2.3 芯线电容测量步骤
2.3.1 样品长度的选择
为了减小测量误差,样品要有足够长度,使长度测量误差所引起的电容测量结果误差可以忽略。经过误差分析,样品长度可选500至1500mm,太长不便于操作。测量前,先在样品上量取一定长度(例如从底端开始量取500mm)用记号笔画上刻线。
2.3.2 样品底端的绝缘处理
因样品底端浸入水中,需要做绝缘处理。为了减小边缘效应的影响,绝缘封头的厚度大于两倍的样品绝缘层厚度,绝缘材料可选择:a.凡士林:封头容易,有足够的绝缘电阻,用500V兆欧表测量绝缘电阻大于500MΩ。可以即做即用,但容易变形损坏绝缘封头,只适用于即时测量。b.玻璃胶:封头容易,有足够的绝缘电阻,用500V兆欧表测量绝缘电阻大于500MΩ。胶体固化前也可以用于测量,但容易变形损坏绝缘封头。胶体固化后不易变形,适宜制作校准棒的封头,可多次使用。
2.3.3 样品位置调整
将样品小心放入容器内,并固定在固定板中。容器内注入清水,注入量以样品插入后水面不超过规定的位置为宜。调节升降螺母,使被测电缆的垂直位置缓慢下降,直到水面对准样品上预先标注的长度刻线。
2.3.4 电容测试仪连接
将电容测试仪的两个测试夹分别连接到样品的内外两个导体,即可测量电容(内导体与水电极之间的电容值)。
2.3. 5 电容测试仪的使用要求
(1)电容测试仪机壳要连同屏蔽设施接地;
(2)由于测量电容的值较小,使用前必须对电容测试仪做零点校准,以减小零位误差的影响。校准零位前,要使两个测量夹之间的距离与实际测量时的距离基本相同;
(3) 设置仪器参数:工作频率:10kHz;速度:慢速;测试信号电平:0.3V或1V(在显示值稳定的情况下,选低电平测试)。
2.3.6 单位长度电容的计算
式中:C为样品的单位长度电容(pF/m):C1为电容测试仪测量的样品实际长度电容值(pF);L为样品浸入水中的长度(m)
设样品浸入水中的长度为500mm,电容测试仪显示值为25.02pF,就可以测得单位长度电容为:
2.3.7 测量数据记录
测量电容数据要形成记录,以便于连续监控电容值的变化。记录内容应包括但不限于以下内容:
(1)被测电缆的相关信息,如型号规格、工艺控制要求等;
(2)测量时间、样品长度、测量数据、测量人员;
(3)测量仪器的相关信息,如型号、准确度等级、制造厂、编号,检定/校准日期等;
(4)测量时的环境条件,如温度、湿度,以及测量容器中的水温;
2.3.8 数据图表
利用同轴电缆芯线电容测量装置,测量型号为50-5芯线,各时段样品的测量结果及变化曲线见表2。只要在数据表(电子版)中输入数据,就会自动绘制曲线。该图表可以监视芯线电容的变化情况。
2.3.9 温度对电容的影响。
不同绝缘材料的电缆芯线,其电容随温度变化而改变。例如如表3所示。
测量电容时要考虑温度带来的误差。实际情况下同轴电缆芯线的发泡度不同,温度影响程度也不同。为了减小温度对测量结果的影响,要测量容器中的水温,根据实测温度,将测量结果修正到20℃时的电容值。
2.4 电容测量结果的误差来源分析
(1)用于测量芯线电容值的电容测试仪(LCR数字电桥TH2819A)的基本允许误差:±0.05%;
(2)量取芯线长度时的测量误差。以75Ω电缆为例,一般为50pF/m,长度测量误差约为±0.5mm,电容误差为±0.025pF,相对误差为±0.05%;
(3)芯线浸入水中时刻线与水面相切,调节位置时视觉误差带来的测量误差,约为±0.5 mm,电容误差为±0.025 pF,相对误差为±0.05%;
(4)外部电磁干扰对显示值波动、读数估计带来的测量误差。由实际测量时估计,约±0.005pF,相对误差为±0.01%:
(5)测量过程中的温度变化引起的误差,若温度变化±3℃,约±0.05 pF,相对误差为±0.1%;
(6)由测量重复性引起的测量误差,从实际测量情况看约±0.005 pF,相对误差为±0.01%。
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