一、介電常數(shù)測(cè)定儀技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：ZJD-C
信號(hào)源：DDS數(shù)字合成信號(hào)
頻率范圍：100KHZ-160MHZ
Q分辨率：4位有效數(shù)，分辨率0.1
電感測(cè)量范圍：1nH～140mH,；分辨率0.1
信號(hào)源頻率精度： 3×10-5 ±1個(gè)字,6位有效數(shù)
Q值測(cè)量范圍： 1～1023自動(dòng)/手動(dòng)量程
Q值量程分檔： 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔
信號(hào)源頻率覆蓋比：16000:1
采樣精度：12BIT
Q測(cè)量工作誤差：＜5%
電感測(cè)量誤差：＜3%
電容直接測(cè)量范圍：1pF～2.5uF
調(diào)諧電容誤差分辨率：±1pF或＜1%
主電容調(diào)節(jié)范圍：17～540pF
諧振點(diǎn)搜索：自動(dòng)掃描
自身殘余電感扣除功能：有
大電容值直接顯示功能：有
介質(zhì)損耗系數(shù)精度：萬(wàn)分之一
介質(zhì)損耗測(cè)試范圍：0.0001-1
介電常數(shù)測(cè)試范圍：0-1000
環(huán)境溫度：0℃～+40℃
消耗功率：約25W
LCD顯示參數(shù)：F,L,C,Q,LT,CT,波段等
Q合格預(yù)置范圍： 5～1000聲光提示
電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz
材料測(cè)試厚度： 0.1-10mm
夾具插頭間距： 25mm±0.01mm
夾具損耗正切值：≤4×10－4 （1MHz）
測(cè)微桿分辨率：0.001mm
準(zhǔn)確度：150pF以下±1pF；150pF以上±1%
測(cè)試極片：材料測(cè)量直徑Φ38mm或50mm（二選一），厚度可調(diào) ≥ 15mm
介電常數(shù)測(cè)定儀第一篇關(guān)于介質(zhì)損耗的一些基本概念1、介質(zhì)損耗與介質(zhì)損耗因數(shù)：絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失,簡(jiǎn)稱介損。介質(zhì)損耗指的是電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下引起的能量損耗,主要分為三種形式:漏導(dǎo)引起的損耗、電介質(zhì)極化引起的損耗、局部放電引起的損耗。直流電壓作用下電介質(zhì)里的損耗主要是漏導(dǎo)損耗，用絕緣電阻或漏導(dǎo)電流表示就可以了,因此平常討論的介質(zhì)損耗均為針對(duì)交流電壓作用下電介質(zhì)中的損耗。
2、介質(zhì)損耗角δ：在交變電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)流過(guò)的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數(shù)角為φ）的余角（δ）。 簡(jiǎn)稱介損角。
3、介質(zhì)損耗正切值tgδ：又稱介質(zhì)損耗因數(shù),是指介質(zhì)損耗角正切值。簡(jiǎn)稱介損角正切。根據(jù)推導(dǎo)當(dāng)電介質(zhì)、外加電壓及其頻率一定時(shí)，介質(zhì)損耗P與介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ成正比，所以可以用tgδ來(lái)表征介質(zhì)損耗的大小，工程上都是通過(guò)測(cè)量計(jì)算tgδ值來(lái)表示介損的大小.
4、高壓介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x：簡(jiǎn)稱介損儀,是指采用電橋原理，應(yīng)用數(shù)字測(cè)量技術(shù),對(duì)介質(zhì)損耗角正切值和電容量進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的一種新型儀器。一般包含高壓電橋、高壓試驗(yàn)電源和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器三部分。
5、外施：使用外部高壓試驗(yàn)電源和標(biāo)準(zhǔn)電容器進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)介損儀的示值按一定的比例關(guān)系進(jìn)行計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果的方法。
6、內(nèi)施：使用介損儀內(nèi)附高壓電源和標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行試驗(yàn),直接得到測(cè)量結(jié)果的方法.
