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1、4.2 介质损耗角正切值的测量,1,上节的基本内容：,绝缘预防性试验：绝缘特性试验 耐压试验,绝缘电阻的测量：数字兆欧表,所能发现的缺陷：总体绝缘质量下降 绝缘整体受潮 存在贯穿性导电通道,2,介质损耗：电介质在电压作用下有能量损耗，电介质的能量损耗简称介质损耗,电介质的等值电路：,当绝缘介质劣化时，介质损耗增加，但介质损耗难以形成标准,3,介质损耗角 为功率因数角的余角，其正切值 又称为介质损耗因数，常用百分比(%)表示,介质损耗角正切值只与介质材料本身属性有关，与电气设备的尺寸和绝缘的结构无关，所以对介质损耗的测量主要是指测量介质损耗角正切,4,tan的测量方法：西林电桥法 测量设备：(a
2、)QS-1型西林电桥 (b)智能型介质损耗测量仪,(a),(b),5,QS-1型西林电桥原理接线图,6,4-6 西林电桥原理接线图,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。,4.2.1 西林电桥测量法的基本原理,7,根据电容平衡原理，当:,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,解所得方程式，得,(4-6),（4-7）,（4-8）,（4-9）,8,为了读数方便，取,若 以 计，则 的读数就为 的值。,9,当 时，试样电容可近似地按下式计算：,（4-10）
3、,因此，当桥臂电阻R3，R4和电容CN，C4已知时就可以求得试样电容和损耗角正切。,10,通常被试品阻抗要比Z3和Z4大得多，所以工作电压主要作用在被试品上，因此它们被称为高压臂，而Z3和Z4为低压臂，其作用电压往往只有数伏。这种接线方式称为正接线。 为了确保人身和设备安全，在低压臂上并联有放电管（A、B两点对地），以防止在R3、C4等需要调节的元件上出现高压。,11,由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。这时就不能用上述正接线来测量它们的tan，而应改用图4-8所示的反接线法进行测量。,图4-8 西林电桥反接线原理图,返回,12,在现场进
4、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。,图4-9 外接电源引起的电磁干扰,4.2.2 西林电桥测量法的电磁干扰,13,消除或减小由于电场干扰引起的误差，可以采取下列措施 ： （1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开。,返回,因为被试品的阻抗比 和变压器漏抗大得多，所以干扰电流 流过 和变压器形成回路。,14,图4-10 移相电源消除干扰的接线图,（2）采用移相电源法,15,（2）采用移相电源法,短接BD点，干扰电流
5、和原电流 同时通过验流计G，设该电流为 。,调节移相器，改变电源相位，使电流 最小，此时干扰电流与原电流相位相同，不影响介质损耗角正切值的测量。 撤消BD短接，再调节测量介质损耗角正切值。,16,（3）倒相法,不用移相器，接一反向开关，分别测量开关正向和开关反向时的介质损耗角正切值。,17,被试品实际介质损耗角正切值为：,18,4.2.3 西林电桥测量法的其他影响因素,1.温度的影响,温度对tan值的影响很大，具体的影响程度随绝缘材料和结构的不同而异。一般来说，tan随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不一定的，所以为了便于比较，应将在各种温度下测得的tan值换算到20时的值。,19,图
6、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,2. 试验电压的影响,20,3. 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tan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tan只能发现整体分布性缺陷,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tan值，这在试品的Cx较小时尤需注意。,21,返回,(本节完),小 结,测量 值是判断电气设备绝缘状态地一项灵敏有效的方法。 值的测量，最常用的是西林电桥。 的测量受一系列外界因素的影响。试验中应尽可能采用屏蔽，除污等方法消除这些影响。,22,
