介质损耗因数
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 962——2005
高压介质损耗测试仪通用技术条件
General technical specifications of the high voltage dielectric loss detector
2005-02-14发布 2005-06-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布
目次
前言···································································································································
1 范围·····························································································································
2 规范性引用文件·········································································································
3 术语和定义·················································································································
4 型号命名·····················································································································
5 技术要求·····················································································································
6 试验方法·····················································································································
7 检测规则·····················································································································
8 标志、标签、使用说明书························································································
9 包装、运输、贮存····································································································
前言
本标准是根据国家经济贸易委员会《关于确认1998年度电力行业标准制、修订计划项目的通知书》（国经贸电力[40号]）下达的任务安排规定的。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由全国高电压试验技术标准化分技术委员会归口并负责解释。
本标准由武汉高压研究所负责起草。
本标准能加起草单位：浙江省电力试验研究所
华中电力集团
福建凯特发展总公司
上海思源电气有限公司
本标准主要起草人：王建、许灵洁、詹智民、蔡国清、张晓国。
高压介制损耗测试仪技术通用条件
1 范围
本标准规定了采用数字测量技术自动测量的高压介质损耗试仪（以下简称介损仪）的定义、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、标签、使用说明书、包装、运输、贮存。
本标准适用于介损仪的生产、检验、使用和维修，也适用绝缘油的损耗测试仪。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而鼓励根据本标准达成协义的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB191包装储运图示标志（EQV ISO780：1997）
GB/T6587.2 电子测量仪器温度试验
GB/T6587.3 电子测量仪器湿度试验
GB/T6587.4 电子测量仪器振动试验
GB/T6587.5 电子测量仪器冲击试验
GB/T6587.6 电子测量仪器运输试验
GB/T6587.7 电子测量仪器基本安全试验
GB/T6587.8 电子测量仪器电源频率和电压试验
GB/T6592—1996 电工和电子测量设备性能表示
GB/T6593 电子测量仪器质量检验规则
GB/T11463—1989 电子测量仪器可靠性试验
GB/T11436 工业产品保证文件总则
JJG183—1992标准电容器
JJG563—2004高压电容电桥
3 术语和定义
3.1
高压介质损耗测试仪high-voltage dielectric loss detector
简称介损仪，是指采用高压电容电桥的原理，应用数字测量技术，对介质损耗因数和电容量进行自动测量的一种新型仪器。
3.2
正接线方式measurement of ungrounded test objects
一种用于测量不接地的试品的方法，测量时介损仪测量回路处于地电位。
3.3
反接线方式measurement of grounded test objects
一种用于测量接地的试品的方法，测量时介损仪测量回路处于高电位。
3.4
侧接线方式measurement of grounded test objects with side connection
一种用于测量接地试品的方法，测量时从地电位端取信号。
3.5
内施法 test with internal voltage
使用介损仪内附高压电源和标准电容器进行试验，直接得到测量结果。
3.6
外施法 test with external voltage
使用外部高压试验电源和标准电容器进行试验，对介损仪的示值按一定比例关系进行计算得到测量结果的方法。
4型号命名
产品型号或代号——设计序号
5 技术要求
5.1使用环境条件
a）环境温度：0℃～40℃；
b）环境湿度：30%～90%；
c）海拔度不超过1000m。
注：对使用在海拔高度1000 m以上的介损仪，其绝缘水平应考虑大气条件的影响。
5.2 交流电源
a）电源电压：单相220×（1±10%）V；
b）频率：50Hz±0.5Hz；
c）波形：正弦波，波形失真度不大于5%.
5.3 主要技术参数
5.3.1 测量范围
介损仪的介质损耗因数的测量范围为0～0.1，在10kV试验电压下，电容内施法测量范围不小于40000pF。绝缘油损耗测试仪的电容量测量范围为20pF～200pF。
注：对于电容量大于40000pF的被试品，例如直流滤波电容器，可以使用介质仪的外施法测量。
5.3.2介损仪的误差表示方法
a)介质损耗因数示值误差
ΔD±（a%+D+D O）
式中ΔD——介质损耗因数示值绝对误差限值；
a ——介质损耗因数示值允许的相对误差
D ——介质损耗因数测量示值：
D O——介质耗因数固定项误差。
b)电容量示值误差。
ΔC±（b%+C+C O）
式中ΔC——电容量示值绝对误差限值；
b——电容量示值允许的相对误差；
C——电容量示值；
C O——电容固定项误差。
c）介损仪的介质损耗因数示值允许的相应对差a从下列数中选取：0.5、1、2、5、10；电容量示值允许的相对误差b应从下列数值中选取0.2、0.5、1、2、5。
d）介损仪因数固定误差D O的选取要求：在介质损耗因数0～0.1的范围内，正接线方式测量时，介损仪的固定项误差应不大于0.0005；反接线方式测量时，介损仪的固定项差应不在于0.001；绝缘油损耗测
试的介质损耗因数固定项目应不大于0.0002。
e）介损仪电容量固定项误差C O的选取要求：在电容量0pF～200pF的范围内，其误差应不大于2pF；在电容量为200pF及以上时，其固定项误差应不大于5pF；绝缘油损耗测试仪在电容量20pF～200pF的范围内，介损仪的固定项误差应不大于2pF。
5.3.3示值误差
在测量范围同，任一校准点的示值误差，应不大于允许误差。
5.3.4示值重复性
用实验标准差来考核介损仪示值重复性，每个量限内的实验标准差应不大于该限允许误差的1/10。5.3.5最小分辨力
介损仪的介损耗因数测量最小分辨力应不低于0.0001。油介损仪的介质损耗因数测量最小分辨力应不低于0.00002。
5.3.6内附高压电源技术参数
a)高压电源的额定输出电压应不低于10kV
b）输出电压示值误差应不低于±3%；
c）输出电压波形应为正弦波，其波形失真度不大于5%；
d）输出电压的频率应采用50Hz，如果为了抗干扰的目的，输出电压的频率应在45Hz～65Hz的范围内选取；
e）高压电源的容量应不小于750V A.
