介质损耗角正切值的测量【精选】
介质损耗角正切值的测量讲解
• 5、确定试验电压：Ue≥10kV,Us=10kV; Ue＜10kV,Us=Ue • 6、均匀升压至试验电压， tanσ调至Ⅰ档，逐渐 增大灵敏档（最后增至6-9档），与此同时调节 R3，直至微安表不再减小，然后调节tanσ（从大 倍率到小倍率），使微安表逐渐趋于零。如需要， 最后调节微调电阻，使微安表指示为零。 • 7、将电压降至零，切断电源。记录数据，各旋钮 复零。 • 8、tanσ调至Ⅱ档，重复6、7。
介质损耗角正切值的测量
基本原理
• 电介质在电场作用下产生能量。
P= U2ω Ctgσ
• 当外加电压及频率一定时，电介质的损耗P 与 tgσ 及 C 成正比；而对于一定结构的试品 来说， C 为定值，故可直接由 tgσ 的大小来 判断试品绝缘的优劣。 • 测量 tgδ 值是判断电气设备绝缘状态的一项 灵敏有效的方法。
1 1 = + jwCx Zx Rx
ZN = 1 jwC N
Z 3 = R3
1 1 = + jwC4 Z 4 R4
解所得方程式，得：
Cx
R4 1 CN R3 1 tan 2 x
为了读数方便，取
R4 104
104 tan x R4C4 100 C4 C4 106
介质损失角正切值tgδ的测量
I x
Rx
Ir
Ic
CX
当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、脏污 或老化，以及绝缘中有间隙发生局部放电时，流过 绝缘的有功电流分量IRx将增大，tgδ也增大. 通过测量tgδ值可以发现绝缘的分布性缺陷. 若缺陷部分在整个绝缘中的体积较大，则测量 tg 容易发现绝缘的缺陷。 如果绝缘缺陷是集中性的（非贯穿性的），或缺陷 部分在整个绝缘中占很小的体积，则该方法不很有 效. 用于对套管、电力变压器、互感器和某些电容器的 测量.
介质损失角的正切值测量试验
通过与往年的数据比较变化比较小。 根据与安规的相关规程作比较符合要求。 与相同的设备作比较数据基本相同。 该变压器的介质损耗角符合要求。
操作步骤
1 做好安全防备工作（隔离带） 2首先接好接地线先对设备放电 3拆除原设备的接线 4按照接线图进行接线 5检查接线正确 6进行试验 7记录数据 8实验结束后，断开电源，对设备进行放电 9拆除设备的接线，整理设备和验场地
测量数据
试验四 介质损失角的正切值测量试验
接线图
实验注意事项
1、试验前了解现场，知道带电体地点，做好安全 措施。 2、明确工作人员与带电设备的安全距离：10KV 以下—0.7m 35KV—1.0m 110KV—1.5m 220KV— 3.0m 500KV—5.0m 3、使用正接法进行试验测试时设备对地必须对地 绝缘或将设备悬空。 4、使用反接法进行试验测试时设备必须可靠接地。 5、必须根据根据设备安装情况来选择测试方式的 接线
项目名称
介质损失角的正切值测量试验
实验目的
通过测量介质损耗角的正切值（又称介质损 耗因数）tgδ，反映出绝缘电阻的一系列问题 如绝缘受潮、油或渍浸渍物脏污或变化变质， 绝缘中有气隙发生发电。
实验器材
抗干扰介质损耗测试仪1件 验电棒1件 电源 接地线若干 测试线若干
实验原理
高压西林电桥主要包 括桥体和标准电容器 两部分。
变压器介损——精选推荐
第一节 变压器绕组连同套管的tg δ试验一、试验目的测量变压器绕组绝缘的介质损耗角正切值 tg δ，主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。
二、试验标准1.不同温度下的tg δ值可用固定公式10/)(3.11212t t tg tg -⨯=δδ（式中1δtg 、2δtg 分别在温度1t 、2t 时的tg δ值）算出。
2．20℃时tg δ不大于下列数值 500kV 0.6% 110～220kV 0.8% 35kV 1.5%交接时应测量变压器绕组的tg δ，并作为该设备原始记录，以后试验应与原始值比较，应无明显变化（一般不大于30%）。
