介质损耗试验
介质损耗因数(tanδ)试验
align="center">图5-2 绝缘介质的等效电路表5-2 绝缘电阻测量结果绝缘电阻/MΩ(每隔60s测一次)tanδ与施加电压的关系决定于绝缘介质的性能、绝缘介质工艺处理的好坏和产品结构。
当绝缘介质工艺处理良好时，外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线，且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。
当施加电压达到某一极限值时，tanδ曲线开始向上弯曲，见图5-8曲线1。
如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等，则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。
另外，由于工艺处理不好的绝缘介质在极低电压下就会发生局部放电，所以，tanδ曲线就会较早地向上弯曲，且电压上升和下降时测得的tanδ值是不相重合的，见图5-8曲线2。
当绝缘老化时，绝缘介质的tanδ反而比良好绝缘时要小，但tanδ开始增长的电压较低，即tanδ曲线在较低电压下即向上弯曲，见图5-8曲线3。
另外，老化的绝缘比较容易吸潮，一旦吸潮，tanδ就会随着电压的上升迅速增大，且电压上升和下降时测得的tanδ 值不相重合，见图5-8曲线4。
2.2 温度特性图5-6 绝缘介质等值电流相量图I C—吸收电流的无功分量I R—吸收电流的有功分量—功率因数角δ—介质损失角图5-7 绝缘介质简化等效电路和等值电流相量图(a)等效电路(b)等值电流相量图C x—绝缘介质的总电容R x—绝缘介质的总泄漏电阻I Cx—绝缘介质的总电容电流I Rx—绝缘介质的总泄漏电流图5-8 绝缘介质tanδ的电压特性tanδ随温度的上升而增加，其与温度之间的关系与绝缘材料的种类、性能和产品的绝缘结构等有关，在同样材料、同样绝缘结构的情况下与绝缘介质的工艺干燥、吸潮和老化程度有关。
对于油浸式变压器，在10℃～40℃范围内，干燥产品的tanδ增长较慢;温度高于40℃，则tanδ的增长加快，温度特性曲线向上逐渐弯曲。
为了比较产品不同温度下的tanδ，GB/T6451—1999国家标准规定了不同温度t下测量的tanδ的换算公式。
介质损耗试验的原理及应用
介质损耗试验的原理及应用摘要：论述变电站介质损耗试验的概念及意义，引出介质损耗因数tgδ的定义，介绍介质损耗因数试验原理，测量方法及影响试验结果的因素和解决方法，结合工作实际简述现场试验应注意事项。
关键词：介质损耗因数；影响因素；注意事项引言近年来随着电力用户用电量大幅度增高，新型能源供电的加入，特高压交流、直流输电线路建成并投用，将变电站在电网中的地位提升到新的高度，各种电压等级的变电站兴建，变电站内电气一次设备种类的增多。
使电气一次设备高压试验显得尤为重要，在众多的电气设备高压试验项目中，介质损耗试验是必不可少的一环。
1.介质损耗因数的概念及意义在电场作用下，电气设备在输电过程中有一部分能量转变为其他形式的能量，通常为热能。
排除电气设备之间导线连接不紧密、铜铝接触无过渡、输电量过大、户外温度过高等因素，设备发热是由介质损耗引起，所谓介质损耗就是指在电场作用下电介质内部，如果损耗很大，会使电气设备温度升高，导致电气设备绝缘材料发热老化，如果介质温度不断上升，严重时会使电气设备绝缘部分融化、烧焦，丧失绝缘能力，造成击穿，影响变电站正常运行。
因此，介质损耗的大小是衡量绝缘性能的一项重要指标。
但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的绝缘性能好坏。
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为：介质损耗因数tgδ=（P/Q））*100％通过tgδ的定义可以看出tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，这样以来便于不同设备之间进行比较。
测量介质损耗因数tgδ是判断电气设备的绝缘状况得一种传统且十分有效的方法。