7、正接線:用于測(cè)量不接地試品的方法,測(cè)量時(shí)介損儀測(cè)量回路處于地電位。
8、反接線：用于測(cè)量接地試品的方法，測(cè)量時(shí)介損儀測(cè)量回路處于高電位,他與外殼之間承受全部試驗(yàn)電壓。
9、常用介損儀的分類：現(xiàn)常用介損測(cè)試儀有西林型和M型兩種。QS1和KD9000屬于西林型.
10、常用抗干擾方法：目前介質(zhì)損耗測(cè)量中常見(jiàn)抗干擾方法有以下幾種： 倒相法、移相法、變頻法和移相跟蹤抗干擾法等.
11、準(zhǔn)確度的表示方法tgδ：±（1%D+0.0004）
CX： ±（1%C+1pF）
加號(hào)前表示為相對(duì)誤差，加號(hào)后表示為絕對(duì)誤差。相對(duì)誤差小表示儀器的量程線性度好,絕對(duì)誤差小表示儀器的誤差起點(diǎn)低，但這兩個(gè)指標(biāo)是相符相成的,一般不存在相對(duì)誤差大、絕對(duì)誤差小的現(xiàn)象。校驗(yàn)時(shí)讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值的差應(yīng)小于以上準(zhǔn)確度，否則就是超差。
12、抗干擾指標(biāo)抗干擾指標(biāo)為滿足儀器準(zhǔn)確度的前提下，干擾電流與試驗(yàn)電流的最大比例，比例越大，抗干擾性能越好。
第二篇測(cè)量介質(zhì)損耗的原理和一些常見(jiàn)方法介質(zhì)損耗的測(cè)量,傳統(tǒng)上有電橋法、諧振法、伏安法等，但由于這些方法具有測(cè)量精度低或者操作繁瑣等缺點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸被淘汰。近年來(lái)，隨著微機(jī)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用微機(jī)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗測(cè)量系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，介質(zhì)損耗測(cè)量技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新時(shí)代。目前，應(yīng)用微機(jī)實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)損耗測(cè)量方法主要有矢量法、諧波分析法、過(guò)零點(diǎn)電壓比較法、過(guò)零檢測(cè)鑒相法等。
① 矢量法：矢量法是利用電壓向量、電流向量求出tgδ值的方法，實(shí)質(zhì)是利用了伏安法的原理.矢量法中常用的有兩種：一種是基波相位分離法，即利用三角函數(shù)的正交性,把高次諧波分量消除，把基波分離出來(lái)，再通過(guò)微機(jī)采樣和數(shù)據(jù)處理計(jì)算出tgδ值，這種方法能有效克服諧波干擾帶來(lái)的誤差，但其測(cè)量精度受A/D變換器的位數(shù)限制，要使用高位數(shù)的A/D變換器才能獲得高的測(cè)量精度;另一種是自由向量法，這種方法無(wú)須選擇參考向量，依據(jù)的是電壓信號(hào)與電流信號(hào)之間的相對(duì)位置和各自模的大小不變的原理來(lái)計(jì)算tgδ值的，這種方法硬件構(gòu)成簡(jiǎn)單,但正弦信號(hào)的頻率不穩(wěn)、波形畸變、外磁場(chǎng)干擾及元器件誤差等都易引起測(cè)量誤差.
② 諧波分析法:諧波分析法,就是利用數(shù)字頻譜分析的方法對(duì)采樣的試品電壓、電流信號(hào)進(jìn)行分析，提取出其基波分量，進(jìn)而通過(guò)相位比較求出其介質(zhì)損耗角δ及tgδ值。目前采用較多的是基于離散傅立葉變換的快速離散傅立葉變換算法（FFT).這種方法具有較好的抗干擾性和測(cè)量精度,但系統(tǒng)頻率波動(dòng)會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度.