试验电压如下：绕组电压10kV 及以上： 10kV 绕组电压10kV 以下： Un绕组tg δ与原始值比较变大或变小都可能是缺陷的反映，同一变压器各绕组tg δ应基本一致。
三、试验仪器变压器绕组连同套管的tg δ试验所需仪器见下表四、试验步骤试验前准备工作：1、填写第一种工作票，编写作业控制卡、质量控制卡，班里工作许可手续。
2、向工作班组人员交危险点告知，交代工作内容、人员分工、带电部位，并履行确认手续后开工。
3、准备试验用仪器、仪表、工具，所用仪器仪表良好，所用仪器、仪表、工具在合格周期内。
4、检查变压器外壳，应可靠接地。
5、利用绝缘操作杆带地线上去将变压器带电部位放电。
6、放电后，拆除变压器高压、中压低压引线，其他作业人员撤离现场。
7、检查变压器外观，清洁表面污垢。
8、接取电源，先测量电源电压是否符合实验要求，电源线必须牢固，防止突然断开，检查漏电保护装置是否灵敏动作。
9、试验现场周围装设试验围栏，并派专人看守。
变压器绕组连同套管的tgδ试验接线图如下试验步骤：1、首先将介质损耗测试仪接地，连接好电源输入线。
2、将高压侧A、B、C3三相绕组短接起来。
3、将非测试的低压绕组a、b、c、o短路接地；4、将红色高压线一端芯线“Cx”插座上。
实验 介质损耗角正切的测量
当检流计反接时测得：
tg 2 C 4 C 4 R 4
C x 2 C 0R 4 /R 3 R 3
因无磁场干扰时：
tg C 4R 4 C x C 0R 4 / R 3
故可得：
tg tg1 tg 2 / 2
实验
介质损耗角正切的测量
测试无线电材料：常采用高频施压法，所加的电压不高 电工界：最常用的是西林电桥法 在线监测：采用微机对 tgδ 进行测量 1. 西林电桥的基本原理 西林电桥： 高压臂：代表试品的 Z1；无损耗的标准电容 CN，它以阻抗 Z2 作为 代表。 低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻 R3，以 Z3 来代表；无感电 阻 R4 和可调电容 C4 的并联，以 Z4 来代表 保护：放电管 P 电桥平衡：检流计 G 检零 屏蔽：消除杂散电容的影响 电桥的平衡条件： Z1/Z3 = Z2/Z4 串联等值回路 tgδ=ωR4 C4 Cx = R4CN/R3 并联等值回路 tgδ=ωR4 C4 Cx = R4CN/[R3 (1+tg2δ)]
C x 2C x1C x 2 / C x1 C x 2
3． 测试功效 • 有效 受潮 穿透性导电通道 气泡电离、绝缘分层、脱壳 绝缘老化劣化 绝缘油脏污、劣化 • 无效 局部损坏
小部分绝缘的老化劣化 个别绝缘弱点 4． 注意事项 • 分部测试 • 与温度的关系 • 与试验电压的关系 • 护环和屏蔽
Cx：因为 tg2 极小，故两种等值电路的 Cx 相等
西林电桥的基本回路
屏蔽： 杂散电容：高压引线与低压臂之间有电场的影响，可看作其间有杂散 电容 Cs。由于低压臂的电位很低，Cx 和 CN 的电容量很小，如 CN 一 般只有 50100pF，杂散电容 Cs 的引入，会产生测量误差。若附近另 有高压源，其间的杂散电容 Cs1 会引入干扰电流 iS，也会造成测量误 差。 需要屏蔽，消除杂散电容的影响
高电压实验报告三介质损耗角正切值的测量
高电压技术实验报告
介质损耗角正切值的测量
lenovo
一、 实验名称
介质损耗角正切值的测量
二、 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
三、 实验仪器
50/5 试验装置一套 水阻一只 电压表一只 QS1 电桥一套 220Kv 脉冲电容器（被试品）一只 四、 实验接线
式中，Cn ------标准电容的容量（50pf 或100pf） n ------分流器电阻值（对应于分流器挡位，如表2-1 所列） 13.按图2-4 所示的反接线法接好试验线路 （选做） ； 并按2.～12.
