介质损失角正切值的温度换算表
关于介质损耗测试
关于介质损耗的一些基本概念1、介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。
介质损耗因数的定义如下:如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。
因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。
绝缘能力的下降直接反映为介损增大。
进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。
如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。
功率因数的定义如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、高压电容电桥高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。
通过比对电流相位差测量tgδ，通过出比电流幅值测量试品电容量。
因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。
接线也十分烦琐。
国内常见高压电容电桥有：6、高压介质损耗测量仪简称介损仪，是指采用电桥原理，应用数字测量技术，对介质损耗角正切值和电容量进行自动测量的一种新型仪器。
一般包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分。
AI-6000利用变频抗干扰原理，采用傅立叶变化数字波形分析技术，对标准电流和试品电流进行计算，抑制干扰能力强，测量结果准确稳定。
介质损耗详解
1、介质损耗什么就是介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导与介质极化得滞后效应,在其内部引起得能量损耗。
也叫介质损失,简称介损。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下,电介质内流过得电流相量与电压相量之间得夹角(功率因数角Φ)得余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数,就是指介质损耗角正切值,简称介损角正切。
介质损耗因数得定义如下:如果取得试品得电流相量与电压相量,则可以得到如下相量图:总电流可以分解为电容电流Ic与电阻电流IR合成,因此:这正就是损失角δ=(90°-Φ)得正切值。
因此现在得数字化仪器从本质上讲,就是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备得绝缘状况就是一种传统得、十分有效得方法。
绝缘能力得下降直接反映为介损增大。
进一步就可以分析绝缘下降得原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损得同时,也能得到试品得电容量。
如果多个电容屏中得一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显得变化,因此电容量也就是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数就是功率因数角Φ得余弦值,意义为被测试品得总视在功率S中有功功率P所占得比重。
功率因数得定义如下:有得介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不就是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ,在损耗很小时这两个数值非常接近。
(1) 容量与误差:实际电容量与标称电容量允许得最大偏差范围、一般使用得容量误差有:J级±5%,K 级±10%,M级±20%、精密电容器得允许误差较小,而电解电容器得误差较大,它们采用不同得误差等级、常用得电容器其精度等级与电阻器得表示方法相同、用字母表示:D级—±0、5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%、(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受得最大直流电压,又称耐压、对于结构、介质、容量相同得器件,耐压越高,体积越大、(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量得相对变化值、温度系数越小越好、(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小得、一般小容量得电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆、电解电容得绝缘电阻一般较小、相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小、(5) 损耗:在电场得作用下,电容器在单位时间内发热而消耗得能量、这些损耗主要来自介质损耗与金属损耗、通常用损耗角正切值来表示、(6) 频率特性:电容器得电参数随电场频率而变化得性质、在高频条件下工作得电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小、损耗也随频率得升高而增加、另外,在高频工作时,电容器得分布参数,如极片电阻、引线与极片间得电阻、极片得自身电感、引线电感等,都会影响电容器得性能、所有这些,使得电容器得使用频率受到限制、不同品种得电容器,最高使用频率不同、小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ、不同材质电容器,最高使用频率不同、COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差、贴片电容得材质规格贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同得材质规格,不同得规格有不同得用途、下面我们仅就常用得NPO、X7R、Z5U与Y5V来介绍一下它们得性能与应用以及采购中应注意得订货事项以引起大家得注意、不同得公司对于上述不同性能得电容器可能有不同得命名方法,这里我们引用得就是敝司三巨电子公司得命名方法,其她公司得产品请参照该公司得产品手册、NPO、X7R、Z5U与Y5V得主要区别就是它们得填充介质不同、在相同得体积下由于填充介质不同所组成得电容器得容量就不同,随之带来得电容器得介质损耗、容量稳定性等也就不同、所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同得电容器、一NPO电容器NPO就是一种最常用得具有温度补偿特性得单片陶瓷电容器、它得填充介质就是由铷、钐与一些其它稀有氧化物组成得、NPO电容器就是电容量与介质损耗最稳定得电容器之一、在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率得变化小于±0、3ΔC、NPO电容得漂移或滞后小于±0、05%,相对大于±2%得薄膜电容来说就是可以忽略不计得、其典型得容量相对使用寿命得变化小于±0、1%、NPO电容器随封装形式不同其电容量与介质损耗随频率变化得特性也不同,大封装尺寸得要比小封装尺寸得频率特性好、NPO 