介质损耗角正切值的测量方法

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介质损耗角正切值的测量【精选】

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.
试验方法
• 仪器：西林电桥或介质损耗测量仪
• 西林电桥 • 电桥的四个臂： • CN—标准电容器 • ZX—被试品 • C4—可调电容 • R3— 可调电阻
2、试验电压的影响
右图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、电力电容器等)测量tanδ只能发现整体分布性缺陷 .
0.15A
中型电机，短电缆
1025A
大型电机，长电缆
10kV试 30品电容 3000 范围
3000- 8000- 19400- 480008000 19400 48000 40000
0
• 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。
Ir Ix
Ic
Rx
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。

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

C x 1 C 0R 4 /R 3 R 3
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

3.4 介质损失角正切值tgδ的测量解析

❖ 电气试验的主要内容
➢ 油的闪点 ➢ 酸值 ➢ 水分 ➢ 游离碳 ➢ 电气强度 ➢ 介质损失角正切值tgδ ➢ 等……
❖ 带电取油样》》化验》》分析》》结论
3.6.2 绝缘油中溶解气体分析（DGA）
❖ 得到了普遍应用和高度重视，已列入了预防性试验标准，并有相应的试验导则
❖ 通过分析油中所含气体的组成和含量来判断设备内部的潜伏性缺陷
➢交流耐压 ➢直流耐压 ➢冲击耐压试验
3.7.1 交流耐压试验
❖工频交流耐压试验最为常用 ❖程序
➢对被试设备施加超过其额定工作电压若干倍数的交流高压，并持续一定时间（一般为1分钟），期间观察设备绝缘是否出现异常现象或发生闪络、击穿
❖试验电压和试验周期要选择适当！
➢固体有机绝缘会产生累积效应
工频交流耐压试验的原理接线图
【气相色谱仪】
分析结果表示
每升绝缘油中所含各气体组分的微升数【以 ppm（ 10-6 ）表示，并换算到标准大气条件下
（0.101325MPa ，20℃）】
102G-D气相色谱仪工作流程
载气
载气
3.7 高压耐压试验
❖对设备绝缘的考核最为严格，有破坏性 ❖在非破坏性试验合格后进行 ❖耐压试验类型
1 R4

jC4
Zn

1
jC N
Z 3＝R 3
Rx CX
CN
A
G
R3
R4
D
1 Rx
1
jCx

1
1 R4

jC4

1
jC N
R3
B C4
1 R4 RxC4Cx 0
R4 RxCN R3 (R4C4 RxCx )