操作步骤调节电桥，测出被试品的tgδ 值和Cx 值。 注意：反接线法桥体内为高压，电桥箱体必须良好接地，电桥 引出线应架空与地绝缘。 操作时注意安全。
五、 实验步骤
1. 首先按图 2-3 所示的正接线法接好试验线路； 2. 将R 3 、 C4 以及灵敏度旋钮旋至零位， 极性切换开关放在中间断 开位置； 3. 根据被试品电容量确定分流器挡位； 4. 检查接线无误后，合上光偏式检流计的光照电源，这时刻度板 上应出现一条窄光带，调节零位旋钮，使窄光带处在刻度板零
六、 实验结果
Tanδ为 2.00%
Байду номын сангаас
位上； 5. 合上试验电源，升至所需试验电压； 6. 把极性切换开关转至“+ tgδ ”位置的“接通Ⅰ”上； 7. 把灵敏度旋钮旋至 1 或2 位置，调节检流计的合频旋钮，找 到检流计的谐振点，光带达到最宽度，即检流计单挡灵敏度达 到最大； 8. 调节检流计灵敏度旋钮， 使光带达到满刻度的 1/3～2/3 为止； 9. 先调节R 3 使光带收缩至最窄，然后调节C4 使光带再缩至最窄， 当观察不便时， 应增大灵敏度旋钮挡 （注意在整个调节过程中， 光带不能超过满刻度），最后，反复调节ρ 和C4 并在灵敏度旋 钮增至10 挡（最大挡）时，将光带收缩至最窄（一般不超过 4mm），这时电桥达到平衡； 10.电桥平衡后，记录tgδ 、R 3 、ρ 值，以及分流器挡位和所对应 的分流器电阻n，还有所用标准电容的容量Cn ； 11.将检流计灵敏度降至零，把极性旋钮旋至关断，把试验电压降 至零并关断试验电源，关断灯光电源开关，最后将试验变压器 及被试品高压端接地。 12.计算被试品电容量： Cx = Cn ∙ R4 R3 + ρ ∙ 100 + R 3 n
通过计算说明测量介质损耗角正切的原理
通过计算说明测量介质损耗角正切的
原理
介质损耗角正切值的测量原理如下：
当交流电压施加在介质上时，介质中的电压与电流之间存在相位角差，残余角称为介质损耗角，切线tg称为介质损耗角正切。
一般采用两种方法测量介质损耗角正切值：谐振法和电流激波法。
谐振法主要针对交流电介质的介电损耗进行测量，通过建立介质中的谐振回路来测量损耗值。
而电流激波法则通过在绝缘体中引入高强度的电流激波，测量在电流激波作用下的介质损耗。
通过测量介质损耗角正切值，可以反映绝缘介质在交流电压作用下的有功电流分量和无功电流分量的比值，是衡量交流有功损耗大小的特征参数。
其值越小，意味着绝缘的介质损耗越小。
通过测量tgδ可以反映出绝缘的分布性缺陷，如果缺陷是集中性的，有时测tgδ就不灵敏。
3.4 介质损失角正切值tgδ的测量解析
➢ 油的闪点 ➢ 酸值 ➢ 水分 ➢ 游离碳 ➢ 电气强度 ➢ 介质损失角正切值tgδ ➢ 等……
❖ 带电取油样》》化验》》分析》》结论
3.6.2 绝缘油中溶解气体分析（DGA）
❖ 得到了普遍应用和高度重视，已列入了预防性试 验标准，并有相应的试验导则
❖ 通过分析油中所含气体的组成和含量来判断设备 内部的潜伏性缺陷
➢交流耐压 ➢直流耐压 ➢冲击耐压试验
3.7.1 交流耐压试验
❖工频交流耐压试验最为常用 ❖程序
➢对被试设备施加超过其额定工作电压若干倍数 的交流高压，并持续一定时间（一般为1分钟）， 期间观察设备绝缘是否出现异常现象或发生闪络、 击穿
❖试验电压和试验周期要选择适当！
➢固体有机绝缘会产生累积效应
工频交流耐压试验的原理接线图
【气相色谱仪】
分析结果表示
每升绝缘油中所含各气体组分的微升数 【 以 ppm（ 10-6 ） 表 示 ， 并 换 算 到 标 准 大 气 条 件 下