电容器适合用于振荡器、谐振器得槽路电容,以及高频电路中得耦合电容、二X7R电容器X7R电容器被称为温度稳定型得陶瓷电容器、当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意得就是此时电容器容量变化就是非线性得、X7R电容器得容量在不同得电压与频率条件下就是不同得,它也随时间得变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%、X7R电容器主要应用于要求不高得工业应用,而且当电压变化时其容量变化就是可以接受得条件下、它得主要特点就是在相同得体积下电容量可以做得比较大、三Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器、这里首先需要考虑得就是使用温度范围,对于Z5U电容器主要得就是它得小尺寸与低成本、对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同得体积下Z5U电容器有最大得电容量、但它得电容量受环境与工作条件影响较大,它得老化率最大可达每10年下降5%、尽管它得容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)与等效串联电阻(ESR)低、良好得频率响应,使其具有广泛得应用范围、尤其就是在退耦电路得应用中、Z5U电容器得其她技术指标如下:工作温度范围+10℃--- +85℃温度特性+22% ---- -56%介质损耗最大4%四Y5V电容器Y5V电容器就是一种有一定温度限制得通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%、Y5V得高介电常数允许在较小得物理尺寸下制造出高达4、7μF电容器、Y5V电容器得其她技术指标如下:工作温度范围-30℃--- +85℃温度特性+22% ---- -82%介质损耗最大5%For personal use only in study and research; not for mercial use。
介质损耗角正切值与电源频率_补充说明
介质损耗角正切值与电源频率补充说明1. 引言1.1 概述介质损耗角正切值是表征介质中能量损耗程度的一个重要指标。
它可以描述电磁波在传播过程中，由于介质内部存在的电导率、磁导率、相对磁导率等因素而引起的能量损耗情况。
介质损耗角正切值越大，表示材料具有更高的能量损耗率。
在广泛的领域中，如通信系统、电力设备和材料工程等领域，对于准确评估与设计这种能量损耗情况非常重要。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讨论和分析。
首先，在引言部分会对概念进行详细解释，并说明文章的结构安排；然后，在正文部分会定义介质损耗角正切值，并对影响因素进行深入分析；接下来，在讨论与分析部分将对实验数据和理论推导进行解读和讨论，并通过结果分析与比较来揭示其中规律和趋势。
随后，在应用与展望部分将探讨该指标在工程应用中的意义，预测其未来发展趋势，并探讨可能存在的问题和挑战。
最后，在结论部分总结本文的研究成果，并提出对未来研究方向的启示与建议。
1.3 目的本文旨在深入研究介质损耗角正切值与电源频率之间的关系。
通过对影响介质损耗角正切值的各种因素进行分析，希望能够揭示该关系背后的机制以及相互影响程度。
通过实验数据的解读和理论推导的讨论，期望能够获得更加准确和可靠的结论。
同时，针对当前工程应用中存在的问题和挑战，提出相应措施和建议，为相关领域提供参考和借鉴。
2. 正文:2.1 介质损耗角正切值的定义介质损耗角正切值，也称为介质损耗因子，是电器元件或材料中能量转换引起的能量损失的度量。
它表示了介质对交流电信号的能量吸收和散射程度。
在交流电路中，当电气能量从电源传输至负载中时，会经历一定程度的能量损失，这种能量损失可以通过介质损耗角正切值来衡量。
2.2 影响因素分析介质损耗角正切值受多种因素影响，包括材料特性、温度、频率等。
首先，不同材料具有不同的介质损耗特性，在相同频率下可能表现出不同的介质损耗角正切值。
其次，温度对于材料的介质损耗也有显著影响。
介质损耗详解
1、介质损耗之袁州冬雪创作什么是介质损耗：绝缘资料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其外部引起的能量损耗.也叫介质损失，简称介损.2、介质损耗角δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ). 简称介损角.3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切.介质损耗因数的定义如下:如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值.因此现在的数字化仪器从实质上讲，是通过丈量δ或者Φ得到介损因数.丈量介损对断定电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法.绝缘才能的下降直接反映为介损增大.进一步便可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化蜕变等等.丈量介损的同时，也能得到试品的电容量.如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有分明的变更，因此电容量也是一个重要参数.4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重.功率因数的定义如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ).一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近.(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.紧密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采取分歧的误差等级.常常使用的电容器其精度等级和电阻器的暗示方法相同.用字母暗示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中可以长期稳定、靠得住工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于布局、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变更1℃,电容量的相对变更值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来标明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常常使用损耗角正切值来暗示.(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变更的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.