5.3.7 上接高压标准电容器
高压标准电容器的介质损耗因数不得大于5×10-5，在额定工作电压也低于10kV。
5.4介损仪应具备的功能
a）介损仪的测量结果应有保持功能，且介质损耗因数显示为50Hz的测量值；
b）介损仪应具有高压击穿保护、过流保护功能；
c）除手动升压的介损仪外，在采样结束或显示测量之后，介损仪应能自动切断高压电源；
5.5绝缘性能
5.5.1绝缘电阻
a）介损仪电源端子对机壳的绝缘电阻不应小于2MΩ；
b）介损仪高压输出端子对机壳的绝缘电阻不应小于50 MΩ。
5.5.2 介电强度
a）介损仪电源电路与外壳之间的绝缘应能耐受50Hz、1、5KV交流电压，历时1min。试验期间不应发生闪络和击穿；
b）介损仪高压输出端子与外壳之间的绝缘应能耐受50Hz、15kV交流电压，历时1min。试验期间不应发生闪络和击穿；
5.6外观及标记
产品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，外壳上应有明显或可靠接地端子。介损仪上应有型号、名称、试验接线图、允许误差以及使用的测量频率、测量范围，参
考电流工作范围和出厂编号、出厂日期，制造厂名称等标记。
5.7电源频率与电压试验
介损仪应能满足GB/T6587.8的试验。
5.8温度试验
介损仪应能承受GB/T6587.2中组别为Ⅱ的温度试验。
5.9湿度试验
介损仪应能承受GB/T6587.3中组别为Ⅱ的湿度试验。
5.10机械性能
5.10.1振动试验
介损仪应能承受GB/T6587.4中组别为Ⅱ的振动试验。
5.10.2击冲实验
介损仪应能承受GB/T6587.5中组别为Ⅱ的击冲实验。
5.10.3运输实验
介损仪应能承受GB/T6587.6中组别为Ⅱ的运输实验。
5.11可靠性
介损仪的平均故障时间（MTBF）就不小于1000h。
6 试验方法
6.1示值误差校准
6.1.1校准时环境条件
a）环境温度：15℃～25℃；
b）环境湿度：40%～65%；
c）海拔度不超过1000m。
6.1.2 校准时使用的电源
a）电压：单相220×（1±5%）V；
b）频率：50Hz±0.2Hz；
c）波形：正弦波，波形失真度不大于3%.
6.1.3校准时使用的标准器
a）标准器为串联损耗器；
b）标准器的允许误差绝对值小于介损仪允许误差绝对值1/4；
c）标准器的额定电压应大于介损仪的额定输出电压；
d）标准器的年稳定性误差应小于被校准介损仪的允许误差绝对值的1/10；
e）如果标准损耗满足不了6.1.3b）、d）的要求，可以当场校准当场用的原则，即用准确度已校准的高压电容电桥标定损耗实际值，然后立即用被校准介损仪测量已校的标准损耗器，用其测量值与损耗器的实际值进行比较，计算误差。
6.1.4校准点的选取
a）选取定值容电容（如100pF）的标准损耗器在介损仪损耗因数全量限内均匀选取20个校准点进行示值误差校准；
b）选取若干定值电容（如25pF、50pF、1000pF、10000pF）的标准损耗器在介损仪损耗因数量限范围内选取上、中、下、三个校准点进行示值误差校准。
6.1.5外施法校准方法
外施法的校准方法采用JJG563—2004附录A“等功率电桥法”附录B“低压导纳法”进行介损仪的介损档和比例档校准。
6.2示值重复性试验
在每个量限内，对同一个测量点连续测量10次，用贝塞尔公式［见式（３）］计算实验用标准Ｓ：
1
)(1
2
??=
∑=n x x
S n
i i
（3）
式中——每次测量的结果 i x
x ——次测量结果的平均值； n n ——测量次数，等于10。
6.3 最小分辨力试验
介损仪的介质损耗因数测量的最小分辨力可在0～0.001的范围内进行，测试的方法是：先用介损仪
测量0.0005标准值，取得D 1再测量0.0006标准值，取得读数为D 2。比较两个数D 1、D 2，即可判定该介损仪分辨力。
6.4内附高压电源试验 6.4.1输出电压值误差的校准
a ）输出电压值误差采用直接测量法校准，标准器采用高压分压器（或标准电压互感器）测量系统，其综合误差应不超过产品中输出电压示值差的1/3；
c ） 对于固定输出电压的高压电源，其每一点输出电压的示值均应校准，每点重复三次，取其平均匀值作为实际值。对于输出电压连续可调的电压电源，按1kV 递增选取校准点，也可根据需要增加校准点，按升压和降压分别测二次，取其平均值作为实际值。 6.4.2输出电压的玻形失真度测量
将失真度测量仪接于分压器（或标准电压互感器）的二次端，在额定输出电压下进行测量。失真度的示值误差应不大于10％，
6.4.3高压电源的容量试验
a) 按式（4）选择负载容抗N
N
C S U X 9.02=
式中：U N ——内部高压电源的额定输出电压；
S N ——内部高压电源的额定输出容量； b ）按图 1连接测量线路。
c ）选择额定电压，开启电源，或者逐渐升高输出电压至额定值，记下高压分压器（或标准电压互感器）测量系统的读数和毫安表的读数，按式（5）计算输出容量S O ，测量结果应符合产品标准的规定；
SO=V×I （5）
式中：V——高压分压器（或标准电压互感器）测量系统的测量值；
I——交流毫安表读数。
6.4.4 外接高压标准电容器的校准
采用直接测量法或替代法校准，样准装置应符合JJG183—1992中第4章的要求。
6.5 介损仪应具备的功能试验
查阅介损仪的使用说明书，确定其是否具备5.4的功能，验证试验可用目测结合误差试验同时进行。
6.6 绝缘性能试验
6.6.1 绝缘电阻
a)按GB/T6587.7的试验程序进行。介损仪处于非工作状态，开关置于接通位置，测量电源端子对机壳的绝缘电阻，电源端子以机壳的绝缘电阻使用500V的绝缘电阻表进行试验。
b)介损仪高压输出端子对机壳的绝缘电阻使用2500V的绝缘电阻表进行试验。
6.6.2 介电强度试验
a)介损仪处于非工作状态，开关置于接通位置，测量电源端子机壳的绝缘电阻，在电源端子与机壳之间施加1.5kV的交流电压，历时1min；
b) 在介损仪高压输出端子与机壳之间施加15kV的交流电压，历时1min。
6.7 电源频率与电压试验
按GB/T6587.8的试验方法进行试验。
6.8 温度试验
根据5.7的要求，按GB/T6587.2规定的试验要求和试验方法进行。
6.9 湿度试验
根据5.8的要求，按GB/T6587.3规定的试验要求和试验方法进行。
6.10 机械性能试验
6.10.1 振动试验
根据5.10.1的要求，按GB/T6587.4规定的试验要求和试验方法进行。
6.10.2 冲击试验
根据5.10.2的要求，按GB/T6587.5规定的试验要求和试验方法进行。
6.10.3 运输试验
根据5.10.3的要求，按GB/T6587.6规定的试验要求和试验方法进行。
6.11 可靠性试验
按GB/T11463—1989中表1定时定数截尾试验方案1-1的规定进行。依据可靠性试验方案主要失效判据规定，做出可靠性试验判决。
7 检验规则
产品检验分型式检验、出厂检验和常规检验，检验项目见表1。
表1
序号检验项目型式检验出厂检验常规检验
1 外观检查●●●
2 示值误差●●●
3 重复性试验●●●
4 最小分辨力试验●●○
5 内附高压电源试验●●○
6 介损仪的应具备的功能试验●●●
7 绝缘电阻试验●●●
8 介电强度试验●●●
9 电源频率与电压试验●●○
10 温度试验●○○
11 湿度试验●○○
12 振动试验●○○
13 冲击试验●○○
14 运输试验●○○
17 可靠性试验●○○
注：●表示规定必须做的项目。
7.1 型式试验
型式试验的目的在于检验产品设计的合理性和在本技术条件下的适应性。
7.1.1 应进行型式试验的情况
