电力电容器的损耗角正切tanδ通常用损耗角正切测量回路所示的电桥回路来进行测量,常用的电桥有国产QS3、QS19A电桥和国外生产的2801,2811,2876,2873等电桥。
损耗角正切测量回路
a)不带分流器的测量回路 b)带电阻分流器的测量回路 c)带电流互感器和电阻分流器的测量回路
C x—试品电容器 C0—标准电容器
1—电桥的桥体 2—电阻分流器 3—电流互感器 V—电压测量装置
通常电桥的允许测量电流较小,电力电容器在测量电压下的电流常达电桥允许测量电流的几十到几百倍,为此,需通过电阻分流器或电流互感器来扩大电桥的量程,见损耗角正切测量回路b和c。
为了准确、安全地测量电力电容器的介质损耗角正切应注意下列事项和程序:
(1)选择平衡条件。在测量前,应根据试品电容和测量电压选用适当的标准电容器,然后用Cx的计算式进行反向计算,求出在不同分流条件下的平衡点,从中选取处于电桥能取得高准确度的平衡范围内的点。例如,对于2801电桥,为了取得准确的测量结果,电桥平衡点处的R3必须大于1×10Ω,通常以落在几百欧姆的范围内为好。选定平衡点后,将分流器、电流互感器和电桥上的各参数预置在适当的位置。
(2)检查接线。必须认真对照正确的接线图来检查样品、标准电容器、电流互感器、分流器等与桥体间的连接是否正确、可靠,是否有漏接,电桥是否已可靠接地。万一发生上述接线错误和漏接,就有烧坏电桥和造成人身事故的危险。
(3)在低电压下调电桥的平衡状态。给试品电容器加上能使电桥进行平衡操作的最低电压,使电桥达到平衡,检查这时的桥臂是否落在应有的范围内。如果这些值中有明显大于预定值的,就说明接线有错误,应立即切除电源。再次检查线路接线,找出问题并改正后重新进行上述平衡操作,直到电桥平衡时桥臂值均落在预定的范围内。
(4)在低电压下切断电源。试品测量结束后,必须先将试品上的电压降低到低电压后再切断电源。如果在测量电压下直接切断电源,电容器中储存的电荷将向测量电桥放电,有使电桥遭受损害甚至烧坏的危险。
(5)电桥回路应一点接地。若有两个接地点,两点间的开环电流会使电桥产生感应电流,从而增大测量误差。
(6)其他。测量电桥应尽量远离大电流电源,高电压部分应无电晕。对于低电压大容量电容器,通过试品的测量电流常达几百安培,试品端子和连接导线间的接触电阻常会造成较大的测量误差,因此测量导线与试品端子间的连接必须紧密可靠,可采用四端测量法,或用测量接触电阻和导线电阻的方法对测量值进行修正。另外,电阻分流器和电流互感器应尽量靠近试品,并应对所测得的数据进行误差修正。若电桥在平衡点处灵敏度变差,应检查电源波形是否严重畸变,如电源波形严重畸变,应采取措施,改善电压波形,确保测量精确度。