高压电桥

21世纪以来，沿用了半个世纪的用作测量绝缘介损角（tg6）的高压电桥又有新的发展，有利用新原理提高测量灵敏度和精度的；有操作方便能同时直接以数字显示几个数据的；有以微处理器构成自动测量的全自动电桥。高压介损电桥正在向更高层次发展。

发展与现状高压电桥的工作原理可分阻抗比电桥（西林电桥和不平衡电桥）和电流比较型电桥两大类。现将不平衡电桥、西林电桥、电流比较器电桥和自动电桥等四种电桥的发展趋势作如下的综述。

40年代国外生产的高电压不平衡电桥（例如曾在我国使用20多年的M型介质试验器）现场使用操作简捷方便，精度可满足一般工业测量的要求，深受电力部门现场单位的欢迎，己基本淘汰。70年代美国Doble公司生产了改进的新型号。美国Biddle公司670025型的仪器能将损失角值的测量结果用数字显示出，且仅需操作电容旋钮，达到了所谓半自动测量的水平，仪器采用相敏指针式的检流计，内部装有2 kV带屏蔽的电源变压器，可以测量接地或不接地的试品，并具有扼制外界电场干扰的附加电路，能在一定程度上减小对测量的影响，各种仪器的测量精度见附表。并采用指针式检流计，适合于科研和试验室使用。1

技术指标概述高压电桥主要用于测量高压工业绝缘材料的介质损失角的正切值及电容量。其采用了西林电桥的经典线路。电桥由桥体、指另仪、跟踪器组成，本电桥特别适用测量各类绝缘油和绝缘材料的介损（tgδ）及介电常数（ε）。

测量范围及误差在Cn=100pFR4=3183。2（Ω）（即10K/π）时：

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在Cn=100pFR4=318。3（Ω）（即1K/π）时：

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辅桥工作电压：±12V，50Hz

输入阻抗：>10-12 Ω

输出阻抗：>0.6Ω

放大倍数：>0.99

不失真跟踪电压0～12V（有效值）

指示装置工作电压：±12V

在50Hz时电压灵敏度不低于1X10-6V/格

电流灵敏度不低于2X10-9A/格

二次谐波：≥25db

三次谐波：≥50db

专用附件液体介质损耗测试专用附件

1）液体电极专用控温仪

液体电极专用控温仪是新一代的绝缘油测量电极的专用控温智能化装置，可与国际通用的圆柱型绝缘油电极配套使用。保证绝缘油在规定时间内到达所需温度，并能恒定较长时间，以便通过高压电桥对绝缘油进行介质损耗因素（tgδ）、相对介电常数（er）进行精密测量。产品温度显示采用内外温同时显示，加热控制采用两片单片机分别对内、外加热器进行加热控制。控制过程采用PID模糊逻辑控制，能彻底消除电网电压、环境温度变化等的影响，具有控温超调量小、控温速度快的优点。温度设置采用数字键盘输入方式，使设定误差真正达到零。输入输出都有光藕隔离。产品还具有内部硬件线路自我诊断功能，保证工作的安全、可靠。1

2）主要技术指标

测温范围：0～199。9℃

测温精度：±1+0。1℃

控温范围：室温～199。9℃

控温稳定度：±（1+0。1）℃

由室温加热至控温值：≤60min

在控制温度恒定时间：≤15min

加热功率：2*500瓦

电极最高温度180℃

加热时间30分钟

电极压力0～1。0Mpa连续可调

最大测量电压2000V，50Hz

真空度电极可抽真空至3*10-2 Mpa

尺寸重量长×宽×高（mm）：400×300×400 重量15kg

固体绝缘材料测试电极

1）概述

本电极适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤制品、层压制品、云母及其制品、塑料、电缆料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等的相对介电常数（ε）与介质损耗角正切值（tgδ）的测试。本电极主要用于频率在工频50Hz下测量试品的相对介电常数（ε）和介质损耗角正切值（tgδ）。本电极的设计主要是参照国标GB1409-78。

本电极采用的是三电极式结构，能有效的消除表面漏电流的影响，使测量电极下的电场趋于均匀电场。

2）技术参数

高低压电极之间距离：0～3mm可调

测量极直径：70±0。1mm

空极tgδ：≤5×10-5

空极电容量：40±1pF

最高测试电压：2000V

实验频率：50/60Hz

体积：210mm180mm，重量：6kg

标准电容器（SF6）

在每个高压实验室和试验中，压缩气体标准电容器是一种必要的仪器。在这些场合中，它有许多重要的作用。在电桥电路中压缩气体电容器被用来测量电容器、电缆、套管、绝缘子、变压器绕组及绝缘材料的电容和介质损耗角正切值（tgδ）。而且，还可以用作高压测量电容分压装置的高压电容。在某些条件下，还可以在局部放电测量中作高压耦合电容器。电容极稳定，气压和温度的变化对电容的影响可以忽略，介质损耗极小。

1）结构简介

外壳由绝缘套筒及钢板制成的底和盖组成，底和盖用螺栓及环紧固在绝缘套筒的两端。在电容器的上下两端有防晕罩。电容器外壳内装有同轴高度抛光的圆柱形高低压电极。电容器设有压力表及气阀，供观察内部压力及充放气使用。电容器内充有SF6气体

2）技术参数

电容器安装运行海拔不超过1000米，使用周围空气温度-10℃~40℃，相对湿度不超过70%；

电容器的工作频率为50Hz；

电容器实测值误差不大于±0.05%，与标称值误差不大于±3%；

电容器温度系数≤ 3×10-5 /℃；

电容器压力系数≤ 3×10-3Mpa；

电容器的损耗角正切值不大于1×10-5 、2×10-5 、5×10-5 三档；

电容器内充SF6气体，在20℃时压力为0.4±0.1Mpa；

介质损耗因数标准器

1）概述

介质损耗因数标准器作为电力设备的绝缘检测仪器已被广泛应用，因此，用高压电桥进行测试的实验也越来越多，例如用2801等高精度的电桥去测试绝缘油的介质损耗；用自动介损仪检测电力设备（发电机、变压器…）的绝缘性能；等一系列的实验。往往在实验后，有许多操作人员对所测试的结果抱有怀疑。这种情况，有可能是测量所引起的误差，其中包括电桥的故障、或连线及标准电容器的问题；但也有可能所反映的是实际值。这时要马上将电桥送中试所，对电桥进行校验，往往又是不可能的事。1

所以我们针对这一情况，并根据高压电容电桥主要是对介质损耗的测量有较高的要求这个特点，设计了这种“介质损耗因数标准器”（以下简称标准介损器）。标准介损器在平时可对其进行一般的测试，也可送中试所进行校验，并随时记录其最新的值，以备后用。在发生对实验结果有怀疑时，可将此标准器作为试品，进行测试，并将结果与其以前的值进行比较，从而判断是由于电桥还是其它原因所造成的数据偏差。2

由于本标准器的稳定度高、准确度（绝对值）高。所以不论是实验室还是野外作业，都是一台很方便的标准器件。

2）技术指标1

环境温度:20℃±5℃；

相对湿度:RH