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(yàn)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(kuò)裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路。

1-2電橋的特點(diǎn)；

 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(jī)械壽命長的十進(jìn)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(dá)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(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(diǎn)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(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  

2-4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(diǎn)電位必然相等，從而達(dá)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(jìn)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(jì)的缺點(diǎn)。

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(jì)算機(jī)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(diǎn)自動設(shè)定，諧振點(diǎn)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(jìn)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(dá)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(jìn)平板電容器和不放進(jìn)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(diǎn)：

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(xiàn)

本規(guī)范引用以下文獻(xiàn)：

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(xiàn)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(shí)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(shí)質(zhì)上是將被測件與隨機(jī)配套的 損耗標(biāo)準(zhǔn)件的O值進(jìn)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(jī)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(jì)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(qiáng)：（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(jī)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(jī)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(xiàng)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(xiàng)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(jì)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(xiàng)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(dú)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(jì)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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