a)新产品定型鉴定前：
b)正式投产后，如设计、工业材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时；
c)产品停产1年以上又重新恢复生产时；
d)国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式检验要求时。
7.1.2 型式检验的抽样与判定
型式检验的抽样与判定按GB/T6593的要求进行。
7.2 出厂检验
出厂检验的目的在于检验产品制造过程中的缺陷和测量准确度。
对每件产品均需进行出厂检验。
7.3 常规检验
介损仪所测数据直接影响电力系统安全运行，使用中的介损仪必须每年检验一次，以保证介损仪测量准确可靠。
8 标志、标签、使用说明书
8．1 标志
每台介损仪必须在机箱的显著位置设置持久明晰的标志或铭牌，标志下列内容：
a) 介损仪的型号、代号及产品标准编号；
b) 产品名称的全称；
c) 制造厂名全称及商标；
d) 技术指标；
e) 试验接线图；
f) 出厂年月及编号；
g) 安全注意事项。
8.2 标签
a) 介损仪的名称、产品标准编号、商标；
b) 生产企业名称、详细地址、产品原产地；
c) 种类、规格、型号、等级；
d) 许可证号。
8.3 使用说明书
介损仪的使用说明书应给出如何安全和正确地使用本设备的全部信息。其信息应包括下列内容：
a)工作原理框图；
b)主要技术指标及主要功能；
c)面板说明；
d)试验接线图；
e)操作规范或步骤；
f)安全注意事项；
g)产品成套性；
h)保修事项；
i)常见故障及解决办法。
8.4 包装标志
包装箱上应以不易洗刷或脱落的涂料作如下标记：
a) 发货厂名、产品名称、型号；
b) 收货单位名称、地址、到站；
c) 包装箱外尺寸（长×宽×高）及毛重；
d) 包装箱外面书写“防潮”、“向上”、“小心轻放”等字样。
9 包装、运输 贮存
就在产品的标准中规定包装、运输、贮存要求或引用有关的包装、运输、贮存标准。
9.1 包装
9.11 包装前的检查
a)产品的合格证（产品合格证的编写应符合GB/T14436的规定）和技术文件、附件、备品、备件齐全；
b)装箱单和随机备附件清单齐全；
c)产品外观无损伤；
d)产品表面无灰尘。
9.1.2 包装的一般要求
产品应有内包装和外包装，可动部分应锁紧扎牢，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防振等措施。
9.2 运输
产品应适合于陆运、空运、水运（海运），运输装卸按包装箱上的标志进行操作。
9.3 贮存
包装完好的介质仪应满足GB191规定的贮存运输要求，长期不用的介损仪应保留原包装，在相对湿度不大于85%的库房内贮存，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体或灰尘以及雨、雪的侵害。
介质损耗详解
1、介质损耗 什么就是介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导与介质极化得滞后效应,在其内部引起得能量损耗。也叫介质损失,简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下,电介质内流过得电流相量与电压相量之间得夹角(功率因数角Φ)得余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数,就是指介质损耗角正切值,简称介损角正切。介质损耗因数得定义如下: 如果取得试品得电流相量与电压相量,则可以得到如下相量图: 总电流可以分解为电容电流Ic与电阻电流IR合成,因此: 这正就是损失角δ=(90°-Φ)得正切值。因此现在得数字化仪器从本质上讲,就是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备得绝缘状况就是一种传统得、十分有效得方法。绝缘能力得下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降得原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损得同时,也能得到试品得电容量。如果多个电容屏中得一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显得变化,因此电容量也就是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数就是功率因数角Φ得余弦值,意义为被测试品得总视在功率S中有功功率P所占得比重。功率因数得定义如下: 有得介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不就是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ (1) 容量与误差:实际电容量与标称电容量允许得最大偏差范围、一般使用得容量误差有:J级±5%,K 级±10%,M级±20%、 精密电容器得允许误差较小,而电解电容器得误差较大,它们采用不同得误差等级、 常用得电容器其精度等级与电阻器得表示方法相同、用字母表示:D级—±0、5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%、 (2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受得最大直流电压,又称耐压、对于结构、介质、容量相同得器件,耐压越高,体积越大、 (3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量得相对变化值、温度系数越小越好、 (4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小得、一般小容量得电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆、电解电容得绝缘电阻一般较小、相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小、 (5) 损耗:在电场得作用下,电容器在单位时间内发热而消耗得能量、这些损耗主要来自介质损耗与金属损耗、通常用损耗角正切值来表示、 (6) 频率特性:电容器得电参数随电场频率而变化得性质、在高频条件下工作得电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小、损耗也随频率得升高而增加、另外,在高频工作时,电容器得分布参数,如极片电阻、引线与极片间得电阻、极片得自身电感、引线电感等,都会影响电容器得性能、所有这些,使得电容器得使用频率受到限制、 不同品种得电容器,最高使用频率不同、小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ、 不同材质电容器,最高使用频率不同、COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次 之,Y5V(Z5U)最差、 贴片电容得材质规格 贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同得材质规格,不同得规格有不同得用途、下面我们仅就常用得NPO、X7R、Z5U与Y5V来介绍一下它们得性能与应用以及采购中应注意得订货事项以引起大家得注意、不同得公司对于上述不同性能得电容器可能有不同得命名方法,这里我们引用得就是敝司三巨电子公司得命名方法,其她公司得产品请参照该公司得产品手册、 电流互感器介质损耗试验作业指导书 试验目的： 能有效发现绝缘受潮、劣化以及套管绝缘损坏等缺陷；测量电容型电流互感器末屏对地的tanδ主要是检查电流互感器底部和电容芯子表面的绝缘状况。 