2.介质损耗因数试验的原理测量介质损耗因数的原理分为三种：1）西林电桥是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，以及10kV升压器及电源控制箱。
需要调节平衡，是由：交流阻抗器、转换开关、检流计、高压标准电容器组成。
介质损耗试验ppt课件
离或发生局部放电时，tg 随U的升高而迅速
增大，电压回落时电离要比电压上升时要更
强一些，因而会出现闭环曲线。
图 4 tg 与试验电压的典型关系曲线
13
如果绝缘受潮，则电压较低时，tg 就已经相当大，电压升高时，tg 更 将急剧增大；电压回落时，tg 也要比电压上升时更大一些，因而形成了 不闭合的分叉曲线。 4）试品电容量的影响：对于电容量较小的试品，tg 测量能有效的发现 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，tg 测量只 能发现整体分布性缺陷，此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品， 分别测量各部分的 tg 值，能有效的发现缺陷。 5）试品表面泄露(漏）的影响：由于试品表面泄露(漏）电阻总是与试品等值 电阻RX相并联，所以会影响 RX 值。为了排除或减小这种影响，在测试前 应先清楚绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽 极。
交变磁场感应出干扰磁场。
消除方法：将电桥的低压臂和检流计用金属网和屏蔽电缆线加以屏蔽。
2） 温度的影响：一般tg 随温度的增高而增大。
3）试验电压的影响（图4）：
曲线1—良好绝缘在额定电压下，tg 值几乎
不变 。
曲线2—若绝缘存在空隙或气泡时，当所加
电压尚不足以使气泡电离时，其tg 与良好
绝缘时无差别，但若所加电压能引起气泡电
课 程题目 介质损耗（角）正切角tan 试验
1
目录
1 介质的极化、电导和介质损耗 1.1 介质的极化 1.2 电介质的电导 1.3 电介质损耗 2 介质损耗正切角的测量 2.1 西林电桥原理 2.2 测量的影响因数
2
1 介质的极化、电导和介质损耗
1.1 介质的极化
具有极性分子的电介质称为极性电介质，而中性分子构成的电解质 称为中性电介质。前者是即使没有外电场的作用其分子本身也具有电矩 的电介质。介质的相对介电常数：
介质损耗,介损
图16、绝缘介质tanδ的电压特性
2、温度特性
GB/T6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》中要求：容量 在8000KVA及以上变压器应提供tanδ值，测试通常在10~40 ℃下进行， 不同温度下的tanδ 值一般可按下式换算：
tan δ 2 = tan δ 1 *1.3
(T2 − T1 )
一旦变压器状态确定，无 论在串联模型还是并联模型中 变压器的等效电阻和电容也就 确定了，从而被试组合的tanδ 也就确定了，为一定值。所以 认为tanδ是绝缘材料在某一状 态下固有的，可以用作判断产 品绝缘状态是否良好的依据， 是绝缘介质的基本特性之一。
P =U IR Q =U IC
• •
•
P IR tan δ = = • Q IC U 1 Z R ZC jωCP 1 tan δ = = = = U ZR RP jω RP CP ZC tan δ = 1 ω RP CP
I U
C1 IC1 C R
被试绕组的等效电路
R1 ICR
IR1
图1
P tan δ = Q
图1可以转化成两种模型，一种是串联模型(图3)所示，另一种是并 联模型(图4)所示:
P =UR I Q =UC I
• • •
P UR tan δ = = • Q U C RS Z tan δ = R = = jω RS CS 1 ZC jωCS tan δ = ω RS CS
表1、变压器介损的测量部位
序列号 1 2 3 4 5 6 其他特别指示部分 高压、低压 外壳 双线圈变压器 被测线圈 低压 高压 接地部分 高压、外壳 低压、外壳 被测线圈 低压 中压 高压 高压、中压 高压、中压、低压 其他特别指示部分 三线圈变压器 接地部分 高压、中压、外壳 高压、低压、外壳 中压、低压、外壳 低压、外壳 外壳