别的,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.分歧品种的电容器,最高使用频率分歧.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ.分歧材质电容器,最高使用频率分歧.COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.贴片电容的材质规格贴片电容今朝使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等分歧的材质规格,分歧的规格有分歧的用途.下面我们仅就常常使用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来先容一下它们的性能和应用以及推销中应注意的订货事项以引起大家的注意.分歧的公司对于上述分歧性能的电容器可以有分歧的定名方法,这里我们引用的是敝司三巨电子公司的定名方法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册.NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质分歧.在相同的体积下由于填充介质分歧所组成的电容器的容量就分歧,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就分歧.所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用分歧来选用分歧的电容器.一 NPO电容器NPO是一种最常常使用的具有温度抵偿特性的单片陶瓷电容器.它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的.℃到+125℃时容质变更为0±30ppm/℃,电容量随频率的变更小于±0.3ΔC.NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来讲是可以忽略不计的.其典型的容量相对使用寿命的变更小于±0.1%.NPO电容器随封装形式分歧其电容量和介质损耗随频率变更的特性也分歧,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好.NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容.二 X7R电容器℃到+125℃时其容质变更为15%,需要注意的是此时电容器容质变更是非线性的.X7R电容器的容量在分歧的电压和频率条件下是分歧的,它也随时间的变更而变更,大约每10年变更1%ΔC,表示为10年变更了约5%.X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变更时其容质变更是可以承受的条件下.它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大.三 Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器.这里首先需要思索的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本.对于上述三种陶瓷单片电容起来讲在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量.但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%.虽然它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、杰出的频率响应,使其具有广泛的应用范围.尤其是在退耦电路的应用中.Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 +10℃ --- +85℃温度特性 +22% ---- -56%介质损耗最大 4%四 Y5V电容器Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容质变更可达+22%到-82%.Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器.Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃温度特性 +22% ---- -82%介质损耗最大 5%For personal use only in study and research; not for commercial use。
测量介质损耗角正切值tgδ试验工艺
测量介质损耗角正切值tgδ试验工艺本工艺包括：电力变压器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、电抗器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、互感器绕组连同套管介质损耗角正切值tgδ的测量、非纯磁套管介质损耗角正切值tgδ和电容值的测量、断路器电容器的介质损耗角正切值tgδ和电容值的测量一、试验准备1．人员组织表1序号项目单位数量备注1 工作负责人人 1 全面负责2 试验员人 2 试验2．仪器、设备及材料配置表2 序号名称型号技术规格单位数量备注1 全自动介损测试仪HVM1B ±（1%读数+0.001）台 12 干湿温度计只 13 专用电缆条 34 地线25mm2裸铜线条 25 开关板5A 块 16 放电棒只 17 细铁线米10 用于短封8 绝缘靴高压双 19 绝缘手套高压双 110 绝缘垫块 111 围栏套 112 产品出厂试验报告份 113 原始记录本本 1二、操作程序1．试验流程图试验准备选择仪器仪器检查接线测试记录测试完毕填写报告2．试验接线图介质损耗角正切值tg δK高压允许图1 介损测试仪前面板示意图图2 介损测试仪后面板示意图Cx图3 变压器高压绕组对地 图4 变压器低压绕组对地介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图Cx图5电抗器高压绕组对地介质损耗角正切值tg δ测试接线图A B C O a b c A B C Oa b cHVM1B工作方式 正/反接线 参数选择 电压选择 被广选择 电压选择接地 插座 启动 高压电源HV Cx CnA X图6 电流互感器高压绕组对地 图7 电压互感器高压绕组对地 介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图图8断路器电容器 图9 非纯瓷套管介质损耗角正切值tg δ测试接线图 介质损耗角正切值tg δ测试接线图三、试验步骤 1．试验准备该项试验应在被试物安装就位后进行。
试验现场应有稳定的电源和良好的接地点。
介质损耗正切值
介质损耗正切值
介质损耗正切值是指介质在电磁场作用下，能量转化为热能的能力。
简单来说，就是介质吸收电磁波能量时产生的能量损耗。
介质损耗正切值通常用tanδ表示，是介质的一个物理特性，是介质在一定频率下的损耗因子。
介质损耗正切值越大，说明介质吸收电磁波的能力越强，对电磁波的传输产生的影响也越大。
在电磁波的传输中，介质损耗正切值是一个重要的参数，它不仅影响电磁波的传输距离和传输质量，还会影响电磁波的频率响应和相位响应。