试验仪器： 泛华AI-6000E 自动抗干扰精密介损测试仪 试验接线： （1）一次绕组对末屏tanδ 1K1 N L1L2 HV Cx CT 介损仪1K22K12K23K13K2 4K14K2CT （2）末屏对地tanδ 1K1 N L1L2 HV Cx CT 介损仪1K22K12K23K13K2 4K14K2CT 屏蔽线 试验步骤： 1) 办理工作许可手续； 2) 向工作人员交代工作内容、人员分工、带电部位，进行危险点告知，并履行确认手续后开工； 3) 准备试验用的仪器、仪表、工具，所用仪器、仪表、工具应良好并在合格周期内； 4) 在试验现场周围装设围栏，打开高压警示灯，摆放温湿度计，必要时派专人看守； 5) 抄录被试电流互感器的铭牌参数； 6) 检查被试电流互感器的外观是否完好，必要时对套管进行擦拭和烘干处理； 7) 两人对电源盘进行验电，同时检测电源盘的漏电保护装置是否可靠动作； 8)将介损测试仪水平放稳； 9)按试验接线图进行接线； 10)确认接线正确后，试验人员撤到绝缘垫上，相关人员远离被试品； 11)大声呼唱，确认相关人员都在安全距离外，接通电源，打开仪器开关； 12)正确设置仪器的参数，一次绕组对末屏采用正接线，试验电压10kV，末屏对地采用反接线，试验电压2kV； 13)得到工作负责人许可后，按下“启动”按钮开始测量，测量完毕后记录测量数据； 14)关闭仪器开关，断开电源； 15)用放电棒对电流互感器充分放电； 16)拆除试验接线（先拆测量线，再拆接地线，拆接地线时先拆设备端，再拆接地端）； 17)整理仪器，记录温度和湿度，把仪器放回原位； 18)测量数值与标准或历史数据比较，判断是否合格，撰写试验报告。 试验标准： 交接标准： 1)互感器的绕组tanδ测量电压应为10 kV，末屏tanδ测量电压为2 kV； align="center"> 图5-2 绝缘介质的等效电路 表5-2 绝缘电阻测量结果 绝缘电阻/MΩ(每隔60s测一次) tanδ与施加电压的关系决定于绝缘介质的性能、绝缘介质工艺处理的好坏和产品结构。当绝缘介质工艺处理良好时，外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线，且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。当施加电压达到某一极限值时，tanδ曲线开始向上弯曲，见图5-8曲线1。 如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等，则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。另外，由于工艺处理不好的绝缘介质在极低电压下就会发生局部放电，所以，tanδ曲线就会较早地向上弯曲，且电压上升和下降时测得的tanδ值是不相重合的，见图5-8曲线2。 当绝缘老化时，绝缘介质的tanδ反而比良好绝缘时要小，但tanδ开始增长的电压较低，即tanδ曲线在较低电压下即向上弯曲，见图5-8曲线3。另外，老化的绝缘比较容易吸潮，一旦吸潮，tanδ就会随着电压的上升迅速增大，且电压上升和下降时测得的tanδ 值不相重合，见图5-8曲线4。 2.2 温度特性 图5-6 绝缘介质等值电流相量图 I C—吸收电流的无功分量I R—吸收电流的有功分量 —功率因数角δ—介质损失角 图5-7 绝缘介质简化等效电路和等值电流相量图 (a)等效电路(b)等值电流相量图 C x—绝缘介质的总电容R x—绝缘介质的总泄漏电阻I Cx—绝缘介质的总电容电流I Rx—绝缘介质的总泄漏电流 图5-8 绝缘介质tanδ的电压特性 tanδ随温度的上升而增加，其与温度之间的关系与绝缘材料的种类、性能和产品的绝缘结构等有关，在同样材料、同样绝缘结构的情况下与绝缘介质的工艺干燥、吸潮和老化程度有关。 对于油浸式变压器，在10℃～40℃范围内，干燥产品的tanδ增长较慢;温度高于40℃，则tanδ的增长加快，温度特性曲线向上逐渐弯曲。为了比较产品不同温度下的tanδ，GB/T6451—1999国家标准规定了不同温度t下测量的tanδ的换算公式。 tanδ2＝tanδ1·1.3(t1-t2)/10 (5-2) 式中tanδ2——油温为t2时的tgδ值，%; tanδ1——油温为t1时的tgδ值，%。 3 tanδ测量方法 3.1 测量仪器及测量电压 关于介质损耗的一些基本概念 （泛华电子） 1、介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义 如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此： 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。功率因数的定义如下: 有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ 固体绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波长在内）下相对介电常数和介质损耗因数的试验方法 本标准等效采用国际标准 IEC 250（1969）《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波长在内）下相对介电常数和介质损耗因数的推荐方法》，只是去掉其中液体试样及其试验部分。 1主题内容与适用范围 本标准规定了固体绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波长在内）下相对介电常数和介质损耗因数的试验方法。 本标准适用于 15 HZ～300 MHZ频率范围内测量固体绝缘材料的相对介电常数、介质损耗因数，并由此计算某些数值，如损耗指数。 测量所得的数值与一些物理条件，例如频率、温度、湿度有关，在特殊情况下也与场强有关。 2定义 2.1相对介电常数 绝缘材料的相对介电常数。r是电极间及其周围的空间全部充以绝缘材料时，其电容 Cx与同样构型的真空电容器的电容C0之比： Er=CX／C0………………………………………（ 1） 在标准大气压下，不含二氧化碳的干燥空气的相对介电常数等于 1． 000 53。因此，用这种电极构型在空气中的电容C。来代替C。测量相对介电常数时，有足够的精确度。在一个给定的测量系统中，绝缘材料的介电常数是该系统中绝缘材料的相对介电常数。与真空介电常数的乘积。 真空介电常数： E0=8.854×10-12F/m≈1×10-9F/36πm………………………（ 2） 在本标准中用PF／cm来计算，真空介电常数为： E0=0.08854pF/cm 2. 2介质损耗角 6 绝缘材料的介质损耗角a，是由该绝缘材料作为介质的电容器上所施加的电压与流过该电容器的 电流之间的相位差的余角。 2．3介质损耗因数tanδ 绝缘材料的介质损耗因数是介质损耗角E的正切tanE。 2.4损耗指数E n 绝缘材料的损耗指数E n，等于该材料的介质损耗因数不清tanE与相对介质常数e的乘积。 2.5相对复介电常数E 绝缘材料的相对复介电常数是由相对介电常数和损耗指数结俣而得出的。 Er=Er-JEr Er=Er 式中：Er是2.1条中所定义的相对介电常数。 