高壓電容電橋

高壓電容電橋是一種測量工頻電流比率的裝置，下面本文主要根據(jù)高壓電容電橋檢定規(guī)程介紹高壓電容電橋工作原理、類型及基本誤差檢定的相關(guān)內(nèi)容。

一、高壓電容電橋工作原理

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(duì)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。

二、高壓電容電橋分類

01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。

02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方法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。

03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。

04數(shù)字式高壓電容電橋

采用數(shù)字信號(hào)處理方法測量幅值比和相位差的高壓電容電橋。

05高壓介損儀

高壓介損儀一般是指由高壓電容電橋、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。

三、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：

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：

符號(hào)意義：

△X——電容比率絕對(duì)誤差限值；

△D——介質(zhì)損耗因數(shù)差值絕對(duì)誤差限值；

A——用百分?jǐn)?shù)表示的電容比率測量準(zhǔn)確度級(jí)別；

B——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(jí)別；

X——電容比率測量示值；

D——介質(zhì)損耗因數(shù)測量示值；

RN——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。

四、高壓電容電橋基本誤差檢定

01電容比率基本誤差檢定

電橋的電容比率基本誤差采用圖1的電容比較線路整體檢定。

圖1：用電容比較線路檢定電容比率

圖中：TD——調(diào)壓器；T——試驗(yàn)變壓器；C1、C2——標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器；

C-tgδ——被檢電橋

整體檢定高壓電容電橋電容比率測量準(zhǔn)確度時(shí)，電橋的測量誤差按下式計(jì)算：

各符號(hào)意義：

△X——電容比率絕對(duì)誤差；

△D——介質(zhì)損耗因數(shù)差值絕對(duì)誤差；

X——電容比率示值；

D——介質(zhì)損耗因數(shù)示值；

CXQ，DXQ——接在Cx端鈕的等效電容與介質(zhì)損耗因數(shù)值;

CSQ，DSQ——接在Cs端鈕的等效電容與介質(zhì)損耗因數(shù)值。

02損耗因數(shù)基本誤差檢定

電橋的損耗因數(shù)基本誤差采用圖2所示的電容比較線路進(jìn)行整體檢定。

圖2：用電容比較線路檢定損耗因數(shù)

R——交流電阻；C-tgδ——被檢電橋

整體檢定高壓電容電橋介質(zhì)損耗因數(shù)差值測量準(zhǔn)確度時(shí)，電橋的測量誤差按下式計(jì)算：

各符號(hào)意義：

Cx——接在Cx端鈕上的電容；

Cs、Ds——接在Cs端鈕上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)值；

D0——介質(zhì)損耗因數(shù)零位值；

Kp——修正系數(shù)，參照表1選??；

KF——修正系數(shù)，參照表2選取。

表1：電容比率示值與介質(zhì)損耗因數(shù)示值的關(guān)系

表2：破裂修正系數(shù)KF

電能質(zhì)量分析儀閃變測量誤差檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-1949.aspx

電能質(zhì)量測試分析儀諧波有功功率測量誤差檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-1950.aspx

數(shù)字高壓表的誤差檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-1981.aspx

交流電能表檢驗(yàn)裝置誤差檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-2022.aspx

機(jī)電式交流電能表誤差檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-2038.aspx

高壓介質(zhì)損耗測試儀是一種數(shù)字式介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量自動(dòng)測量的新型儀器，主要是利用高壓電容電橋的原理。高壓介質(zhì)損耗測試儀采用內(nèi)施法測量時(shí)一般使用介損儀內(nèi)附高壓電源和標(biāo)準(zhǔn)容器進(jìn)行試驗(yàn)，下面本文主要根據(jù)高壓介質(zhì)損耗測試儀通用技術(shù)條件規(guī)定介紹內(nèi)附高壓電源指標(biāo)及相關(guān)試驗(yàn)操作。

一、內(nèi)附高壓電源技術(shù)指標(biāo)

a) 介損儀內(nèi)附高壓電源的額定輸出電壓要求不低于10KV；

b) 介損儀內(nèi)附高壓電源輸出電壓示值誤差不低于±3%；

c) 介損儀內(nèi)附高壓電源輸出電壓波形應(yīng)為正弦波，波形失真度不大于5%；

d) 介損儀內(nèi)附高壓電源輸出電壓的頻率應(yīng)采用50Hz，為了抗干擾的目的，輸出電壓的頻率可以在45Hz~65Hz的范圍內(nèi)選?。?/p>

e) 介損儀內(nèi)附高壓電源容量不小于750VA。

二、內(nèi)附高壓電源試驗(yàn)

01輸出電壓示值誤差的校準(zhǔn)

介損儀內(nèi)附高壓電源輸出電壓示值誤差采用直接測量法校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)器采用高壓分壓器(或標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器)測量系統(tǒng)，高壓分壓器測量系統(tǒng)綜合誤差不超過產(chǎn)品中輸出電壓示值誤差的1/3；

對(duì)于固定輸出電壓的高壓電源，其每一點(diǎn)輸出點(diǎn)的示值誤差均應(yīng)校準(zhǔn)，每點(diǎn)重復(fù)測量三次，取其平均值作為實(shí)際值。對(duì)于輸出電壓連續(xù)可調(diào)的高壓電源，按1KV遞增選取校準(zhǔn)點(diǎn)，也可根據(jù)需要增加校準(zhǔn)點(diǎn)，按升壓和降壓方式分別測量兩次，取其平均值作為實(shí)際值。

02輸出電壓的波形失真度測量

對(duì)介損儀內(nèi)附高壓電源波形失真度測量時(shí)，將失真度測量儀接于高壓分壓器(或標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器)的二次端，在額定輸出電壓下進(jìn)行測量。失真度測量儀的示值誤差應(yīng)不大于10%。

03高壓電源的容量試驗(yàn)

a) 高壓電源容量試驗(yàn)時(shí)，按式1選擇負(fù)載容抗Xc：

……1

式中：

UN——內(nèi)部高壓電源的額定輸出電壓；

SN——內(nèi)部高壓電源的額定輸出容量。

b) 按圖1連接測量線路。

1——被試介損儀；2——高壓分壓器測量系統(tǒng)；3——負(fù)載容抗Xc；4——交流毫安表

圖1：測容量接線圖

c) 選擇額定電壓，開啟電源，或者逐漸升高輸出電壓至額定值，記下高壓分壓器(或標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器)測量系統(tǒng)的讀數(shù)和毫安表的讀數(shù)，按式2計(jì)算輸出容量So，測量結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：

……2

式中：

V——高壓分壓器(或標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器)測量系統(tǒng)的測量值；

I——交流毫安表讀數(shù)。

互感器綜合特性測試儀相關(guān)測試參數(shù)誤差試驗(yàn) https://www.vfe.cc/NewsDetail-1966.aspx

變壓器空、負(fù)載損耗測試儀基本要求及性能試驗(yàn) https://www.vfe.cc/NewsDetail-1970.aspx

回路電阻測試儀與直流電阻快速測試儀檢定 https://www.vfe.cc/NewsDetail-2015.aspx

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