高压介质损耗测试仪

高压介质损耗测试仪工作原理高压电容电桥从工作原理上可以认为是一种测量工频电流比率的装置。当工频高压

施加在高压标准电容器和被测设备上时，即产生与它们的电容量和介质损耗因数成比例

的同相及正交工频电流分量，这两个工频电流分量经电桥作比例测量后，即可得到被测

设备相对于高压标准电容器的电容量比值与介质损耗因数差值。

2.2高压电容电桥的分类

2.2.1西林型高压电容电桥

电桥的电流比例臂由电阻器构成。流过参考电流的比例臂上并联有移相电容器。采

用电势平衡指示。

2.2.2电流比较仪型高压电容电桥

电桥的电流比例臂由电流比较仪的比例绕组构成。流过参考电流的比例臂上附有移

相电路，采用磁势平衡指示。按移相方式可以把这类电桥分为有源与无源两种。属于无

源的一种用阻容电路直接移相;属于有源的一种用电子放大元件配合阻容元件正交移

相。用磁势合成方法实现所需相移。

2.2.3电子式高压电容电桥

使用电子电路(包括模拟电路和数字电路)测量幅值比和相位差的高压电容电桥。

2.2.4数字式高压电容电桥

采用数字信号处理方法测量幅值比和相位差的高压电容电桥。

2.3高压介损仪

本规程涉及的高压介损仪是一种由高压电容电桥、高压试验电源和高压标准电容器

组成的测量装置。高压试验电源通常不高于10kV，频率40Hz-70Hz。

3计量性能要求

3.1高压电容电桥的准确度等级

3.1.1高压电容电桥的准确度按电容比率和介质损耗因数分别定级如下:

电容比率测量准确度级别为0.001，0.002，0.005，0.01，0.02，0.05，0.1，0.2.JJG 563--2004

0.5，1，2，5.

介质损耗因数差值测量准确度级别为0.5，1，2，5，10。

3.1.2高压电容电桥通过量程扩展器增加的附加量程，其准确度应当用准确度级别或

用公式、图表表示。

3.2高压介损仪电桥部分的准确度等级

高压介损仪电桥部分的准确度参照高压电容电桥定级。

3.3高压电容电桥的基本误差

西林型高压电容电桥和自动变换量程的电子式或数字式电桥的基本误差为:

△x- =(1+0.003x)

△D= ±(D+0.01)

电流比较仪型高压电容电桥和手动变换量程的电子式或数字式电桥的基本误差为:

()

△D= ±j

B

(D+0.01)

各符号的意义为:

△X一电容比率示值绝对误差限值;

△D一介质损耗因数示值绝对误差限值;

A一用百分数表示的电容比率测量准确度级别;

B一用百分数表示的介质损耗因数差值测量准确度级别;

X一一电容比率测量示值;

D一-介质损耗因数测量示值;

R,一电容比率量程定标值。它等于该量程最大比率值按一位有效数字化整的数值。

3.4稳定性

在遵守制造厂规定的使用、运输及贮存条件下，2年内电桥应符合原准确度级别基

本误差的规定。在遵守制造厂规定的使用条件下，环境温度每变化10℃所引起的电桥

误差值的变化，应不大于电桥基本误差限值的1/3。

4通用技术要求

4.1屏蔽支路调节器与工频检流计

与高压电容电桥配套使用的屏蔽支路调节器，无论是手动调节或自动调节，在调整

到电桥规定的平衡状态时，所引起的测量值的变化量应小于电桥允许误差的1/10。

与电桥配套使用的工频检流计，其高次谐波抑制比和交叉调制系数两项指标，对介

质损耗因数差值测量准确度为0.5级的电桥，应不小于50dB，对1级应不小于40dB，

其他情况应不小于30dB。工频检流计的阻尼时间应小于4s。工频检流计的灵敏度应满

足如下要求:当参考电流处于电桥规定的工作范围时，若电桥测量臂偏调量相当于

允许误差的1/10，则检流计的偏转不小于1mm。

JJG 563--2004

屏蔽支路调节器与工频检流计在通电预热3min后，其零位漂移对测量结果的影响

应小于允许误差的1/10。

4.2外观及标记

高压电容电桥及配套器件外观应完好，各转换开关和接线端钮的标记应齐全清晰，

接插件接触良好，开关转动灵活，定位准确。高压电桥上应有型号、名称、原理接线图

以及使用频率、量程、准确度级别、参考电流工作范围和出厂编号等标记。

4.3绝缘

配有交流电源插座的高压电容电桥，插座与电桥外壳可触及的金属部件之间的绝缘

电阻应不小于10MΩ，并能耐受50Hz，1.5kV正弦电压1min试验。

若电桥具有与高压直接连结的端钮，则该端钮与外壳可触及的金属部件之间的绝缘

电阻应大于100MΩ，并能耐受50Hz，15kV正弦电压1min试验。

5计量器具控制

计量器具控制包括检定、后续检定和使用中的检验。

5.1检定条件

5.1.1环境与电源条件

检定场所的布置应使被检电桥与高压引线的距离大于√Um;与电流母线的距离大

于VIm。其中:U的单位为kV;1的单位为A。

因外界电磁场影响而引起的误差，不应超过电桥允许误差的1/10。或者当改变高压

试验电源的极性时，前后两次示值之差，不超过电桥在这一点允许误差的1/5。

检定电桥时，应满足表1规定的参考条件。检定前，被检电桥与检定装置在满足表

1规定的环境条件下存放时间应超过24h。

表1检定参考条件

被检电桥介质提耗

环境简度

相对湿度

电源频率

电源电压波形畸变

因数准确度级别

/(%)