③ 過(guò)零點(diǎn)電壓比較法：過(guò)零點(diǎn)電壓比較法是測(cè)量?jī)蓚€(gè)正弦波在過(guò)零點(diǎn)附近的電壓差，并由電壓差來(lái)計(jì)算相位差和介質(zhì)損耗角正切的方法.這種方法在測(cè)量正弦波的相位差時(shí)，不采用在過(guò)零點(diǎn)時(shí)間間隔的方法,而采用在過(guò)零點(diǎn)附近測(cè)量?jī)蓚€(gè)正弦波差值電壓的方法，因而對(duì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)精確度沒(méi)有很高的要求，比較適合用于現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)。但該方法對(duì)所測(cè)量的正弦波波形要求很高：兩正弦波的幅值必須相等;兩正弦波的諧波分量和諧波相位要相等、兩正弦波的頻率及頻率的動(dòng)態(tài)偏移要相等;兩正弦波的相位差要小。
④過(guò)零檢測(cè)鑒相法:過(guò)零檢測(cè)鑒相法,是利用電壓和電流的過(guò)零點(diǎn)之間的相位差實(shí)現(xiàn)介損測(cè)量，該方法是目前介損測(cè)量中常用的一種方法.這種方法相對(duì)以上的幾種方法具有分辨率高、線性好、易建模的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)精度要求較高，電源諧波、過(guò)零比較器的失調(diào)電壓、零點(diǎn)漂移等因素都會(huì)引起測(cè)量誤差，必須采用相應(yīng)措施消除干擾.
綜合比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并考慮到平常介質(zhì)損耗的測(cè)量采用的是離線測(cè)量方式，相對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量干擾小，因此本系統(tǒng)選擇采用過(guò)零檢測(cè)鑒相法測(cè)量原理測(cè)量介質(zhì)損耗。圖3-1即為過(guò)零檢測(cè)鑒相法測(cè)量原理圖，利用采樣電路測(cè)出電壓和電流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn),通過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換形成一定寬度的時(shí)間信號(hào),脈沖寬度反映相位差,最后通過(guò)測(cè)量相位差方波的寬度即可求得試品的介質(zhì)損耗角δ和介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ。該方法應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn).
圖3-1 過(guò)零檢測(cè)鑒相法測(cè)量原理圖過(guò)零檢測(cè)鑒相法的系統(tǒng)組成:過(guò)零檢測(cè)鑒相法介質(zhì)損耗測(cè)量電路主要由信號(hào)抽取單元、濾波與信號(hào)放大電路、過(guò)零比較電路、整形電路、邏輯鑒相電路組成，如圖3-3所示。從試品上取得的電壓和電流信號(hào)分別經(jīng)濾波、限幅放大、過(guò)零比較、整形、展寬和邏輯鑒相后轉(zhuǎn)換為具有一定脈沖寬度的時(shí)間信號(hào)，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器測(cè)量脈沖的寬度，以數(shù)字處理方法實(shí)現(xiàn)介質(zhì)損耗因數(shù)值的計(jì)算。同時(shí),圖3-3中限幅放大電路輸出的信號(hào)經(jīng)V/F變換后輸入給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)測(cè)量信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的計(jì)數(shù)比值可計(jì)算得試品的電容值.
圖3-3 過(guò)零檢測(cè)鑒相法硬件原理圖 第三篇介損測(cè)試儀的工作模型及儀器的檢定1、電容試品的模型任何有介損的電容器都可以模擬成RC串聯(lián)和并聯(lián)兩種理想模型：
串聯(lián)模型并聯(lián)模型理論上串聯(lián)模型tgδ=2πfRC，并聯(lián)模型tgδ=1/（2πfRC)，R和C基本不變,f是變化量。把45Hz、50Hz、55Hz分別代入公式，可看到tgδ分別隨頻率f成正比和反比.如下圖所示，f對(duì)正比和反比兩種模型影響較大。
但實(shí)際電容器是多種模型交織的混合模型，通過(guò)大量的試驗(yàn)和理論計(jì)算，實(shí)際電力電容器大多數(shù)符合并聯(lián)模型，如CT、套管和均壓電容等，它們的tgδ多隨頻率的增大而減小.