因此，在电磁波的传输和应用中，需要对介质损耗正切值进行精确的测量和控制。
介质损耗正切值的测量方法有多种，常用的方法包括谐振法、透射法、反射法等。
其中，谐振法是一种比较常用的方法，它利用谐振腔的谐振频率和品质因数来计算介质损耗正切值。
透射法和反射法则是利用介质对电磁波的透射和反射特性来测量介质损耗正切值。
在实际应用中，介质损耗正切值的大小和频率响应是需要考虑的因素。
一些高频应用中，介质损耗正切值较小的介质更为适用，而在一些低频应用中，介质损耗正切值较大的介质更为适用。
因此，需要根据具体的应用需求来选择合适的介质。
总之，介质损耗正切值是介质的一个重要物理特性，它对电磁波的传输和应用产生着重要的影响。
在电磁波的应用中，需要对介质损耗正切值进行精确的测量和
控制，以保证电磁波的传输质量和应用效果。
介质损耗角正切值的测量方法
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
ZN
1 j CN
Z3 R3
11 Z4 R4 j C4
（4-7）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
解所得方程式，得
Cx
R4 R3
CN1ta1n2x
（4-8）
U
tanxIIC RU RC x x R1xCx R4C4 （4-9）
图4-9 外接电源引起的电磁干扰
h
13
因为被试品的阻抗比R 3 和变压器漏抗大得多， 所以干扰电流 I ' 流过 R 3 和变压器形成回路。
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
h
14
（2）采用移相电源法
图4-10 移相电源消除干扰的接线图
h
8
R4
10 4
taxn R 4C 41 0 0 1 40 C 4C 4 160
若C
4以 F
计，则 C
4
的读数就为
t
an
的值。
x
h
9
当tanx 0.1时，试样电容可近似地按下式计算：
Cx
R4 R3
CN
（4-10）
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。
h
h
15
（2）采用移相电源法
短接BD点，干扰电流 和I 原设电该流电流Ix为同I时' x 通。过验流计G，
调节移相器，改变电源相 位，使电流 I' x 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。
介质损耗角正切公式
介质损耗角正切公式介质损耗角正切（tanδ）是一个在电学中经常会遇到的概念，它在电力工程、电子电路等领域都有着重要的应用。
咱们先来聊聊什么是介质损耗角正切。
简单来说，当一个电介质在电场作用下，会出现电能的损耗，这个损耗的程度就可以用介质损耗角正切来表示。
想象一下，电流通过一个电容器，电容器里面的介质并不是完美的，会有一部分电能被消耗掉，就好像电流在这个介质里跑的时候遇到了一些小阻碍，消耗了一些能量。
这个消耗的程度，就是介质损耗角正切啦。
公式是tanδ = P / ωCU² 。
这里面的 P 代表的是有功功率，也就是实实在在被消耗掉的那部分功率；ω 是角频率；C 是电容；U 是电压。
给大家讲个我曾经遇到的真实事儿。
有一次，我们学校的实验室里要做一个关于电容器性能的实验。
同学们都兴致勃勃地准备着，我在旁边指导。
有一组同学在计算介质损耗角正切的时候，把公式里的各个参数弄混了，结果怎么也算不对。
我走过去一看，发现他们把有功功率和无功功率给搞混了。
我就耐心地跟他们解释，有功功率是真正被消耗掉的能量，就像我们跑步时实实在在出的力，而无功功率只是在电路里来回转悠但没真正做功的那部分。
经过我的讲解，他们终于弄明白了，算出了正确的结果，那兴奋劲儿，别提了！在实际应用中，比如在电力变压器中，介质损耗角正切的值如果过大，就意味着变压器的绝缘性能可能下降，会影响变压器的正常运行，甚至可能引发故障。
所以，准确测量和计算介质损耗角正切对于保障电力设备的安全稳定运行至关重要。
再比如说，在高频电路中，由于频率很高，介质损耗可能会变得比较显著。
这时候，如果不考虑介质损耗角正切，设计出来的电路可能就达不到预期的性能。
总之，介质损耗角正切公式虽然看起来有点复杂，但只要我们理解了它背后的物理意义，搞清楚每个参数的含义和作用，就能很好地运用它来解决实际问题。
就像我们在学习的道路上，遇到一个又一个的难题，只要我们不害怕，认真去钻研，总能找到解决的办法。
变压器介损及电容量测试
影响tanδ的因素
试验电压的影响 良好绝缘的tanδ不随电压的升高而明显增加。若绝缘内部有缺陷，则其tanδ将随试验电压的升高而明显增加。
1
2
变压器介损及电容量测试
检查试验接线是否正确、接触是否良好；
将瓷套表面擦干净；
采用不同试验方法。
排除干扰影响；
调整试验引线与试品的夹角，尽量接近90度；
9 介损异常处理
3
由于a、b间电压没有完全
4
抵消，因此M型电桥也称为
5
不平衡电桥。Uw测量的是绝
6
对值，小介损时电压很低，
7
难以保证测量精度。
8
4 各种电桥的的原理
变压器介损及电容量测试
01
03
05
06
绕组连同套管的tanδ和电容值
电容型套管的tanδ和电容值
5 试验项目
变压器介损及电容量测试
变压器介损及电容量测试
高、中、低压绕组
－
反接法
－
变压器介损及电容量测试
试验项目
变压器介损及电容量测试
试验项目 绕组连同套管的tanδ和电容值 不拆一次引线 将被试绕组短接接地充分放电。 被试绕组需首末端短接后加压。 施加电压 绕组电压10kV以上：10kV 绕组电压10kV以下：Un
变压器介损及电容量测试
5 试验项目
电容型套管的tanδ和电容值 拆开套管末屏接地片（线） 与被试套管相连的所有绕组端子短接后接介损测试仪高压端，其余绕组端子均接地，套管末屏接介损测试仪，正接线测量 施加电压10kV
变压器介损及电容量测试
变压器介损及电容量测试
试验项目
电容型套管的tanδ和电容值 如果电容型套管末屏对地绝缘电阻小于1000
电流互感器介质损耗角正切值
培训科目2 电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试〔JN18-2-2-04〕【模块描述】本模块介绍电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试方法和技术要求。
通过测试工作流程的介绍，掌握电流互感器介质损耗角正切值tanδ测试前的准备工作和相关安全、技术措施、测试方法、技术要求及测试数据分析判断。
【正文】一、测试目的电流互感器介质损耗角正切值tanδ的测试能灵敏地发现油浸链式和串级绝缘结构电流互感器绝缘受潮、劣化及套管绝缘损坏等缺陷，对油纸电容型电流互感器由于制造工艺不良造成电容器极板边缘的局部放电和绝缘介质不均匀产生的局部放电、端部密封不严造成底部和末屏受潮、电容层绝缘老化及油的介电性能下降等缺陷，也能灵敏地反映。
所以介质损耗角正切值tanδ是判定电流互感器绝缘介质是否存在局部缺陷、气泡、受潮及老化等的重要指标。
二、测试仪器、设备的选择tanδ的测试可选用QSl型高压西林电桥或数字式自动介损测试仪。
所选仪器必须符合《高压介质损耗测试仪通用技术条件》〔DL/T962〕要求，并按期进行校验，保证其测量准确性。
三、危险点分析及控制措施1．防止高处坠落应使用专用绝缘梯上下，在电流互感器上作业应系好安全带。