H

系数/{%)

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检定用设备

5.1.2.1高压电容电桥的电容比率基本误差使用电容量具(或交流电阻量具)整体检

定。高压电容电桥的介质损耗因数基本误差使用工频损耗因数量具整体检定。

电容量具提供的电容比率不确定度(p=95%)和工频损耗因数量具提供的损耗因

数不确定度(p=95%)不得大于被检电桥允许误差的1/3。

5.1.2.2绝缘电阻表的测量误差应不大于10%，输出电压为1000V或1500V。

5.1.2.3工频耐压试验装置的高压输出容量应不小于500VA，波形失真不大于5%。试

验电压的测量误差不大于3%。

5.2检定项目JJG 563--2004

高压电容电桥的检定项目按表2规定。

表2高压电容电桥检定项目

检定类别

检定

检定项目

后续检定

使用中检验

外观及标志检查

工频耐压试验

绝缘电阻试验

检流计美敏度及屏蔽支路调

节器细度试验(西林型和电

流比较仪型电粉)

基本误差试验

稳定性试验

注:“+"表示品检项目。“-"表示可不检项目。

5.3检定方法

5.3.1外观及标志检查

外观及标志的检查，应符合本规程第4.2条要求。西林型和电流比较仪型电桥全部

转换开关应做不少于10次的全行程切换。桥体外壳上标明的接地端子，应单独可靠接

地。

如发现电桥有严重影响计量性能的缺陷，应修复后再检定。

5.3.2绝缘试验

高压电容电桥工频耐压试验应在仪器的电源开关接通状态下进行。试验时应逐渐地

升高电压至规定值，偏差不大于3%，并在此电压下保持1min。试验中应避免试验电源

突然接通和分断。测量试验电压时，推荐采用在试验变压器的高压输出端直接测量的方

法。试验过程中应无击穿或闪络等破坏性放电现象产生。

绝缘电阻试验应在仪器的电源开关接通状态下进行，试验结果应符合4.3条规定。

5.3.3检流计灵敏度及屏蔽支路调节器细度试验

检流计灵敏度及屏蔽支路调节器细度用两台电容试品在电桥正常测量状态下试验，

并在正常参考电流和最大允许参考电流下各进行一次。在调整到电桥规定的平衡状态

时，偏调电桥测量臂使测量值偏离该点允许测量误差的1/10，引起检流计的偏转应不小

于1mm。在调整到电桥规定的平衡状态时，偏调电桥屏蔽支路一个最小分度，检流计的

偏转应不大于1mm。有源电流比较仪电桥的屏蔽支路调节器为反馈式电子放大器，不进

行调节细度试验，只在电桥正常参考电流和最大允许参考电流下各进行一次检流计灵敏

度试验。

5.3.4基本误差试验

电桥的电容比率基本误差选用能满足5.1.2.1条要求的电容量具(或交流电阻量JJG 563--2004

具)，使用图1的电容比较线路或附录AI图的等功率电桥线路整体检定。电桥的损耗因

数基本误差选用能满足5.1.2.1条要求的工频损耗因数量具，使用图2的电容比较线路

或附录BI图的低压导纳线路整体检定。

检定时的参考电流应不小于电桥规定的最小工作电流。

检定时读取有效数字的舍入误差应为允许误差的1/10~1/100。

TD

Cr

c-g

图1用电容比较线路检定电容比率

图中:TD一调压器;T-试验变压器;C，、c,一标准空气电容器:

-g一被检电桥

TD

C-Eg8

图2用电容比较线路检定损耗因数

图中:TD一调压器:T-试验变压器;C，、C,一标准空气电容器:

R-交流电阻:C-g8-被检电桥

5.3.4.1电容比率基本误差检定

1)检定高压电容电桥电容比率测量准确度时，介质损耗因数盘的置数D应满足

D’<，其中，A为该量程的电容比率测量准确度等级指数。

2)西林型电桥的基本量程应逐盘逐点检定。检定选点推荐按表3系列进行，检定

盘位一般是x10000，x1000和x100。

检定电流比较仪型电桥的基本量程时，检定选点参照表4系列进行。可以只对第一

盘逐点检定。

高压介质损耗测试仪四端对测试端。用于连接四端对测试夹具或测试电缆，对被测件进行测量。电流激励(Hcur)；

电压取样(Hpot)； 电压取样低端(Lpot)； 电流激励低端(Lcur)。