2、ZJD-87介損儀采用的工作模型 因?qū)嶋H電力電容器大多數(shù)符合并聯(lián)模型，所以
ZJD-87采用并聯(lián)模型測(cè)量電容器的介質(zhì)損耗.所以因介損電橋采用的工作模型不同，而造成校驗(yàn)時(shí)同一試品條件下測(cè)量數(shù)據(jù)的差異。這些差異只是精確校驗(yàn)時(shí)的差異，對(duì)一般用戶的測(cè)量沒(méi)有影響，一般用戶不必關(guān)心您所使用的介損儀的工作模型。
3、ZJD-87介損儀的檢定 試驗(yàn)室檢定介損測(cè)量?jī)x時(shí)，用ZJD-87校驗(yàn)臺(tái)檢驗(yàn)比較準(zhǔn)確。介損測(cè)試儀的量程和準(zhǔn)確度都能準(zhǔn)確的檢驗(yàn)出來(lái)。但ZJD-87比較麻煩，在要求不是很嚴(yán)格的情況下，大多采用標(biāo)準(zhǔn)損耗器來(lái)校驗(yàn)。
標(biāo)準(zhǔn)損耗器一般采用一個(gè)三電極的標(biāo)準(zhǔn)電容和多個(gè)精密電阻的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)，量程0-10％，分多個(gè)檔位。標(biāo)準(zhǔn)損耗器是一個(gè)典型的串聯(lián)模型。所以用ZJD-87做標(biāo)準(zhǔn)損耗器時(shí)要把工作模式調(diào)為串聯(lián)模型，這樣才能和各個(gè)檔位的實(shí)際值對(duì)應(yīng)起來(lái)。
有時(shí)在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)損耗器時(shí)，隨著介損的增大而測(cè)量出的電容量反而減小，而實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)電容容量是固定的，并沒(méi)有發(fā)生變化，這就是因?yàn)闆](méi)選對(duì)模型造成的。可用下面的公式校準(zhǔn):
C
校準(zhǔn)=C
讀數(shù)（1+tg
2δ）
校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用全屏蔽的標(biāo)準(zhǔn)插頭連接介損儀和試品，裸露的電極也會(huì)引起很大的誤差。
注意：西林型電橋做三電極結(jié)構(gòu)（高壓極、低壓極和屏蔽極）的標(biāo)準(zhǔn)損耗器時(shí)正、反接線都能做。而M型介損電橋只能做正接線，不能做反接線，否則會(huì)燒壞標(biāo)準(zhǔn)損耗器。
第四篇 常見(jiàn)問(wèn)題第一節(jié)：表面泄漏或屏蔽不良引起正接線測(cè)量介質(zhì)損耗減小的分析用末端屏蔽法測(cè)量電磁式PT、正接線測(cè)量CT或變壓器套管，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)介損極小或負(fù)值的現(xiàn)象，這主要是絕緣受潮、表面泄漏或屏蔽不良引起的，可分析如下:
示意圖 等效電路圖 CX:試品
C1：高壓端對(duì)瓷套的雜散電容
C2：低壓端對(duì)瓷套的雜散電容
R：瓷套表面泄漏對(duì)地電阻
1：為試驗(yàn)電壓
2:為儀器輸入 這樣，C1、C2、R形成T形網(wǎng)絡(luò)，由于C1和R微分移相作用，使通過(guò)C2的電流超前,而使介損減小。設(shè)1為外加電壓U、2接地電位，流過(guò)2的電流為:
介質(zhì)損耗因數(shù)為實(shí)部電流與虛部電流之比，由于第一項(xiàng)為負(fù)值,故介損因數(shù)減小。
以CX=120pF，C1=1pF,C2=0.1pF,R=1000MΩ，CX無(wú)介損，按上式計(jì)算，T形網(wǎng)絡(luò)引起的附加介損為：-0。025%
同理，檢修用腳手架及包裝箱引起正接線測(cè)量介質(zhì)損耗減小：試品對(duì)包裝箱形成雜散電容，也形成T型網(wǎng)絡(luò)干擾。
解決方法： 1、擦干凈瓷套表面的臟污。
2、在陽(yáng)光下曝曬試品或加熱烤干瓷套，變壓器套管吹干中間三裙.