（0.101325MPa ，20℃）】
102G-D气相色谱仪工作流程
载气
载气
3.7 高压耐压试验
❖对设备绝缘的考核最为严格，有破坏性 ❖在非破坏性试验合格后进行 ❖耐压试验类型
1 R4
jC4
Zn
1
jC N
Z 3＝R 3
Rx CX
CN
A
G
R3
R4
D
1 Rx
1
jCx
1
1 R4
jC4
1
jC N
R3
B C4
1 R4 RxC4Cx 0
R4 RxCN R3 (R4C4 RxCx )
实验介质损耗角正切的测量
实验介质损耗角正切的测量
测试无线电材料：常采用高频施压法，所加的电压不高 电工界：最常用的是西林电桥法ห้องสมุดไป่ตู้在线监测：采用微机对 tgδ进行测量
1. 西林电桥的基本原理 西林电桥： 高压臂： 代表试品的 Z1；无损耗的标准电容 CN，它以阻抗 Z2 作为 代表。 低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻 R3，以 Z3 来代表； 无感电 阻 R4 和可调电容 C4 的并联，以 Z4 来代表 保护： 放电管 P 电桥平衡： 检流计 G 检零 屏蔽： 消除杂散电容的影响 电桥的平衡条件： Z1/Z3 = Z2/Z4 串联等值回路 tg δ =ω4 ＲC4 Cx = R4CN/R3 并联等值回路 tg δ =ω4 ＲC4 Cx = R4CN/[R3 (1+tg2δ )]
介质损耗正切角tanδ
介质损耗正切角（Tan Delta）的概念与意义1. 引言介质损耗正切角（Tan Delta）是电气工程中一个重要的物理量，用以描述介质对电能的损耗程度。
它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值，也常被称为介质的损耗因数。
本文将详细介绍Tan Delta的概念、测量方法、应用领域以及意义。
2. Tan Delta的定义在电力系统中，传输线和电容器等元件中常常存在着电能的损耗。
当电能从一种形式转化为另一种形式时，会因为一些不可避免的效应而产生能量损耗。
这种损耗是由于电场在介质中的能量耗散引起的。
介质损耗正切角Tan Delta是介质的特性之一，用以描述介质中电能的损耗程度。
它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值，记作tanδ。
其中，损耗功率指的是在介质中转化为其他形式能量的功率，储存功率则是指在介质中储存的能量。
3. Tan Delta的测量方法Tan Delta的测量通常需要使用专门的仪器和设备。
下面介绍几种常用的测量方法。
3.1 可变电容器法可变电容器法是一种常用的测量Tan Delta的方法。
该方法使用一个可变电容器与被测样品电容器连接，在不同频率下通过改变可变电容器的电容值来测量Tan Delta。
通过测量电容值的变化和相应的相位差，可以计算出Tan Delta的值。
3.2 桥路法桥路法是另一种常用的测量Tan Delta的方法。
该方法使用交流桥路来测量电容器的电阻和电容值以及相应的相位差，通过这些测量结果可以计算出Tan Delta的值。
3.3 光学法光学法是一种非接触式的测量Tan Delta的方法。
该方法使用光学传感器来测量介质中的光学特性，并通过这些测量结果计算出Tan Delta的值。
4. Tan Delta的应用领域Tan Delta在电力系统和电气设备的设计、制造及维护过程中起着重要的作用。
以下是一些Tan Delta的应用领域：4.1 电容器选择和评估在电力系统中，电容器广泛应用于电力传输和电能储存等场景。