对220kV及以上电流互感器，需解开高压引线时，宜使用高处作业车〔或高处检修作业架〕，严禁徒手攀爬电流互感器。
2．防止高处落物伤人高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索拴牢传递，严禁抛掷。
3．防止人员触电拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。
试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。
测试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。
四、测试前的准备工作1．了解被试设备现场情况及试验条件查勘现场，查阅相关技术资料，包括该设备历年试验数据及相关规程等，掌握该设备运行及缺陷情况。
2．测试仪器、设备准备选择合适的QSl型高压西林电桥、标准电容、操作箱、10kV升压器〔或数字式自动介质损耗测试仪〕、测试线、温〔湿〕度计、放电棒、接地线、梯子、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮栏、标示牌等，并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。
介质损耗详解
1、介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。
介质损耗因数的定义如下:如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。
因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。
绝缘能力的下降直接反映为介损增大。
进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。
如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。
功率因数的定义如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级.常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同.用字母表示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J 级—±5%;K级—±10%;M级—±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常用损耗角正切值来表示.(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.不同品种的电容器,最高使用频率不同.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ.不同材质电容器,最高使用频率不同.COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.贴片电容的材质规格贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材质规格,不同的规格有不同的用途.下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意.不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法,这里我们引用的是敝司三巨电子公司的命名方法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册.NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同.在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同.所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器.一NPO电容器NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器.它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的.NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一.在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC.NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的.其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%.NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好.NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容.二X7R电容器X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器.当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的.X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%.X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下.它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大.三Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器.这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本.对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量.但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%.尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围.尤其是在退耦电路的应用中.Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围+10℃--- +85℃温度特性+22% ---- -56%介质损耗最大4%四Y5V电容器Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%.Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器.Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围-30℃--- +85℃温度特性+22% ---- -82%介质损耗最大5%。
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.
