介质损耗角测量的方法共22页文档
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.
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
介质损耗角测量方法
（1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰 源隔开。
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（2）采用移相电源法
图4-10 移相电源消除干扰的接线图
第15页，本讲稿共22页
（2）采用移相电源法
短接BD点，干扰电流 和I原 电
流
为
同。时I通x 过I验' x 流计G，设该电流
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
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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
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根据电容平衡原理，当: ZxZ4 ZnZ3
(4-6)
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
j Cx
1
ZN
j CN
Z3 R3
11 Z4 R4 j C4
（4-7）
解所得方程式，得
Cx
R4 R3
1
CN1tan2x
U
tanxIIC RU RC x x R1xCx R4C4
调节移相器，改变电源相位，
使原电电流流相位最相小I同' x，，此不时影干响扰介电质流损与耗
角正切值的测量。
撤消BD短接，再调节测量介 质损耗角正切值。
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（3）倒相法
电力容性设备介质损耗测量方法及其影响因素分析
电力容性设备介质损耗测量方法及其影响因素分析电力容性设备是电力系统中常用的一种电气设备，主要用于电能存储、电力传输和电力补偿等功能。
而介质损耗是电力容性设备工作过程中产生的一种能量损耗现象，会影响设备的性能和使用寿命。
本文将介绍电力容性设备介质损耗的测量方法，并分析影响介质损耗的因素。
一、电力容性设备介质损耗的测量方法1.工频测量法工频测量法是一种常用的介质损耗测量方法。
这种方法通过在电力容性设备两端接入电压源，测量电压和电流的相位差来得到介质损耗角正切值。
为了提高测量的准确性，通常需要使用相位差测量设备，如功率因数表、电桥等。
2.中频噪声测量法中频噪声测量法是一种基于中频噪声测量的介质损耗测量方法。
这种方法利用电力容性设备在高频下的损耗特性，通过测量中频噪声的幅度和相位，推算出介质的损耗正切值。
这种方法适用于高频测量，可以克服工频测量法中的一些限制。
3.温升测量法温升测量法是一种通过测量电力容性设备的温度变化来推测介质损耗的测量方法。
这种方法需要在设备表面安装温度传感器，通过监测设备温度的变化情况，分析介质损耗的程度。
这种方法的优点是简单易行，但需要注意设备的散热情况，以免影响测量结果的准确性。
二、影响电力容性设备介质损耗的因素分析1.电场强度电场强度是介质损耗的主要影响因素之一、电场强度的增加会导致介质分子的振动增强，从而增大了介质的损耗。
因此，在设计电力容性设备时，需要合理选择电场强度，并进行适当的降低，以减小介质损耗。
2.介质材料介质材料的选择会直接影响介质损耗的程度。
一般来说，低损耗介质具有较小的损耗正切值，而高损耗介质的损耗正切值较大。
因此，在设计和制造电力容性设备时，需要选择低损耗的介质材料，以降低介质损耗。
3.温度温度对介质损耗有显著影响。
随着温度的升高，介质分子的热运动增强，损耗也会增加。
因此，在使用电力容性设备时，需要注意控制设备的温度，避免超过介质的耐温范围，以减小损耗。
4.设备结构5.设备运行状态电力容性设备的运行状态也会影响介质损耗。
3.4 介质损失角正切值tgδ的测量
& Ix
Rx
& Ir
& Ic
CX
Ir tgδ = Ic
当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、 当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、 脏污或老化， 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I 将增大， 电时 ， 流过绝缘的有功电流分量 Rx 将增大 ， tgδ也增大 也增大 通过测量tgδ值可以发现绝缘的 值可以发现绝缘的分布性缺陷 通过测量 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， 若缺陷部分在整个绝缘中的体积较大，则测 量tgδ 容易发现绝缘的缺陷。 δ 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） 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， 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 套管、电力变压器、 套管、电力变压器、互感器和某些电容器 电机、 电机、电缆
输出电压波形畸变要小，调压要平稳、 输出电压波形畸变要小，调压要平稳、 均匀 容量要满足要求
试验变压器的容量P≥ωCxU2 试验变压器的容量 为试验电压， 为被试设备电容】 【U为试验电压，Cx为被试设备电容】 为试验电压
What’s these?
