浅淡介质损耗测量的意义和方法
介质损耗试验
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δtg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（δtg）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δtg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：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流I R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。
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<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
三试验方法根据试品的具体情况确定试验接线方式方法。
试验方法有外施和内施两种。
外施是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的比例关系进行计算得到测量结果的方法。
关于介质损耗测试
关于介质损耗的一些基本概念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<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、高压电容电桥高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。
通过比对电流相位差测量tgδ，通过出比电流幅值测量试品电容量。
因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。
接线也十分烦琐。
国内常见高压电容电桥有：6、高压介质损耗测量仪简称介损仪，是指采用电桥原理，应用数字测量技术，对介质损耗角正切值和电容量进行自动测量的一种新型仪器。
一般包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分。
AI-6000利用变频抗干扰原理，采用傅立叶变化数字波形分析技术，对标准电流和试品电流进行计算，抑制干扰能力强，测量结果准确稳定。
介质损耗因数测量方法
介质损耗因数测量方法一、介质损耗因数测量的重要性。
1.1 介质损耗因数就像是介质的一个小秘密。
它能反映出介质在电场作用下的能量损耗情况。
这就好比一个人干活，损耗因数小呢，就像一个干活麻利、不怎么浪费精力的人；损耗因数大，就像是干活拖拖拉拉、消耗很多不必要能量的人。
在很多电气设备里，这个小数值可关系到设备的健康状况呢。
比如说变压器，如果介质损耗因数不正常，就可能预示着变压器内部有受潮或者绝缘老化等问题，这可是大事，就如同人的身体里有了隐患，不及时发现就可能引发大麻烦。
1.2 从电力系统的角度看，准确测量介质损耗因数是保障整个系统安全稳定运行的关键之一。
这就像一个链条，每个环节都很重要，介质损耗因数这个环节要是出了岔子，就可能导致整个电力系统这条大链子松动甚至断开。
在工业生产、居民用电等各个方面都会造成严重的影响，那可真是“牵一发而动全身”啊。
二、常见的测量方法。
2.1 西林电桥法。
这可是一种经典的测量方法，就像一位经验丰富的老工匠的手艺，久经考验。
它通过调节电桥的平衡来测量介质损耗因数。
操作起来就像是在小心翼翼地调整天平，让两边达到平衡的状态。
但是呢，这种方法也有它的小缺点。
它对外部干扰比较敏感，就像一个容易被外界打扰的小孩，稍微有点风吹草动，测量结果就可能不准确了。
比如说周围有电磁场干扰的时候，就像有人在旁边捣乱，测量出来的数据就可能有偏差。
2.2 介质损耗因数测试仪法。
这是一种比较现代化的方法，就像一个新潮的小助手。
这种仪器操作起来相对简单，就像使用傻瓜相机一样，不需要太多复杂的操作技巧。
它能直接显示出介质损耗因数的值，非常方便。
而且它对环境的适应能力相对较强，就像一个适应能力很强的旅行者，在不同的环境下都能较好地工作。
不过呢，这种仪器的精度可能会受到仪器本身质量的影响，如果买到质量不好的仪器，那就像找了个不靠谱的伙伴，测量结果就难以保证准确性了。
2.3 高压西林电桥法。
这是在西林电桥法基础上发展起来的一种方法，有点像升级后的版本。
介质损耗试验-PPT
9
因为介质损耗角值 一般 都很小， cos，所1以
P U 2CStg
用两种等值电路所得出的和P理应相同。若U、Cs、ω已知，P最后取决
于 tg ，即可以用 tg 大小表示P。
2 介质损耗正切角的测量 2.1 西林电桥原理
tg 的测量常采用高压交流平衡 电桥（西林电桥），不平衡电桥， 或低功率因素瓦特表来测量、这里 主要介绍西林电桥。