介质损耗 介质损耗角 介质损耗正切值tgδ
介质损耗介质损耗角介质损耗正切值tgδ关于介质损耗的一些基本概念1、介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。
介质损耗因数的定义如下:如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。
因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。
绝缘能力的下降直接反映为介损增大。
进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。
如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。
功率因数的定义如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、高压电容电桥高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。
通过比对电流相位差测量tgδ，通过出比电流幅值测量试品电容量。
因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。
接线也十分烦琐。
国内常见高压电容电桥有：6、高压介质损耗测量仪简称介损仪，是指采用电桥原理，应用数字测量技术，对介质损耗角正切值和电容量进行自动测量的一种新型仪器。
一般包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分。
介质损耗角正切值
介质损耗角正切值
介质损耗角正切就是对电介质施加交流电压，介质内部流过的电流向量与电压向量之间的夹角的余角的正切值，表征了每个周期内介质损耗能量与每个周期内介质储存的能
量之比。
介电常数即：以绝缘材料为介质与以真空为介质制成同尺寸电容器的电容量之比。
表示在单位电场中，单位体积内积蓄的静电能量的大小，表征电介质极化并储存电荷的能力，是一个宏观量。
介质损耗置于交流电场当中的介质，以内部发热（温度升高）形式表现出来的能量损耗。
绝缘的介质损失角正切值tanδ可以用来反映介质损耗的大小。
从介质损耗这一角度看，要求它的tanδ值越小越好。
当绝缘受潮、老化时，通过电阻的有功电流I R将增大，测量tanδ可以反映出整个绝缘的分布性缺陷。
如果缺陷是集中性的，此时测量tanδ就不很灵敏。
对电气设备进行tanδ试验是基于视被试品为电容和电阻的并联等值电路，利用交流电桥平衡原理，用电桥臂中的已知电容和电阻来求出被试品的tanδ和电容C x。
介质损失角正切值的温度换算表
介质损失角正切值的温度换算表
介质损失角正切值的温度换算系数K 试验温度 （℃） 绝缘油 电力变 压 器 压 互 （油温） 0.84 0.81 0.79 0.76 0.74 0.72 0.69 0.67 0.65 0.63 0.61 0.59 0.57 0.55 0.53 0.51 0.49 0.47 0.45 0.44 0.43 0.41 0.40 0.38 0.37 套管 充油式 110LH 0.91 0.90 0.88 0.87 0.86 0.84 0.83 0.81 0.80 0.78 0.77 0.75 0.74 0.72 0.70 0.68 0.67 0.65 0.63 0.62 0.61 0.60 0.58 0.57 0.56 混合充填式 0.90 0.89 0.87 0.86 0.84 0.83 0.81 0.79 0.77 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.67 0.65 0.63 0.61 0.60 0.58 0.56 0.55 0.53 0.52 0.50 容式 套管（外温） 0.93 0.92 0.91 0.90 0.88 0.87 0.86 0.85 0.83 0.82 0.81 0.79 0.78 0.76 0.75 0.73 0.72 0.70 0.69 0.67 0.66 0.64 0.63 0.61 0.60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
1.54 1.52 1.50 1.48 1.46 1.45 1.44 1.43 1.41 1.38 1.35 1.31 1.27 1.24 1.20 1.16 1.12 1.08 1.失角正切值的温度换算表