E=Etane 有介质损耗的电容量，在任何经定的频率下既可用电容Cs和电阻Rs的串联回路来表示： 电介质在交变电场作用下，所积累的电荷有两种分量：(1)有功功率。一种为所消耗发热的功率，又称同相分量；(2)无功功率，又称异相分量。异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。 通常用正切tanδ表示。tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率；C为介质电容；R为损耗电阻)。介电损耗角正切值是无量纲的物理量。可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。对一般陶瓷材料，介质损耗角正切值越小越好，尤其是电容器陶瓷。仅仅只有衰减陶瓷是例外，要求具有较大的介质损耗角正切值。橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。在橡胶作介电材料时，介电损耗是不利的；在橡胶高频硫化时，介电损耗又是必要的，介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。 电介质损耗（dielectric losses ）：电介质中在交变电场作用下转换成热能的能量。这些热会使电介质升温并可能引起热击穿，因此，在电绝缘技术中，特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合，应尽量采用介质损耗因数（即电介质损耗角正切tgδ，它是电介质损耗与该电介质无功功率之比）较低的材料。但是，电介质损耗也可用作一种电加热手段，即利用高频电场（一般为0.3～300 兆赫）对电介质损耗大的材料（如木材、纸、陶瓷等）进行加热。这种加热由于热量产生在介质内部，比外部加热的加热速度快、热效率高，且加热均匀。频率高于300兆赫时，达到微波波段，即为微波加热（家用微波炉即据此原理）。 电介质损耗按其形成机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。前两者分别与电介质的弛豫极化和共振极化过程有关。对于弛豫损耗，当交变电场的频率ω＝1／τ时，介质损耗达到极大值，τ为组成电介质的极性分子和热离子的弛豫时间。对于共振损耗，当电场频率等于电介质振子固有频率（共振）时，损失能量最大。电导损耗则是由贯穿电介质的电导电流引起，属焦耳损耗，与电场频率无关。 电容介质损耗和电流电压相位角之间的关系 又称介电相位角。反映电介质在交变电场作用下，电位移与电场强度的位相差。在交变电场作用下，根据电场频率、介质种类的不同，其介电行为可能产生两种情况。对于理想介质电位移与电场强度在时间上没有相位差，此时极化强度与交变电场同相位，交流电流刚好超前电压π/2。对于实际介质而言，电位移与电场强度存在位相差。此时介质电容器交流电流超前电压的相角小于π/2。由此，介质损耗角等于π/2与介质电容器交流电流超差电压的相角之差。 介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。 介质损耗检测的意义及其注意问题 （1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。 工频介电常数及介质损耗测试仪 GCSTD-C 产 品 技 术 方 案 书 北京冠测精电仪器设备有限公司材料电极液体电极 GCSTD-C工频介电常数及介质损耗测试仪 满足标准： GB/T1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法 GB/T 5654-2007 液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量 GB/T 21216-2007 绝缘液体测量电导和电容确定介质损耗因数的试验方法 GB/T 1693-2007 硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T 5594.4-1985__电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法__介质损耗角正切值的测试方法 …………………………………………………………………………………………… 一、产品概述 本仪器是一种先进的测量介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）的仪器，测量各种绝缘材料、绝缘套管、绝缘液体、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）。具有操作简单、中文显示、打印、使用方便、无需换算、自带高压，抗干扰能力强，测试时间短等优点。 本测试仪采用变频电源技术，利用单片机和电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算，达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、操作简便的功能。 二、性能特点 1、仪器测量准确度高，可满足油介损测量要求，因此只需配备标准油杯，和专用测试线即可实现油介损测量。 2、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。 3、过流保护功能，在试品短路或击穿时仪器不受损坏。 4、内附标准电容和高压电源，便于现场测试，减少现场接线。 5、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。 三、技术指标 技术指标 1、试验环境温度：10℃～30℃（LCD液晶屏应避免长时间日照） 2、相对湿度：20%～80% 3、供电电源：电压：220V±10% 4、外形尺寸：长*宽*高=470mm*320mm*360mm 5、重量：16kg 6、输出功率：1.5KV A 电容和介质损耗测量 一试验目的 测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目。因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验。测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。 二概念及原理 介质损耗是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率因数角(Φ)，而余角(δ)简称介损角。 介质损耗正切值δ tg又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。 介质损耗因数（δ tg）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘的试验等都是不可缺少的。因为测量绝缘介质的δ tg值是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法。在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极化损耗。