介质损耗正切角tanδ

介质损耗正切角（Tan Delta）的概念与意义1. 引言介质损耗正切角（Tan Delta）是电气工程中一个重要的物理量，用以描述介质对电能的损耗程度。

它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值，也常被称为介质的损耗因数。

本文将详细介绍Tan Delta的概念、测量方法、应用领域以及意义。

2. Tan Delta的定义在电力系统中，传输线和电容器等元件中常常存在着电能的损耗。

当电能从一种形式转化为另一种形式时，会因为一些不可避免的效应而产生能量损耗。

这种损耗是由于电场在介质中的能量耗散引起的。

介质损耗正切角Tan Delta是介质的特性之一，用以描述介质中电能的损耗程度。

它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值，记作tanδ。

其中，损耗功率指的是在介质中转化为其他形式能量的功率，储存功率则是指在介质中储存的能量。

3. Tan Delta的测量方法Tan Delta的测量通常需要使用专门的仪器和设备。

下面介绍几种常用的测量方法。

3.1 可变电容器法可变电容器法是一种常用的测量Tan Delta的方法。

该方法使用一个可变电容器与被测样品电容器连接，在不同频率下通过改变可变电容器的电容值来测量Tan Delta。

通过测量电容值的变化和相应的相位差，可以计算出Tan Delta的值。

3.2 桥路法桥路法是另一种常用的测量Tan Delta的方法。

该方法使用交流桥路来测量电容器的电阻和电容值以及相应的相位差，通过这些测量结果可以计算出Tan Delta的值。

3.3 光学法光学法是一种非接触式的测量Tan Delta的方法。

该方法使用光学传感器来测量介质中的光学特性，并通过这些测量结果计算出Tan Delta的值。

4. Tan Delta的应用领域Tan Delta在电力系统和电气设备的设计、制造及维护过程中起着重要的作用。

以下是一些Tan Delta的应用领域：4.1 电容器选择和评估在电力系统中，电容器广泛应用于电力传输和电能储存等场景。

高电压技术介质损耗角正切值(tanδ)的测量实验报告

实验报告
实验项目：介质损耗角正切值（tanδ）的测量
备注：序号（一）、（二）、（三）为实验预习填写项
五、程序调试及实验总结
实验过程：
正接法：反接法：
实验总结：
通过这次实验，我收获了很多知识和技能。

我认识到了介质损耗角正切值（tanδ）的重要性，它可以反映电介质的绝缘状况和缺陷，对于电气设备的预防性试验和故障诊断有着重要的作用。

我学习了使用西林电桥测量tanδ的方法，包括正接法和反接法，它们各有优缺点，需要根据被试品和电桥的绝缘情况选择合适的接线方式。

通过这次实验，我不仅掌握了一种实用的测量技术，而且培养了我的动手能力和观察能力，增强了我的实验兴趣和创新意识。

我感受到了理论与实践相结合的重要性，也发现了自己在实验中存在的不足和问题，对一些概念和现象的理解不够深刻，对电桥的结构和工作原理的掌握不够熟练，对实验数据的分析和处理的能力不够强等。

我希望在今后的学习中，我能够不断地充实自己的理论知识，加强自己的实验技能，提高自己的科学素养，为成为一名优秀的电气工程师打下坚实的基础。

二氧化硅的介质损耗角正切值

二氧化硅的介质损耗角正切值摘要：一、二氧化硅的介质损耗角正切值的定义和意义二、二氧化硅介质损耗角正切值的测量方法三、二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素四、二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法五、总结正文：二氧化硅的介质损耗角正切值是指在交流电场中，二氧化硅介质材料的电介质损耗和电介质储能的比值，通常用介质损耗角正切值（tan δ）表示。

介质损耗角正切值是衡量介质损耗性能的重要指标，对于指导工程应用和材料研究具有重要意义。

二氧化硅的介质损耗角正切值的测量方法主要有电桥法、谐振法、复介电常数法等。

电桥法是最常用的方法，其原理是利用电桥平衡条件，通过测量电桥臂的电势差来计算介质损耗角正切值。

谐振法则是利用介质谐振器的共振频率与介质损耗角正切值的关系来测量介质损耗角正切值。

复介电常数法是通过测量介质在两个频率下的介电常数来计算介质损耗角正切值。

二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素主要包括材料本身的性质、制备工艺、测试条件等。

其中，材料本身的性质是影响介质损耗角正切值的最主要因素，包括二氧化硅的纯度、颗粒度、形貌等。

制备工艺的影响也不可忽视，如烧结温度、保温时间等。

测试条件也对介质损耗角正切值的测量结果产生影响，如测试频率、测试温度等。

二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法主要包括优化材料制备工艺、改进材料结构和性能、选择合适的测试条件等。

通过优化制备工艺，如提高烧结温度、改变保温时间等，可以有效地改善二氧化硅的介质损耗角正切值。

通过改进材料结构和性能，如引入纳米颗粒、改变颗粒形貌等，也可以降低二氧化硅的介质损耗角正切值。

此外，选择合适的测试条件，如降低测试频率、提高测试温度等，也有助于降低二氧化硅的介质损耗角正切值。

总之，二氧化硅的介质损耗角正切值是衡量其电介质损耗性能的重要指标，其测量方法有多种，影响因素较多，改善方法也较为成熟。

通过计算说明测量介质损耗角正切的原理

通过计算说明测量介质损耗角正切的
原理
介质损耗角正切值的测量原理如下：
当交流电压施加在介质上时，介质中的电压与电流之间存在相位角差，残余角称为介质损耗角，切线tg称为介质损耗角正切。