介质损失角正切值的温度换算系数K 试验温度 （℃） 绝缘油 电力变 压 器 压 互 （油温） 1.60 1.58 1.56 1.55 1.52 1.50 1.40 1.45 1.43 1.40 1.37 1.31 1.31 1.28 1.24 1.20 1.16 1.11 1.05 1.00 0.97 0.94 0.91 0.89 0.87 套管 充油式 110LH 1.17 1.16 1.15 1.15 1.14 1.13 1.12 1.11 1.11 1.10 1.09 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1.00 0.99 0.97 0.96 0.94 0.93 混合充填式 1.25 1.24 1.22 1.21 1.20 1.19 1.17 1.16 1.15 1.14 1.12 1.11 1.10 1.08 1.07 1.06 1.04 1.03 1.01 1.00 0.98 0.97 0.95 0.93 0.92 容式 套管（外温） 1.21 1.20 1.19 1.17 1.16 1.15 1.14 1.13 1.11 1.10 1.09 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1.00 0.99 0.98 0.96 0.95 0.94
绕组连同套管的介质损耗因数tanδ(%)温度换算
绕组连同套管的介质损耗因数tanδ(％)温度换算C．0．1 绕组连同套管的介质损耗因数tanδ(％)温度换算，应按表C．0．1的规定取值。
表C．0．1 介质损耗因数tanδ(％)温度换算系数注：1 表中K为实测温度减去20℃的绝对值；2 测量温度以上层油温为准。
C．0．2 进行较大的温度换算且试验结果超过本标准第8．0．11条第2款规定时，应进行综合分析判断。
C．0．3 当测量时的温度差不是本标准表C．0．1中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定。
C．0．4 绕组连同套管的介质损耗因数tanδ(％)温度换算，应符合下列规定：式中：tanδ20——校正到20℃时的介质损耗因数；tanδt——在测量温度下的介质损耗因数。
附录D 电力变压器和电抗器交流耐压试验电压D．0．1 电力变压器和电抗器交流耐压试验电压值，应按表D．0．1的规定取值。
表D．0．1 电力变压器和电抗器交流耐压试验电压值(kV)D．0．2 110(66)kV干式电抗器的交流耐压试验电压值，应按技术协议中规定的出厂试验电压值的80％执行。
D．0．3 额定电压110(66)kV及以上的电力变压器中性点交流耐压试验电压值，应按表D．0．3的规定取值。
表D．0．3 额定电压110(66)kV及以上的电力变压器中性点交流耐压试验电压值(kV)附录E 断路器操动机构的试验E．0．1 断路器合闸操作，应符合下列规定：1 断路器操动机构合闸操作试验电压、液压在表E．0．1范围内时，操动机构应可靠动作；表E．0．1 断路器操动机构合闸操作试验电压、液压范围注：对电磁机构，当断路器关合电流峰值小于50kA时，直流操作电压范围为(80％～110％)U n。
U n为额定电源电压。
2 弹簧、液压操动机构的合闸线圈以及电磁、永磁操动机构的合闸接触器的动作要求，均应符合本条第1款的规定。
E．0．2 断路器脱扣操作，应符合下列规定：1 并联分闸脱扣器在分闸装置的额定电压的65％～110％时(直流)或85％～110％(交流)范围内，交流时在分闸装置的额定电源频率下，应可靠地分闸；当此电压小于额定值的30％时，不应分闸；2 附装失压脱扣器的，其动作特性应符合表E．0．2-1的规定；表E．0．2-1 附装失压脱扣器的脱扣试验注：*当电压缓慢下降至规定比值时，铁心应可靠地释放。
介质损耗角正切的测量
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
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 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。
本节内容
4.2.1 西林电桥测量法的基本原理
4.2.2 西林电桥测量法的电磁干扰 4.2.3 西林电桥测量法的其他影响因素
返回Leabharlann 4.2.1 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， R 、R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准，
3
4-6 西林电桥原理接线图
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tanδ，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
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4.2.2 西林电桥测量法的电磁干扰
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。
tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化) 和小电容试品中的严重局部性缺陷。由于tanδ随电 压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡 及老化的程度。但是，测量tanδ不能灵敏地反映大 容量发电机、变压器和电力电缆(它们的电容量都 很大)绝缘中的局部性缺陷，这时应尽可能将这些