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 合成，因此： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流I R 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cos Φ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般cosΦ 1、介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此： 这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。 4、功率因数cosΦ 功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。功率因数的定义如下: 有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。一般 cosΦ 介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。 介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。 介质损耗检测的意义及其注意问题 （1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。 （2）值反映了绝缘的状况，可通过测量tanδ=f(ф)的关系曲线来判断从良状态向劣化状态转化的进程，故tanδ的测量是电气设备绝缘试验中的一个基本项目。 （3）通过研究温度对tanδ值的影响，力求在工作温度下的tanδ值为最小值而避开最大值。 （4）极化损耗随频率升高而增大，尤其电容器采用极性电介质时，其极化损耗随频率升高增加很快，当电源中出现高次（如3次、5次）谐波时，就很容易造成电容器绝缘材料因过热而击穿。 （5）用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的tanδ必须很小，否则所测冲击电压通过电缆后将发生严重的波形畸变，影响到测量的准确性。 数字化测量介质损耗角的方法 新闻出处：谢家琪发布时间： 2007年03月12日 摘要：总结了介损模拟测量方法存在的不足。 对当前几种典型的介质损耗数字化测量方法进 行了介绍，讨论了每种方法的优缺点和实际应用中出现的一些问题，并对介损数字化测量的发展前景进行了展望。 关键词：介质损耗数字化测量 1 引言 高压电气设备中，对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义。在高压预防性试验中，介质损耗因素的测量属于高准确度测量，通常是在被测试品两端加以工频50Hz的高电压（10kV），使被测试品流过一个极其微小的电流，利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗大小。这种高电压、微电流、小角度的精密测量要求测量系统应具有很高的灵敏度和准确性，在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力。 过去介质损耗角的测量采用模拟测量方法，主要有谐振法、瓦特表法和电桥法，谐振法只适用于低压高频状态下的测量。瓦特表法是由介质损失的功率和经过的电流计算求得，瓦特表法由于测量准确度低，现已基本淘汰。电桥法是采用交流电桥差值比较原理，准确度相对较高，其典型代表是西林电桥，见图1所示。由电桥平衡条件可得出被试品的电容值Cx及tanδ: CX=(R4/R3)CN tanδ=ωC4R4 一．测量介质损耗角正切值tg 有何意义？ 介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵敏 度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常tg 值为0.5％，而当受潮后tg 值为3.5％，两个数据相差7倍；而用测量绝缘电阻检测，受潮前后的数值相差不大。 由于测量介质损耗因数对反映上述缺陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及电 力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器等电气设备的介损测试《规程》都作了规定。 二．当前国内抗干扰介损测试仪的现状及技术难点？ 抗干扰介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的QS1西林电桥正被智能型的抗干扰介损测试仪取代，新一代的抗干扰介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前抗干扰介损测试仪发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面： （1）抗干扰能力 由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场 的干扰，目前抗干扰介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。 （2）反接法的测试精度问题 现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测 试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。 三．什么是“全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？ 所谓“全自动反干扰源”，即抗干扰介损测试仪内部有一套检测装置，能检测到外 界干扰信号的幅值和相位，将相关信息传送给CPU，CPU输出指令给“反干扰源控制装置”，该装置会在抗干扰介损测试仪内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试过程，“反 干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源”。 四．传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？ 1、倒相法 将抗干扰介损测试仪工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情况下有一定的效果。 2、移相法 思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达到减 弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。 3、异频法 浅谈电容型电流互感器末屏介质损耗因数测量 电力系统中运行着大量的110kV及以上的电容式电流互感器，我们管理处淮安站室外变电所就运行着着这样的设备，在平时的预防性试验中我们需要做电容式电流互感器末屏对地介质损耗因数的测量，而这个试验项目是反映电容型电流互感是否受潮的非常有用的办法。它在发现绝缘受潮、老化等分布性缺陷方面比较有效，主要是检查电流互感器底部和电容芯子表面的绝缘状况。下面首先通过电容型电流互感器的原理结构图来具体分析电容型电流互感器末屏介质损耗因数测量的必要性。原理结构图如下图： 根据这种电容式电流互感器的结构我们不难发现，若互感器进水受潮后，水分多数情况下不会先渗透进电容屏层间使其受潮，而是慢慢沉积到电流互感器油箱的底部。而不管是测量一次对末屏或者是一 次对末屏、二次绕组及地的介损，都不能有效的发现电流互感器端部进水受潮的情况。而测量末屏对二次及地之间的介损则能有效的发现电流互感器端部进水受潮的缺陷。 电流互感器末屏对二次及地之间，可以看作一个等效电容，它是由油纸、变压器油与末屏引出线对地电容并联组成。