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，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、高壓試驗電源和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器

組成的測量裝置。高壓試驗電源通常不高于10kV，頻率40Hz-70Hz。

3計量性能要求

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一用百分數(shù)表示的電容比率測量準(zhǔn)確度級別;

B一用百分數(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

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

到電橋規(guī)定的平衡狀態(tài)時，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，其高次諧波抑制比和交叉調(diào)制系數(shù)兩項指標(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。工頻檢流計的阻尼時間應(yīng)小于4s。工頻檢流計的靈敏度應(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，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。

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。

5計量器具控制

計量器具控制包括檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗。

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

試驗電源的極性時，前后兩次示值之差，不超過電橋在這一點允許誤差的1/5。

檢定電橋時，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

驗電壓的測量誤差不大于3%。

5.2檢定項目JJG 563--2004

高壓電容電橋的檢定項目按表2規(guī)定。

表2高壓電容電橋檢定項目

檢定類別

檢定

檢定項目

后續(xù)檢定

使用中檢驗

外觀及標(biāo)志檢查

工頻耐壓試驗

絕緣電阻試驗

檢流計美敏度及屏蔽支路調(diào)

節(jié)器細度試驗(西林型和電

流比較儀型電粉)

基本誤差試驗

穩(wěn)定性試驗

注:“+"表示品檢項目。“-"表示可不檢項目。

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)單獨可靠接

地。

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

5.3.2絕緣試驗

高壓電容電橋工頻耐壓試驗應(yīng)在儀器的電源開關(guān)接通狀態(tài)下進行。試驗時應(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。試驗中應(yīng)避免試驗電源

突然接通和分斷。測量試驗電壓時，推薦采用在試驗變壓器的高壓輸出端直接測量的方

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

絕緣電阻試驗應(yīng)在儀器的電源開關(guān)接通狀態(tài)下進行，試驗結(jié)果應(yīng)符合4.3條規(guī)定。

5.3.3檢流計靈敏度及屏蔽支路調(diào)節(jié)器細度試驗

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

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

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

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

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

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

度試驗。

5.3.4基本誤差試驗

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，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)逐盤逐點檢定。檢定選點推薦按表3系列進行，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，檢定選點參照表4系列進行。可以只對第一

盤逐點檢定。

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，對被測件進行測量。電流激勵(Hcur)；

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