用HD6000异频介质损耗测试仪测量介质损耗角方法

介质损耗角正切的测定

一、介质损失角正切值的性质

介电损耗角正切。表征电介质材料在施加电场后介质损耗大小的物理量，以tgδ表示，δ是介电损耗角。它表征每个周期内介质损耗的能量与其贮存能量之比。高分子材料多系绝缘性好的材料，广泛的用于电子及电工行业。使用时不希望绝缘材料本身能量损耗大，因而测量出介质损耗因数就能评价材料的介质本身能量损耗。工业上多选用介质损耗因数小的高分子材料作为绝缘材料。通常极性橡胶的tanδ比非极性橡胶的大。它还与试验采用的频率、温度紧密相关。在一定温度下，只有在某一频率范围内，分子偶极取向虽可追随电场变化，但不完全同步，有部分电能被吸收而发热，tanδ出现最大值。同样在一定频率下，惟有某一温度区域内tanδ才会出现极大值，当频率升高时，介质损耗峰移向高温端。

二、介电常数和介质损耗角正切的测定

干扰介质损耗测试仪HD6000华顶电力

1、介电常数(ε)

绝缘材料在电场作用下产生极化。极间电容量增加，频率不同，极化也不同。

电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：

ε＝Cx/Co(无单位)

ε──它表示电容器的极板间不是真空而有电解质存在时，电容器的电容增加的倍数。可以看出ε是表征储藏电能力大小的一个物理量。

抗干扰原理 变频法

3 电 源 AC 220V±10% 允许发电机

4 高压输出 0.5KV∽10KV 每隔0.1kV

精 度 2%

电流 200mA

容 量 2000VA

5 自激电源 AC 0V∽50V/15A 50HZ、60HZ单频

45HZ/55HZ 47.5HZ/52.5HZ

55HZ/65HZ 57.5HZ/62.5HZ

自动双变频

6 分 辨 率 tgδ: 0.001% Cx: 0.001pF

7 精 度 △tgδ:±(读数*1.0%+0.040%)

△C x :±(读数*1.0%+1.00PF)

8 测量范围 tgδ 无限制

C x 15pF ＜ Cx ＜ 300nF

10KV Cx ＜ 40 nF

5KV Cx ＜ 150 nF

1KV Cx ＜ 300 nF

CVT测试 Cx ＜ 300 nF

2、测量方法

本实验采用高压西林电桥法是将被测试样作为工频高压电桥的一个桥臂。根据电桥平衡时的参数，计算试样的介质损耗角正切值和介电常数。（只做常温下测量）

西林电桥由Cx、Cs、R3、C4、及R4构成。 不平衡电压在桥顶A、B之间。通过Fy49型电子管放大器在ABLa型振动式检流计上能观察到不平衡电压。（即检流计光带变宽）。调整主辅电桥可使电桥平衡，检流计光带收窄。

1）、主电桥由以下各部分组成：

第一臂AC由被测对象Cx组成Zj；

第二臂BC由BR26型标准电容器Cs组成Z2；

第三臂AD由可变的十进位电阻箱R3组成Z3；

第四臂BD由可变的十进位电容箱C4及与它并联的固定电阻R4组成Z4。

2）、电桥平衡原理

在高压西林电桥的CD对角线加50赫兹的试验电压（通常用1─2千伏），在AB对角线上接平衡指示器IG（检流计），在上图中标出了各臂的交流阻抗Z。 当电桥平衡时，电桥对角线顶点A、B的电位数值及相位均应相等。这时IG＝0；电桥平衡时，电桥的相对臂的阻抗乘积相等：Zx×Z4＝Z3×Zs 。在交流电路中以串联等效线路表示被测的试样有损电容器。利用电桥平衡条件，可求出tgδ和Cx。

（1）、被测试样电容值 Cx＝CsR4/R3（微微法）（pf）

（2）、被测试样介质损耗角tgδ＝ωR4C4

其中：R4＝31832Ω。Cs＝0.0000905(μf),角频率ω＝2πf f＝50(Hz)

则tgδ＝C4。（可直接从仪器上测出）。(μf)

3、使用方法

1）准备工作

(1)、连接各部件导线，将电桥“ ⊥”和“地”相连接。

(2)、安全设备和接地检查。

(3)、检查附近有无电磁场干扰或机械振动影响，应尽量避免。

(4)、将放大器提前15分钟接通电源，以便稳定工作。

(5)、对试品施加试验电压（按部标或国际所规定的专业标准进行）。

2）调节电桥平衡的步骤：

(1)、将检流计灵敏度调节器放在最低位置，Fy49 型放大器灵敏度指向最大位置（测量过程中放大器灵敏度调节器指最大位置，也可按实际情况决定）。

(2)、R3旋钥放在31832Ω，C4旋钥全部指零位置，Ca至中间的SG格处。

(3)、接通整套设备的电源约5分钟后，方可进行工作。

(4)、将电键J1打在对称1，电键J2打在“屏蔽”位置，调节“数值”和“相位”（即辅助装置部分）旋钮，使检流计光带趋向最窄。

(5)、将电键J2打在“桥体”位置，调节R3和Ca使检流计光带趋向最窄。

(6)、反复调整使J2在“桥体”及“屏蔽”任一位置检流计光带均为最窄， 这时记下Ca值得Ca1。

(7)、将J1打在对称2位置，重复(4)、(5)、(6)记下Ca2值，则测量的Ca＝(Ca1+Ca2)/2，以后在本次测量时Ca不得变动。

(8)、注意。当电键从一位置打到另一个位置， 应将检流计灵敏度调节器放置在最低位置，以免检流计损坏。

(9)、正常的电桥零平衡完毕时电桥读数（供参考）如下：

C4＝0时，Ca为40～60格。R3＝31832Ω±2Ω

3）、实验记录与结果处理 ：tgδ＝C4值（从仪器读取）。