介质损耗角正切值的测量
介质损耗角正切值的测量介质损耗角正切值的测量介质损耗角正切值的测量试验目的与特点介质损耗角正切的概念：tanδ→ 反映绝缘介质在交流电压作用下，介质中有功电流分量和无功电流分量的比值，是衡量交流有功损耗大小的特征参数，其值越小，意味着绝缘的介质损耗越小P =Qtgδ= U²ωCtgδ介质损耗角正切测量目的有效性 1.受潮； 2.穿透性导电通道 3.绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、脱壳。
4.绝缘有脏污、劣化老化；5.小等值电容被试品存在严重局部缺陷；局限性对非穿透的局部损坏则不易发现，并且被试绝缘体积越大，反映局部缺陷越发不容易，故对尺寸较大的设备应分解测试。
介质损耗角正切测量的特点假设集中性缺陷部分的绝缘与良好部分绝缘为并联关系：结论：对非穿透的局部损坏则不易发现，并且被试绝缘体积越大，反映局部缺陷越发不容易，故对尺寸较大的设备应分解测试。
测试设备用西林电桥测量tgδ的工作原理：如果C4的单位取 uf 则在数值上tgδ=C4；接线方式→正接线与反接线正接线特点：被试品两端均对地绝缘；优点：测试误差较小，测试时较为安全（电桥本体处于低电位）；缺点：不便于进行现场测试（现场设备多为一端接地）反接线特点：被试品一端接地；优点：便于进行现场测试；缺点：测试误差较大，测试时较危险（电桥本体处于高电位）；测量时的注意事项(1）无论采用何种接线，电桥本体必须良好接地。
(2）应在检流计灵敏度最低时切合电源 (3）应尽量解体测试电力变压器高压侧对低压侧现场试验影响测量结果的主要因素1.外界电场干扰2.外界磁场干扰3.温度的影响4.试验电压的影响现场测试电压一般取10kV5.被试品电容量的影响6.表面泄漏电流的影响测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时可在绝缘表面安装屏蔽环。
减小误差的措施抗干扰介质损耗全自动测试仪 1.加设屏蔽；ˊ 2.采用移相电源（可消除同频率的电场干扰）通过改变试验电源的相位，使得与干扰源反相； 3.采用倒相法 - 将电源正接、反接各测一次； 4.采用数字滤波技术时域信号→频域信号→采用软件技术滤除干扰信号→计算tgδ真实值；电力变压器介损测试电力变压器介损试验接线a)高压绕组对低压绕组及地；b)低压绕组对高压绕组及地; c)高低压绕组对地;测量结果的分析判断1.三比较法2．绕组的tgδ 在20℃时不大于下列数值：330~500kV为0.6%; 66~220kV为0.8%; 35kV及以下为1.5%；3．除tanδ 值以外，还应注意 Cx 的变化情况。
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用于对套管、电力变压器、互感器和某些电容器的 测量.
试验方法
• 仪器：西林电桥或 介质损耗测量仪
• 西林电桥 • 电桥的四个臂： • CN—标准电容器 • ZX—被试品 • C4—可调电容 • R3— 可调电阻
2、试验电压的影响
右图试验电压的典型关系曲线 1良好的绝缘 2绝缘中存在气隙 3受潮绝缘
3. 试品电容量的影响 对于电容量较小的试品(例如套管、互感器 等)，测量tanδ能有效地发现局部集中性缺
陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的 试品(例如大中型发电机、变压器、电力电 缆、电力电容器等)测量tanδ只能发现整体 分布性缺陷 .
