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1、 4.2 介质损耗角正切值的测量 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tan的测量方法：西林电桥法测量设备：(a)QS-1型西林电桥(b)
2、智能型介质损耗测量仪(a)(b)QS-1型西林电桥原理接线图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 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） 为了读数方便，取若 以 计，则 的读数就为 的值。当 时，试样电 容可近似地按下式计算： （4-10） 因此，当桥臂电阻R3，R4和电容CN，C4已知时就可以
3、求得试样电容和损耗角正切。 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。 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
4、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 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 。图4-10 移相电源消除干扰的接线图 （2）采用移相电源法（2）采用移相电源法短接BD点，干扰电流 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
5、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。（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。被试品实际介质损耗角正切值为：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。 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 2. 试验电压的影响 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。 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。