功分量 IC ，即
I IR IC
图2 介质在交流电压作用下的电流向量图及功率三角形
7
从图2中可以看出,此时的介质损耗功率：(请将文中所有tgδ全部改 为tanδ)
P UI cos UIR UICtg U 2Cptg
式中， —电源角频率；
—功率因数角；
—介质损耗角；
介质损耗角 为功率因数角 的余角，其正切 tg又可称为介质损耗
不变 。
曲线2—若绝缘存在空隙或气泡时，当所加
电压尚不足以使气泡电离时，其 与tg良好
绝缘时无差别，但若所加电压能引起气泡电
离或发生局部放电时， 随tgU的升高而迅速
增大，电压回落时电离要比电压上升时要更
强一些，因而会出现闭环曲线。
图 4 tg 与试验电压的典型关系曲线
13
如果绝缘受潮，则电压较低时，tg 就已经相当大，电压升高时，tg 更 将急剧增大；电压回落时，tg 也要比电压上升时更大一些，因而形成了 不闭合的分叉曲线。 4）试品电容量的影响：对于电容量较小的试品，tg 测量能有效的发现 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，tg 测量只 能发现整体分布性缺陷，此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品， 分别测量各部分的 tg 值，能有效的发现缺陷。 5）试品表面泄露(漏）的影响：由于试品表面泄露(漏）电阻总是与试品等值 电阻RX相并联，所以会影响 RX 值。为了排除或减小这种影响，在测试前 应先清楚绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽 极。
电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试
浅谈电容式电流互感器末屏介质损耗因数测试电容式电流互感器末屏对地介质损耗因数的测试，是反映电容型电流互感器是否受潮的行之有效的方法，本文分析了正确测量末屏介损的试验方法并介绍了现场常见的影响因素及采取的相应对策。
电力系统中运行着大量的110kV及以上的电容式电流互感器。
根据这种电流互感器的结构和现场解体检查可知，互感器进水受潮后，水份往往不是先渗入电容层间使其受潮，而是沉积到油箱底部。
如果只测量其一次对末屏的tgδ，仅能发现一次绕组电容层间受潮，不易发现端部进水受潮。
因此，测量末屏对二次绕组.铁芯和外壳的介质损耗因数 tgδ，对发现进水受潮缺陷就比较有效。
国家电力行业标准DL/T 596-1996规定当电容型电流互感器末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地tgδ。
而江苏省《交接和预防性试验规程》则明确规定了电容型电流互感器要测量末屏对地tgδ及电容量。
其值不大于2％。
如何正确测量末屏对地介质损耗因数tgδ及电容量测量末屏对地介质损耗因数tgδ及电容量用西林电桥（QS1 ）或智能型全自动电桥。
采用反接线加压在末屏与油箱座之间。
试验电压2 kV。
现场存在使用的有三种不同的试验接线，下面针对这三种试验接线进行研究分析：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。
（下面简称一次悬空）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线的屏蔽悬空。
（下面简称一次接地）第三种：电流互感器的一次侧L1-L2短接后接到电桥的“E”端屏蔽，对全自动电桥来讲就是接于Cx线一起引出的屏蔽端（M型电桥有单独的屏蔽接口）, 二次侧短路接地，电桥的Cx线接末屏。
（下面简称一次屏蔽）下面是一组采用这三种试验接线测试的两台110kV电容型电流互感器的数据如表 1 。
试验地点：试验大厅。
环境温度25℃湿度54％。
采用QS1西林电桥电流互感器型号：LB3-110W2 如皋高压电器厂制造表1：编号 2574 2581测量部位 tgδ％ R3 (Ω) Cx (pf) tgδ％ R3 (Ω) Cx (pf)一次对末屏 0.3 231.7 687 0.1 230.6 690.4一次悬空 1.2 259 614.7 1.1 257.3 618.7一次接地 1.0 127.2 1251 0.8 125.7 1266一次屏蔽 1.3 279.7 569 1.2 272 585两台良好的电流互感器用不同的试验接线测得的末屏tgδ及电容量的数值有所不同。
电介质损耗在工程上的意义
电介质损耗在工程上的意义
电介质损耗是电介质在电场中发生的能量损耗，通常用损耗角正切（tan δ）表示。
在工程中，电介质损耗的意义有以下几点：
1.确定电介质的质量：电介质损耗是电介质性能的重要指标之一，可以用来评估电介
质的质量和稳定性。
通常情况下，电介质的损耗越小，性能越好。
