介损测试原理及应用

电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化，如果介质温度不断上升，甚至会把电介质融化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿，因此，电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。然而不同设备由于运行电压、结构尺寸等不同，不能通过介质损耗的大小来衡量对比设备好坏。因此引入了介质损耗因数tgδ（又称介质损失角正切值）的概念。

介质损耗因数的定义是：介质损耗因数tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，便于不同设备之间进行比较。『测量介质损耗因素的意义』测量介质损耗因素的意义

测量介质损耗因数tgδ判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。它能反映出绝缘的一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等。这时流过绝缘的电流中有功分量IRX增大了，tgδ也加大。按照电力设备预防性试验规程的规定，对多种电力设备（如电力变压器、发电机组、高压开关、电压电流互感器、套管、耦合电容等）都需要做介质损耗因素（tgδ）的测量。所以tgδ试验是一项必不可少而且非常有效的试验。能较灵敏地反映出设备绝缘情况，发现设备缺陷。

『测量介质损耗因素的意义』测量介质损耗因素的意义

西林电桥（如QS1）『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理

电流比较仪电桥（如QS30）

数字型高压介损测试仪（目前广泛使用的介损仪）『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理

QS1电桥是80年代以前广泛使用的现场介损测试仪器。试验时需配备外部标准电容器（如BR16型标准电容器），以及10kV升压器及电源控制箱。需要调节平衡，结果需要换算，使用不太方便。『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理高压西林电桥是由：交流阻抗器、转换开关、检流计、高压标准电容器等组成。调节R3、C4使电桥平衡，此时a、b两点电压幅值相位完全相等，即R3、C4两端电压相等。『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理因为交流电路中电容阻抗为电路中R4、C4的并联阻抗为两者倒数和的倒数按阻抗元件分压原理，不难得到：『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理经过运算，按复数相等实部、虚部分别相等的规定可得到：按串连模型介损定义：由于R4是固定的3184Ω，频率是50Hz、C4单位为μF时，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盘上读出介损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。现场使用QS1电桥时，需要先将升压装置，标准电容器和电桥等进行连线，然后调节R3和C4，使得检流计指示为零。这时电桥平衡。读得C4值即为tgδ值，R3值经过计算可得出被试品电容值。总之现场操作使用都比较麻烦，抗干扰能力差，已经不能适应现在电气试验工作的需要。『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理电流比较仪电桥的工作原理是采用安匝平衡的原理。平衡过程见右图，当交流电源加在试品、标准电容器和电桥及地之间，在试品上产生一个电流Ix，在标准电容器上也产生一个电流In，当两个电流流过Wx、Wn时，由于Ix、In两个电流的相位、幅值不相同，使Wd有电流Id产生，通过调整Wx、Wn、C、R使Ix、In两个电流的幅值相同，相位相反。『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理数字高压介损测试仪基本测量原理是基于传统西林电桥的原理基础上，测量系统通过标准侧R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的电流信号进行高速同步采样，经模数（A/D）转换装置测量得到两组信号波形数据，再经计算处理中心分析系统，分别得出标准侧和被试侧正弦信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电容量及介损值。『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理智能型电桥的测量回路还是一个桥体。R3、R4两端的电压经过A/D采样送到计算机，求得:进一步可求得被试品介损和电容量『介质损耗因数（tgδ）原理』介质损耗因数（tgδ）测量原理

显示控制单元人机界面，控制仪器的测量过程