3、高壓線盡量水平拉遠(yuǎn)，不要貼近瓷套表面。
4、改用末端加壓法或常規(guī)法測(cè)量電磁式PT。
5、新設(shè)備吊裝前試驗(yàn)時(shí)，一定要拆掉包裝箱和腳手架,移開(kāi)木梯，解開(kāi)繩套。做變壓器套管時(shí)一定要放在套管架上試驗(yàn)，不能斜靠在墻上或躺放在地上。
第二節(jié)如何用ZJD-87做不拆高壓引線的CVT自激法測(cè)量試驗(yàn)及電位用ZJD-87做CVT自激法測(cè)量非常方便，可按下圖接線。如果C
1是單節(jié)電容，母線不能接地;如果C
1是多節(jié)電容，高壓引線可不拆,母線也可接地，C
11和C
12可用常規(guī)正反接線測(cè)量，C
13和C
2用自激法測(cè)量。
一、接線方法如下圖：
二、測(cè)量過(guò)程及電位 CVT自激法測(cè)量中,儀器先測(cè)量C
13，然后自動(dòng)倒線測(cè)量C
2，并自動(dòng)校準(zhǔn)分壓影響.
測(cè)C
13時(shí)，高壓線芯線和屏蔽帶高壓，C
X線芯線和屏蔽都是低壓。
測(cè)C
2時(shí)，高壓線芯線和屏蔽、C
X線芯線和屏蔽都是低壓.
三、為什么先測(cè)量C13，再測(cè)量C2 大家知道,C
13電容量較小，約2萬(wàn)pF；c
2電容量較大，至少4萬(wàn)pF；C
N為50pF標(biāo)準(zhǔn)電容器。測(cè)量C
13時(shí)，C
2和內(nèi)C
N串連當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)電容器，根據(jù)電容串聯(lián)公式C串=(C
2C
N)/(C
2+C
N），由于C
2>>C
N，C
串≈C
N,這樣C
2對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小,可忽略不計(jì)。反之，如果先測(cè)C
13，因C
13容量較小,和內(nèi)C
N串連后，會(huì)把C
13的介損加進(jìn)去,造成標(biāo)準(zhǔn)臂介損增大，引起C
2介損減小，造成測(cè)量誤差。
四、自激法時(shí)高壓線拖地會(huì)引起介損增大 自激法時(shí)高壓線應(yīng)懸空不能接觸地面，否則其對(duì)地附加介損會(huì)引起介損增大，可用細(xì)電纜連接高壓插座與CVT試品并吊起。
上圖左框內(nèi)為電纜拖地時(shí)附加雜散電容的RC串聯(lián)模型，使δ點(diǎn)的電壓U
N超前變成U
N',相應(yīng)的I
N變成I
N’，I
x相位不變，造成δ角增大，既介質(zhì)損耗增大。感興趣的用戶也可用公式推導(dǎo)出來(lái)。
第三節(jié)BR16標(biāo)準(zhǔn)電容器的試驗(yàn)方法 BR16標(biāo)準(zhǔn)電容器在高壓試驗(yàn)中經(jīng)常用到，主要用做外接標(biāo)準(zhǔn)電容器或判斷高壓介損電橋的測(cè)量誤差。也有的低壓端分幾個(gè)介損擋位，用于介損電橋的校驗(yàn).電容量約50P,tgδ約<0。05％。它不是真正的三端結(jié)構(gòu)電容器，很容易受潮，引起介損的偏差。
一、正接線
有時(shí)候10kV電壓下tgδ會(huì)出負(fù)值,降為3kV時(shí)tgδ正常,這是內(nèi)部受潮引起的。需更換防潮劑或把內(nèi)部電容芯拿出在陽(yáng)光下曝曬即可。
二、反接線
反接線測(cè)得電容量和tgδ比正接線測(cè)得的值稍微偏大一些,這是由于反接線雜散電容的影響引起的。
三、錯(cuò)誤的反接線
BR16做反接線時(shí),很多人習(xí)慣把低壓端和屏蔽端短起來(lái)接地，高壓端加壓測(cè)量,結(jié)果電容量約58P,電容量增大8P。這是因?yàn)榈蛪憾撕推帘味硕唐饋?lái)接地后,把高壓對(duì)屏蔽端的電容量也并聯(lián)進(jìn)去了，造成電容量增大。所以不能采取這種方法做反接線
會(huì)員1.png)