2.确定电器设备的工作状态：电介质的损耗会导致电器设备的温度升高，从而影响电
器设备的性能和寿命。
因此，在工程上，通过监测电介质的损耗，可以判断电器设备的工作状态，并及时采取措施进行维修或更换。
3.确定电气系统的效率：电介质损耗会导致电气系统的能量损失，影响电气系统的效
率和能耗。
因此，在工程上，通过优化电介质的选用和使用，可以减少电气系统的能耗，提高系统的效率和经济性。
4.确定电介质的适用范围：电介质的损耗与频率、温度、电场强度等因素有关，不同
的电介质在不同的工作环境下表现不同。
因此，在工程中，需要根据具体的使用要求和工作环境，选择合适的电介质，以保证电介质的可靠性和稳定性。
介质损耗角测量方法
测量。
图4-8 西林电桥反接线原理图 返回
4.2.2 西林电桥测量法的电磁干扰
在现场进行测量时，试品和桥体往往处 在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥 本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品 通常无法做到全部屏蔽。这时等值干扰电源电压 就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电 流，影响测量。
介质损耗测量仪
(a)
(b)
QS-1型西林电桥原理接线图
4.2.1 西林电桥测量法的基本原理
4-6 西林电桥原理接线
图中Cx，Rx为被测图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。
根据电容平衡原理，当: ZxZ4 ZnZ3
得的tanδ值换算到20℃时的值。
2. 试验电压的影 响
图4-11 与试验电压的典型 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
可能采用屏蔽，除污等方法消除这些影响。
返回
(本节完)
感谢下 载
tan 1
I 'RX I 'CX
tan 2
I "RX I "CX
被试品实际介质损耗角正切值为：
tan
I RX ICX
1
2 1
2
(I 'RX (I 'CX
I "RX In1 I"CX
变压器高压试验技术_4_变压器介质损耗因数的测量与分析
梁 学
套管引线接至电桥的测量端，一个一个地进行测量。
造
表 1 电力变压器试验接线
双绕组变压器 顺序 加压绕组 接地部位
三绕组变压器
加压绕组
接地部位
1
低压 高压和外壳
低压
高压、中压和外壳
2
高压 低压和外壳
中压
高压、低压和外壳
3
高压
中压、低压和外壳
2 试验的方法
测量介质损耗因数有着不同的测量方法。根据 DL/T
474.3-2006 《现场绝缘试验实施导则介质损耗因数 tanδ
试验》，现 场进行介质损耗因数测量 试 验 时 选 用 的 测 量 仪
器主要有： 西林电桥、 电流比较型电桥、M 型介质试验
器、数字化测量仪。
对于变压器来说， 通常要进行绕组以及高压套管的
C 相监视运行。 更换后的数据如表 8 所示，其中 B 相为更
换后的新套管。
从 表 8 数 据 看 出 ，A 相 、C 相 套 管 tgδ 也 出 现 异 常 现
象，由于该变电站是枢纽变电站，负荷较重，检修时间较
紧， 决定将 A 相、C 相 套 管 全 部 退 出 运 行 ， 更 换 为 型 号
BRLW-126/1250/3 的套管。 所有的试验数据显示套管的
结果。 通过对历年变压器油色谱分析， 发现该主变 2007
年时内部曾出现乙炔但未超标，且数据稳定，微水测试结
果未见异常， 结合低压对地介损对比以往试验结果没有
明显变化，认为变压器绝缘油没有异常。 因此，初步怀疑
是变压器固体绝缘老化或受潮，为此对主变进行滤油，结
果无明显变化。
后经综合试验分析找出了故障的原因。 高压绕组对
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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
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：（1）频率的选择问题：频率与工频越接近，抗干扰能力越弱，但等效性越好；频率与工频越远，抗干扰能力越强，但等效性越差。
（2）为了增强等效性，有的仪器使用了“双变频”，即可选用两种频率进行测试，比如40Hz和60Hz，但问题是两种频率测试结果不一致怎么办？只作简单的平均处理能与工频等效吗？
（3）模拟滤波器均存在相移问题，固定的相移可由计算机补偿，但当温度等条件变化引起相移特性发生变化后，就会严重影响介损值的测试结果。
武汉木森电气有限公司生产的MS-101D抗干扰介损自动测量仪相关产品地址：
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