3.7.2 直流耐压试验
μA 高 压 发 生 品 装 ~220V 置 被 试
3.6 绝缘油中溶解气体分析 （DGA） ）
绝缘油是电气设备绝缘的重要组成部分
绝缘 冷却 灭弧
绝缘油试验
绝缘油的电气试验 绝缘油中溶解气体分析（DGA） 绝缘油中溶解气体分析（DGA）
试验时电气设备可以不必停电！ 试验时电气设备可以不必停电！
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 )]
测量介质损耗角正切的方法
测量介质损耗角正切的方法我跟你们说呀，测量介质损耗角正切的方法可真是个挺有意思的事儿呢。
我刚开始接触这个的时候呀，那叫一个头疼，完全摸不着头脑。
后来跟着我们实验室的老师一起做实验，才慢慢搞明白一些。
就说那个 QS1 型西林电桥测量法吧，那可是个经典的方法。
我记得当时在实验室里，那台西林电桥就摆在桌子上，看起来挺复杂的，各种按钮、旋钮啥的。
老师站在旁边，戴着副眼镜，看起来特别专业。
他指着电桥跟我们说：“同学们，今天咱就用这个西林电桥来测介质损耗角正切。
”我当时就想，这玩意儿能行吗？老师先给我们讲原理，什么桥臂呀、标准电容呀、可调电阻电容之类的，听得我晕乎乎的。
我就问老师：“老师，这也太复杂了吧，能不能简单点说呀？”老师笑了笑说：“简单来说呢，就是通过调节这些元件，让电桥平衡，然后就能算出介质损耗角正切的值啦。
”我似懂非懂地点点头。
然后就开始实际操作了。
我小心翼翼地按照老师说的步骤，先把被试品接上，再调节那些旋钮。
哎呀呀，那个紧张呀，就怕一不小心弄错了。
旁边的同学也都跟我差不多，一个个眉头紧皱，全神贯注的。
老师在旁边看着，时不时地说：“别着急，慢慢来。
”还有那个正接线和反接线，也是有讲究的。
正接线的时候，感觉还挺顺的，按照步骤来就行。
但反接线就麻烦一些了，因为有些设备是一端接地的，就得注意好多细节。
我弄反接线的时候，老是担心接错，反复检查了好几遍。
老师走过来看了看，说：“不错，挺仔细的嘛。
”我听了心里还挺高兴的。
除了西林电桥法呀，还有那个瓦特表法呢。
这个方法相对来说简单一些，就是用瓦特表来测量有功功率和无功功率，然后根据公式算出介质损耗角正切。
我当时就想，这方法简单是简单，就是不知道准不准呀。
我跟同学讨论这个的时候，同学说：“管它准不准呢，先试试呗。
”哈哈，也是，不试怎么知道呢。
在测量的时候呀，环境也很重要呢。
实验室里得保持安静，大家都轻手轻脚的，就怕影响了测量结果。
有一次，有个同学不小心弄掉了个东西，“哐当”一声，把大家都吓了一跳。
介质损耗角正切值的测量讲解
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。
分流器档可按下表选择：
分流器 0.01A 位置 0.025A 0.06A 0.15A 1025A
试品名 套管， 电流互 大变压 中型电 大型电 称 绝缘子，感器， 器，小 机，短 机，长 电缆 电流互 小容量 型电机 电缆 感器 变压器 10kV试 30品电容 3000 范围 30008000 800019400 19400- 4800048000 40000 0
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
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。
根据电容平衡原理： Z x Z4 Zn Z3 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
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.