高壓電容電橋是一種測(cè)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。
高壓電容電橋從工作原理上可以認(rèn)為是一種測(cè)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(cè)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(cè)量后,即可得到被測(cè)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。
電橋的電流比例臂由電阻器構(gòu)成,流過(guò)參考電流的比例臂上并聯(lián)有移相電容器,采用電勢(shì)平衡指示。
電橋的電流比例臂由電流比較儀的比例繞組構(gòu)成,流過(guò)參考電流的比例臂上附有移相電路,采用磁勢(shì)平衡指示。按移相方式可以把這類電橋分為有源與無(wú)源兩種,屬于無(wú)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(shì)合成方法實(shí)現(xiàn)所需相移。
使用電子電路(包括模擬電路和數(shù)字電路)測(cè)量幅值比和相位差的高壓電容電橋。
采用數(shù)字信號(hào)處理方法測(cè)量幅值比和相位差的高壓電容電橋。
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(cè)量裝置。高壓試驗(yàn)電源通常不高于10KV,頻率40Hz~70Hz。
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(cè)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(cè)量準(zhǔn)確度級(jí)別;
X——電容比率測(cè)量示值;
D——介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)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。
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(cè)量準(zhǔn)確度時(shí),電橋的測(cè)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。
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)
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;
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(cè)量準(zhǔn)確度時(shí),電橋的測(cè)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;
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選取;
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