:TD一調(diào)壓器:T-試驗(yàn)變壓器;C，、C,一標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器:

R-交流電阻:C-g8-被檢電橋

5.3.4.1電容比率基本誤差檢定

1)檢定高壓電容電橋電容比率測量準(zhǔn)確度時(shí)，介質(zhì)損耗因數(shù)盤的置數(shù)D應(yīng)滿足

D’<，其中，A為該量程的電容比率測量準(zhǔn)確度等級指數(shù)。

2)西林型電橋的基本量程應(yīng)逐盤逐點(diǎn)檢定。檢定選點(diǎn)推薦按表3系列進(jìn)行，檢定

盤位一般是x10000，x1000和x100。

檢定電流比較儀型電橋的基本量程時(shí)，檢定選點(diǎn)參照表4系列進(jìn)行。可以只對第一

盤逐點(diǎn)檢定。

高壓介質(zhì)損耗測試儀四端對測試端。用于連接四端對測試夾具或測試電纜，對被測件進(jìn)行測量。電流激勵(lì)(Hcur)；

電壓取樣(Hpot)； 電壓取樣低端(Lpot)； 電流激勵(lì)低端(Lcur)。