一般采用两种方法测量介质损耗角正切值：谐振法和电流激波法。

谐振法主要针对交流电介质的介电损耗进行测量，通过建立介质中的谐振回路来测量损耗值。

而电流激波法则通过在绝缘体中引入高强度的电流激波，测量在电流激波作用下的介质损耗。

通过测量介质损耗角正切值，可以反映绝缘介质在交流电压作用下的有功电流分量和无功电流分量的比值，是衡量交流有功损耗大小的特征参数。

其值越小，意味着绝缘的介质损耗越小。

通过测量tgδ可以反映出绝缘的分布性缺陷，如果缺陷是集中性的，有时测tgδ就不灵敏。

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 C4C x = R4CN/R3并联等值回路tgδ=ωR4 C4C x = R4CN/[R3 (1+tg2δ)]C x ：因为tg 2δ极小，故两种等值电路的C x 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C s 。

由于低压臂的电位很低，C x 和CN 的电容量很小，如CN 一般只有50~100pF ，杂散电容C s 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C s1会引入干扰电流i S ，也会造成测量误差。

需要屏蔽，消除杂散电容的影响2. 存在外界电磁场干扰时的测量现场试品：难以实现屏蔽，干扰较严重两次测量法：第一次测得tg δ1和C x '，然后倒换试验变压器原边电源线的两头(试验电压U 的相位转180︒)，测得第二次的数值tg δ2和C x "，可用下式计算得准确的tg δ和C x 值：()()()2//21x xx x x x x C C C C C tg C tg C tg ''+'=''+'''+'=δδδ磁场干扰时介损的测量检流计正反接抗磁场干扰的原理：设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为R 3和C 4；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为(R 3+∆R 3)和(C 4+∆C 4)；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为(R 3－∆R 3)和(C 4－∆ C 4) 当检流计正接时测得：当检流计反接时测得：因无磁场干扰时：故可得：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()()334014441/R R R C C R C C tg x ∆+=∆+=ωδ()()334024442/R R R C C R C C tg x ∆-=∆-=ωδ34044/R R C C R C tg x ==ωδ()()212121/22/x x x x x C C C C C tg tg tg +=+=δδδ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。

介质损耗角正切值的测量

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tanδ值，这在试品的Cx较小时尤需注意.
精品课件
15
❖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.
精品课件
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试验方法
• 仪器：西林电桥或介质损耗测量仪
• 西林电桥 • 电桥的四个臂： • CN—标准电容器 • ZX—被试品 • C4—可调电容 • R3— 可调电阻
• 2、根据试验条件确定采用正接线或反接线。
• 3、按图正确接线，高压试验线须从垂直方向拉出，使其对试品的分布电容最小，并且须用
粗导线防止电晕，保护接地应牢固可靠。
• 4、检查接线确保正确，检查微安表指零，将 R3，tanσ调零，灵敏度档位及调压器置零位，根据试品容量选择分流器于正确档位。
精品课件
基本原理
• 电介质在电场作用下产生能量。
P= U2ωCtgσ
• 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。
精品课件
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介质损失角正切值tgδ的测量
Ir Ix
Ic
Rx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。