末屏的介质损耗因素的大小与以上所述的并联绝缘介质的性能有很大关系，包括它们各自的电容量和介损。即： 212211tg C C tg C tg C ++δδδ＝总 其中11δtg C 是末屏对二次及地的真实电容值和损耗值，22δtg C 是末屏引出线对地的电容值和损耗值，可见末屏引出线的对地电容对末屏的实际介质损耗因素的影响是存在的。当22δtg C 很大时，其影响不能忽略不计，所以末屏引出线的结构不同对末屏介损测量影响也是很大的。 我们平时测量末屏对地介质损耗因数tg δ及电容量使用智能型全自动电桥。采用反接线加压在末屏与油箱座之间，试验电压2kV 。现场试验时存在三种不同的试验接线方式： 第一种：电流互感器一次侧悬空，二次侧短路接地，电桥的Cx 线接末屏，自动电桥的Cx 线的屏蔽端悬空（一次悬空）。 第二种：电流互感器的一次侧L1-L2短接然后接地，二次侧短路接地，电桥的Cx 线接末屏，自动电桥的Cx 线的屏蔽端悬空（一次接地）。 绝缘油介质损耗因数测定作业指导书 1.范围 本指导书适用于绝缘油（包括新油和运行油）介质损耗因数测定，规定了试验引用标准、仪器设备要求、作业程序、试验结果判断方法和试验注意事项等。制定本指导书的目的是规范操作、保证试验结果的准确性，为设备运行、监督、检修提供依据。除介质损耗因数测定的绝缘油其它相关试验不在本作业指导书范围内，参阅相应作业指导书。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本作业指导书。 GB5654 液体绝缘材料工频相对介电常数介质损耗因数和体积电阻率的试验方法 3.工作程序 3.1试验设备 绝缘油自动介质损耗测量仪。 3.2作业程序 3.2.1清洗油杯 试验前（必要时：当试验结果发现异常时，如数据分散性大或不合格）将油杯先用石油醚或清洗剂清洗干净，并在烘干箱烘干，温度设为105℃—110℃，时间为2h。 3.2.2空杯试验 将空杯升温至90℃，介质损耗角正切值应小于0.0001，即确认干净。 3.2.3装取油样 空杯先用被试油样冲洗两次以上，再装油样，静置10min。 3.2.4介质损耗角正切值测量 对被试油样升温至90℃，进行介质损耗角正切值测量。 3.2.5废油处理 1 试验完毕后，妥善处理好废油。应有专门容器存放废油，并定期进行集中处理，避免环境污染。 3.3试验结果判断依据 试验结果应满足表1要求。 表1 绝缘油介质损耗值 3.4 注意事项 a)测量仪器放置地点应无强大电磁干扰和机械震动并有可靠接地。 b)油杯要干燥和清洁，试样要有代表性，装入油时不能有气泡和杂质。 c)绝缘油自动介质损耗测量仪应定期校验。 4.原始记录与正式报告的要求 a)原始记录的填写要字迹清晰、完整、准确，不得随意涂改，不得留有空白，并在 原始记录上注明使用的仪器设备名称及编号。 b)当记录表格出现某些“表格”确无数据记录时，可用“/”表示此格无数据。 c)若确属笔误，出现记录错误时，允许用“单线划改”，并要求更改者在更改旁边签 名。 d)原始记录应由纪录人员和审核人员二级审核签字；试验报告应由拟稿人员、审核 人员、批准人员三级审核签字。 e)原始记录的记录人与审核人不得是同一人，正式报告的拟稿人与审核/批准人不得 是同一人。 f)原始记录及试验报告应按规定存档。 2 介质损耗测试相关问题 一．测量介质损耗角正切值tg 有何意义？ 介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常tg 值为0.5％，而当受潮后tg 值为3.5％，两个数据相差7倍；而用测量绝缘电阻检测，受潮前后的数值相差不大。 由于测量介质损耗因数对反映上述缺陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及电力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器等电气设备的介损测试《规程》都作了规定。 二．当前国内介损测试仪的现状及技术难点？ 介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的QS1西林电桥正被智能型的介损测试仪取代，新一代的介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前介损测试技术发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面： （1）抗干扰能力 由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场的干扰，目前介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。 （2）反接法的测试精度问题 现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。 三．什么是“全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？ 所谓“全自动反干扰源”，即仪器内部有一套检测装置，能检测到外界干扰信号的幅值和相位，将相关信息传送给CPU，CPU输出指令给“反干扰源控制装置”，该装置会在仪器内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试过程，“反干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源”。 四．传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？ 1、倒相法 将仪器工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情况下有一定的效果。 2、移相法 思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达到减弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。 3、异频法 这是近几年来发展起来的一种方法，其基本原理是工作电源的频率不是50Hz，即与工频不同，这样采样信号为两个不同频率信号（测试电流和干扰电流）的叠加，通过模拟滤波器和数字滤波器对信号滤波，衰减工频信号，以达到抗干扰的目的，实践表明：该方法的抗干扰能力优于“倒相法”和“移相法”，但在一些特定场合下，由于干扰影响，数据仍有偏差，甚至出现负值。另外，由于其自身原理特点存在几个方面的矛盾： 介质损耗角正切值的测量 一．实验目的： 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目： 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明： 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征, 介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。 目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1 型西林电桥。这种电桥工作电压为10Kv，电桥面板如图2-1 所示，其工作原理及操作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 图2-1 QS1西林电桥面板图 1． 