0.15A
中型电 机，短 电缆
1025A
大型电 机，长 电缆
10kV试 30品电容 3000 范围
3000- 8000- 19400- 480008000 19400 48000 40000
0
• 5、确定试验电压：Ue≥10kV,Us=10kV;
Ue＜10kV,Us=Ue
• 6、均匀升压至试验电压， tanσ调至Ⅰ档，逐渐 增大灵敏档（最后增至6-9档），与此同时调节 R3，直至微安表不再减小，然后调节tanσ（从大 倍率到小倍率），使微安表逐渐趋于零。如需要， 最后调节微调电阻，使微安表指示为零。
Ir Ix
Ic
Rx
CX
当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、脏污 或老化，以及绝缘中有间隙发生局部放电时，流过 绝缘的有功电流分量IRx将增大，tgδ也增大.
通过测量tgδ值可以发现绝缘的分布性缺陷.
若 缺 陷 部 分 在 整 个 绝 缘 中 的 体 积 较 大 ， 则 测 量 tg 容易发现绝缘的缺陷。
介质损耗角正切值的测量
基本原理
• 电介质在电场作用下产生能量。
P= U2ω Ctgσ
• 当外加电压及频率一定时，电介质的损耗P 与tgσ及C成正比；而对于一定结构的试品 来说，C为定值，故可直接由tgσ的大小来 判断试品绝缘的优劣。
• 测量tgδ值是判断电气设备绝缘状态的一项 灵敏有效的方法。
介质损失角正切值tgδ的测量
根据电容平衡原理： ZxZ4 ZnZ3
式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电
容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗
1= Zx
1+ Rx
jwCx
Z3 = R3
1 ZN = jwCN
1 Z4
=
1：
Cx
R4 R3
CN
1
1 tan 2
x
为了读数方便，取
R4
10 4
tan x
R4C4
100
104
C4
C4
106
C4以µF计，则C4的读数就为tanσ的值。
测量电容量Cx有时对于判断其绝缘状况也是有价值 的。对于电容型套管，如果Cx明显增加，常表示内 部电容层间有短路现象或有水分侵入。
试验的步骤
• 1、将试品对地充分放电，试品表面擦拭干净。 • 2、根据试验条件确定采用正接线或反接线。 • 3、按图正确接线，高压试验线须从垂直方向
4. 试品表面泄漏的影响 试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx 并联，显然会影响所测得的tanδ值，这在试 品的Cx较小时尤需注意.
谢谢欣赏！
拉出，使其对试品的分布电容最小，并且须用
粗导线防止电晕，保护接地应牢固可靠。
• 4、检查接线确保正确，检查微安表指零，将 R3，tanσ调零，灵敏度档位及调压器置零位， 根据试品容量选择分流器于正确档位。
分流器档可按下表选择：
分流器 位置
试品名 称
0.01A 0.025A 0.06A
套管， 电流互 大变压 绝缘子，感器， 器，小 电流互 小容量 型电机 感器 变压器
试验接线
• 正接法：被试品两端对地绝缘，实验室采 用，安全。
• 反接法：被试品一端固定接地，一般现场 试验采用，为了保证安全，使用绝缘杆操 作。
西林电桥测量法的基本原理
图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、
R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准， C4为平衡损耗角正切的可变电容。
• 7、将电压降至零，切断电源。记录数据，各旋钮 复零。
• 8、tanσ调至Ⅱ档，重复6、7。
影响tgδ测量结果的因素
1、温度的影响 • 一般绝缘的tgδ值均随温度的上升而增加。 • 一般来说，对各种被试品，不同温度下tgδ的值是
不可能通过通常的换算式获得准确的换算的，应 尽量争取在差不多的温度条件下测出tgδ值，并以 此来作相互比较。 • 通常都以20℃时的作为参考标准，为此，一般要 在10~30℃范围内测量。