西林電橋

簡介

西林電橋是一種最為常見的用以測量電容，特別是測高質量、絕緣性能良好電容的電橋。通過自組西林電橋測量電容的實驗，得到待測電容數量級為10^-6～10^-7F，當交流電源頻率選用1kHz時，其交流阻抗約為10²～10³Ω ,所以交流電橋的兩個電阻臂 R2 和 R3 應儘量相等，選擇幾百歐姆較為合適。實驗要求電橋平衡時，UT50B型萬用表的指示不得大於1 mV。

西林電橋寄生電容存在的原因

實際的西林電橋迴路中，標準電容C0是單獨的元件，R3及R4、C4裝在一起，通常稱為橋體，有的橋體裝入了檢流計G。一般說橋路的四個頂點A、B、C、D均有對地寄生電容CAE、CBE、CCE、CDE為了避免外部高壓電場的干擾，也為了避免橋體各元件之間的耦合，常將R3、G及R4用金屬禁止起來。從A、B兩頂點引到Cx及C0的引線也用禁止電纜，電纜的外殼(禁止層)與橋體的禁止層連在一起。如試品Zx是可以不接地的，則將D點接地並將禁止層均接地，這時CDE的影響因D與禁止層均接地而可以不考慮。高壓部分對地電容CDE不影響橋臂的平衡，因為通過它的電流由電源変壓器供給，但寄生電容CAE、CBE的影響必須考慮。

高壓西林電橋的固有誤差

高壓西林電橋是一種電阻比例臂電容電橋，用來測量絕緣材料和絕緣結構的電容和介質損耗因數，以便提供評定絕緣質量的判據。任何測量都有誤差，按誤差來源將它分為固有誤差、附加誤差和人員誤差。固有誤差也稱裝置誤差，是由儀器本身引起的,包括原理誤差，以及由儀器的結構元件引起的誤差，這種誤差決定了電橋的準確度級別；附加誤差是由儀器以外的原因引起的，例如環境條件變化引起的誤差，電磁場干擾、電源電壓的影響，以及擴大量程而產生的誤差等。瑞士Tettcx公司的2801型西林電橋，由於其精確度高、穩定性好，深受我國絕緣測試工作者信賴，我國進口這種電橋有150餘台之多，它在高壓西林電橋中很有代表性。

高壓西林電橋的附加誤差

電橋結構元件的不穩定性引起的誤差。電橋的結構元件均不可能是一成不變的。一方面，元件隨時間的老化會使其值產生不可逆的變化。另一方面,環境條件的變化會使其值發生波動。2801電橋的電阻元件，由於選用了溫度係數很小的材料，加之進行了嚴格的熱老化工藝處理，而且在校準時考慮到老化這個因素而採取了措施。所以在使用十至二十多年後仍能達到標定的準確度。

外界電磁場引起的附加誤差

不僅在變電所中進行現場測量時會遇到強烈的電磁干擾，而且在試驗室中進行測量時，有時也會出現電磁場干擾的影響，致使電橋無法平衡，或者測量結果不穩定，甚至出現小於零的tanδ值。對電磁場干擾引起的誤差進行定量分析是很困難的，也是徒勞的。有效的辦法是採取特別措施，防止或減小電磁場干擾的影響。

擴大量程時引起的誤差

電橋的標定準確度是對基本量程而言的。若採用附加置擴大量程，則由於附加裝置存在誤差，會使電橋的準確度降低。

與試驗電壓有關的誤差

如前所述,提高試驗電壓可提高整個測最系統的靈敏度，但試驗電壓的提高，一方面受到試品額定工作電壓的限制，另一方面也受到電橋本身的限制。這是由於試驗電壓過高時，橋臂的電阻元件產生溫升，導致阻值發生變化，因而使準確度降低。所以在測量時，應使每個電阻的負載保持在0.05一0.1 W以內，並且始終讓電橋在溫度平衡的條件下進行工作。一般若流過試品的電流不超過說明書中的規定值，這個要求是可以達到的。另外，人員誤差是指由於從事測量的人員的主觀因素而引起的誤差。這主要是由於知識不足、經驗不夠、在測量技術上考慮不周而產生的。例如，接線誤錯、布線不合理、電橋平衡不準確、讀數誤差、計算誤差、疏忽誤差等等。有時這可能是最大的誤差源。這隻有通過對測試人員的培訓、加強技術交流、提高技術素質來解決。通常，當在測量中出現較大的不一致性時，仔細研究測量系統，檢查是否存在人員誤差，這是往往可以湊效的。