工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组 成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： 图2-1 QS1西林电桥面板图 BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 44441R C j R Z Z BD ?+= =? 33R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1 = = 将各桥臂阻抗代入式2-？，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4 R R C C N X ? = 44R C tg ??=?δ （式2-2） 在电桥中，R 4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ） （式2-3） 即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。 变压器直流电阻和介质损耗试验 讲 义 变压器泄露电流试验 1、工作目的 检查变压器绝缘整体受潮，部件表面受潮或脏污，以及贯穿性的集中缺陷。 2、工作器材准备 温度计、湿度计、放电棒、万用表、直流发生器。 3、工作接线图 4、工作步骤 （1）将变压器各绕组引线断开，将试验高压引线接至被测绕组，其他非被测的绕组短路接地。 （2）按接线图（如图1所示）准备试验，保证所有试验设备、仪表仪器接线正确、指示正确。 （3）记录顶层油温及环境温度和湿度。 （4）将直流电源输出加在被试变压器绕组上，测量时，加压到试验电压，待1 min后读取泄漏电流值。 （5）被测绕组试验完毕，将电压降为零，切断电源，必须充分放电后再进行拆线操作。 5、工作标准 现的缺陷也基本一致，只是由于直流泄漏电流测量所加电压高，因而能发现在较高电压作用下才暴露的缺陷，故由泄漏电流换算成的绝缘电阻值应与兆欧表所测值相近。 （3）500 kV变压器的泄漏电流一般不大于30μA。 （4）任一级试验电压时，泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。 6、综合分析方法及注意事项 （1）工作危险点分析 1）测量前应断开变压器与引线的连接，并应有明显断开点。 2）变压器试验前应充分放电，防止残余电荷对试验人员的伤害。 3）为保证人身和设备安全，要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护。负责升压的人要随时注意周围的情况，一旦发现异常应立刻断开电源停止试验，查明原因并排除后方可继续试验。 4）接地线应牢固可靠。 5）注意对试验完毕的变压器绕组必须充分放电。 6）进行直流泄漏电流试验过程中，如发现泄漏电流随时间急剧增长或有异常放电现象时，应立即停止试验，并断开电源，将被测变压器绕组接地，充分放电后，再进行检查。 天津理工大学中环信息学院教案首页 题目：电气设备绝缘试验（一） 讲授内容提要： 1.测定绝缘电阻 2. 测定泄漏电流 3. 测定介质损耗因数 4. 局部放电测试 教学目的：理解绝缘监测和诊断的基本概念 教学重点：掌握绝缘电阻和泄漏电流的测量方法 教学难点：学会介质损耗角正切的测量方法 采用教具和教学手段：多媒体及板书 授课时间：2014年9月1日授课地点：新教学楼1108 教室注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。 第五章电气设备绝缘试验（一） 本次课主要内容： 1.测定绝缘电阻 2. 测定泄漏电流 3. 测定介质损耗因数 4. 局部放电测试 绝缘的监测和诊断技术分类： 1. 按照对设备造成的影响程度分类 非破坏性试验，即检查性试验：在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，判断绝缘内部的缺陷 包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等 破坏性试验，即耐压试验：以等价或高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤 包含的种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验 2. 按照设备是否带电的方式分类（两类） 离线：要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行 特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其周期性的离线试验更不易判断准确 在线：在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行 (一) 电容器介质损耗及电容量测量 一、实验背景 电容器是电路中三个最基本的元器件之一。在电路中，作为设计者常需要精确了解电容器的容量和损耗角的大小。测量电容器的电容量和介质损耗通常有多种方法，本实验采用施加交流电信号，通过与一个标准电容器上的电信号比较，测量出被测电容器上容量大小和损耗角。该方法还可用于材料、石油、电力以及化工等领域相关参数的测量。 二、实验目的 1、了解电容器的交流特性参数 2、了解比较法测量方法 3、了解智能化测量仪器的基础 三、实验原理 （一）介质损耗测量的基本理论 一个实际的元件，如电阻器、电容器和电感器，都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗等。也就是说，一个实际的R、L、C元件都含有三个参量：电阻、电感、电容。以电容为例，图1给出了电容器的等效模型。 图1 电容器等效模型 图（a）为理想电容器，阻抗；图(b)为考虑泄漏和介质损耗时的电容器，阻抗 ；图（c）为高频时考虑泄漏、引线电阻和电感时的电容器，阻抗 。本 实验中使用的模型为（b）。 通常用品质因数Q来衡量电感器、电容器以及谐振电路的质量，定义为： （1） 则对图（b）的电容器等效模型而言，其等效导纳为，品质因数为： （2） 上式中的和分别为电容器两端正弦电压的有效值和周期。对电容器而言，常用损耗角和损耗因数来衡量其 质量。把导纳画在复平面上，如图2所示，损耗角的正切为： （3） 图2 电容器介损示意图 损耗因数定义为： （4） 当损耗较小时，即较小时，有： （5） （二）介质损耗测试仪的工作原理 如图3所示，微处理器控制下的标准信号提供了待测电容和标准电容的激励信号，进而得到了标准介质信号 和待测介损信号，更换不同介损的电容器，可得到不同角度的信号。两路信号经放大、滤波、整形后，可得 到标准方波和待测方波两个信号，由处理器采集并计算两路信号的相位差。图中的选择器负责将标准信号和待测信号分时切换到上行测量支路，起到了电路相位自校准作用，得到了电路初始相角差。 待测信号经放大、滤波后分支出一支路送入转换电路和转换器TLC2543中，负责测量电容值。电流互感器介质损耗试验作业指导书
介质损耗因数(tanδ)试验
关于介质损耗的一些基本概念
固体绝缘材料介电常数、介质损耗试验方法
介质损耗
工频介电常数及介质损耗测试仪
介质损耗试验
介质损耗详解
介质损耗角
浅淡介质损耗测量的意义和方法
电容型电流互感器末屏介质损耗因数
绝缘油介质损耗因数测定作业指导书
介质损耗测试相关问题
介质损耗角正切值的测量
变压器直流电阻和介质损耗试验word版本
测定介质损耗因数
电容器介质损耗及电容量测量