高电压实验报告三介质损耗角正切值的测量

四川大学电气信息学院
高电压技术实验报告
介质损耗角正切值的测量
lenovo
一、实验名称
介质损耗角正切值的测量
二、实验目的
学习使用 QS1 型西林电桥测量介质损耗正切值的方法
三、实验仪器
50/5 试验装置一套水阻一只电压表一只 QS1 电桥一套 220Kv 脉冲电容器（被试品）一只四、实验接线
式中，Cn ------标准电容的容量（50pf 或100pf） n ------分流器电阻值（对应于分流器挡位，如表2-1 所列） 13.按图2-4 所示的反接线法接好试验线路（选做）；并按2.～12.
操作步骤调节电桥，测出被试品的tgδ 值和Cx 值。注意：反接线法桥体内为高压，电桥箱体必须良好接地，电桥引出线应架空与地绝缘。操作时注意安全。
五、实验步骤
1. 首先按图 2-3 所示的正接线法接好试验线路； 2. 将R 3 、 C4 以及灵敏度旋钮旋至零位，极性切换开关放在中间断开位置； 3. 根据被试品电容量确定分流器挡位； 4. 检查接线无误后，合上光偏式检流计的光照电源，这时刻度板上应出现一条窄光带，调节零位旋钮，使窄光带处在刻度板零
六、实验结果
Tanδ为 2.00%
Байду номын сангаас
位上； 5. 合上试验电源，升至所需试验电压； 6. 把极性切换开关转至“+ tgδ ”位置的“接通Ⅰ”上； 7. 把灵敏度旋钮旋至 1 或2 位置，调节检流计的合频旋钮，找到检流计的谐振点，光带达到最宽度，即检流计单挡灵敏度达到最大； 8. 调节检流计灵敏度旋钮，使光带达到满刻度的 1/3～2/3 为止； 9. 先调节R 3 使光带收缩至最窄，然后调节C4 使光带再缩至最窄，当观察不便时，应增大灵敏度旋钮挡（注意在整个调节过程中，光带不能超过满刻度），最后，反复调节ρ 和C4 并在灵敏度旋钮增至10 挡（最大挡）时，将光带收缩至最窄（一般不超过 4mm），这时电桥达到平衡； 10.电桥平衡后，记录tgδ 、R 3 、ρ 值，以及分流器挡位和所对应的分流器电阻n，还有所用标准电容的容量Cn ； 11.将检流计灵敏度降至零，把极性旋钮旋至关断，把试验电压降至零并关断试验电源，关断灯光电源开关，最后将试验变压器及被试品高压端接地。 12.计算被试品电容量： Cx = Cn ∙ R4 R3 + ρ ∙ 100 + R 3 n

电容与介质损耗角正切的测量(下)课件

测量中的影响因素
电容的测量受到多种因素的影响，如温度、湿度、频率等。温度和湿度会影响电容器的介质材料和结构，从而影响电容的大小。频率也会影响电容的大小，因为电容器的电容量会随着频率的变化而变化。
介质损耗角正切的定义：介质损耗角正切是衡量电介质材料在交流电场下能量损耗的一个物理量，用tanδ表示。它是指电介质在单位时间内每单位体积中消耗的能量与相同时间内流过电介质的能量的比值。
环境监测
生物医学
THANKS
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电容的计算
电容的大小可以通过电容器两端的电压和流过的电流来计算，公式为$C = frac{Q}{V}$，其中$Q$为电容器所带电荷量，$V$为电容器两端的电压。
介质损耗角正切的定义
介质损耗角正切是衡量电介质材料在交流电场作用下能量损耗的物理量，其大小等于介质中的有功功率与无功功率之比。
介质损耗角正切的物理意义
环境因素如温度、湿度、气压等对介质的介电常数和电导率都有影响，从而影响介质损耗角正切的测量结果。因此，在测量时需要控制环境因素的变化。
环境因素
样品的形状、尺寸、杂质等也会影响介质的介电常数和电导率，从而影响介质损耗角正切的测量结果。因此，在测量时需要选择合适的样品和制备方法。
样品因素
仪器的精度和稳定性也会影响介质损耗角正切的测量结果。因此，在测量时需要选择高精度和高稳定性的仪器。
振荡器
电容在耦合器中起到信号传递的作用，使信号在不同电路之间传输。
耦合器
绝缘材料检测
介质损耗角正切可以反映绝缘材料的性能，通过测量其值可以判断材料的绝缘性能是否良好。
在生物医学领域，电容与介质损耗角正切可用于研究生物组织的电学特性，如生物电位的测量和细胞膜电位的分析。
在环境监测领域，电容与介质损耗角正切可用于测量土壤湿度、水质电导率等参数，以评估环境质量。

介质损耗角正切值的测量方法

介质损耗角正切值的测量【精选】

介质损耗角正切值的测量讲解

实验 介质损耗角正切的测量

3.4 介质损失角正切值tgδ的测量解析

介质损耗正切角tanδ

高电压技术介质损耗角正切值(tanδ)的测量实验报告

二氧化硅的介质损耗角正切值

通过计算说明测量介质损耗角正切的原理

实验 介质损耗角正切的测量

介质损耗角正切值的测量

高电压实验报告三介质损耗角正切值的测量

电容与介质损耗角正切的测量(下)课件

实验介质损耗角正切的测量

实验介质损耗角正切的测量