电流互感器介质损耗试验方法和接线
电流互感器介质损耗试验方法和接线
电流互感器的介质损耗试验方法可以采用频率变化法或电压比对法。
其中，频率变化法是通过改变电流频率来测量介质损耗，而电压比对法则是通过将互感器与标准电容进行串联并施加相同电压来测量互感器的损耗。
接线方面，一般采用三相四线制，即将互感器的一次侧与被测电流的正相线、零线和负相线分别连接，而二次侧则通过接线端子与继电器或仪表相连。
具体的接线方法可根据互感器的型号和规格来确定，一般需要参考相应的接线图或说明书进行接线。
在进行接线时，要注意接触良好、接线牢固以及避免导线的交叉干扰等问题。
设备介质损耗试验常见问题及对策探讨
设备介质损耗试验常见问题及对策探讨在设备介质损耗试验中，作为电气绝缘中的重要参数，介质损耗因素的准确测量直接关系到对设备绝缘状况的评价。
由于受到各种因素的影响，介质损耗测量的实际结果与真实值会存在一定程度的偏离，因此，导致试验设备中的试验数据在某些情况下出现负值，影响其有效性。
例如：在无损耗标准电容器的电流大于电压90°时，该电流与试品电容电流之间的夹角为：介质损耗角δ，δ=0°。
当试验存在δ时，试品电容电流受到电压相位有功电流分量的影响将低于无损耗标准电容器电流的角度，那么出现正值；在受到某种因素的影响下，电容电流与电压之间相位差如果超过90°，那么电流有功分量与电压出现两个相反的方向，其介质损耗δ就会出现负值。
1 现场设备介质损耗试验导致负值问题出现的原因介质损耗因素，简写成tanδ。
导致设备tanδ出现负值的因素有许多种：例如：外部对电流的干扰、测量仪器接地不良和仪器中标准电容介质损耗大、电压互感器接地铁芯和底座接地不良以及电磁单元等影响。
1.1 外部对电流的干扰设备介质损耗试验时，外部干扰电流一旦投影直电压相量上，并与电压方向相同的时候，介质损耗因素tanδ也将随着介质损耗角δ的增大而增大；相反，如果投影的方向与电压的方向相反的时候，那么随着介质损耗角δ的缩小而出现负值。
1.2 测量仪器接地不良和标准电容介质损耗过大如下图1所示，互感器一次绕组介质损耗与二次介质损耗时，等值电容为Cx；对地电容为：C10、C20；测量仪器接地不良的时候，接触电阻为：R0。
当等值电容在无损耗的情况下，测量仪器接地正常或不良时所产生的状况分别为：正常R0为0，试验电流中的电流I2超过电压U角度90°，δ为0°；不良，试验电流中的电流I2超过电压U2角度90°，测量电容的结果过大。
由于R0、I1低于I2，因此，电流I2始终超过试验其他支路的电流，导致介质损耗测量出现负值或较小。
介质损耗因数tanδ试验第一节
介质损耗因数tanδ试验第一节tanδ测量的原理和意义在电压作用下，电介质产生一定的能量损耗，这部分损耗介质损耗或介质损失。
产生介质损耗的原因主要是电介质电导、极化和局部放电。
一、电介质电导引起的损耗...--介质损耗因数tanδ试验第一节tanδ测量的原理和意义在电压作用下，电介质产生一定的能量损耗，这部分损耗介质损耗或介质损失。
产生介质损耗的原因主要是电介质电导、极化和局部放电。
一、电介质电导引起的损耗在电场作用下电介质电导（又称漏导）产生的泄漏电流会造成能量损耗。
这种损耗在交流与直流作用下都存在，且这种损耗与极化、局部放电引起的损耗比较是很小的。
二、极化引起的损耗在交流电压作用下，电介质由于周期性的极化过程，电介质中的带电质点要沿交变电场的方向作往复的有限位移并重新排列。
这时，质点需要克服极化分子间的内摩擦力而造成能量损耗。
极化损耗的大小与电介质的性能、结构、温度、交流电压频率等有关。
三、局部放电引起的损耗绝缘材料中，不可避免地会有些气隙或油隙。
在交流电压下，电场分布主要与该材料的介电系数ε成反比，气体的介电系数一般比固体绝缘材料的要低得多，因此承受的电场强度就大，当外加电压足够高时，气隙中首先发生局部放电。
固体中气隙放电前后电场示意图，如图4－1所示。
气隙放电形成的电荷，在外施电场E0作用下移动到气隙壁上；这些电荷又形成反电场E，削弱了气隙中的电场，很可能使气隙中放电不再继承下去，如图4—1（b）所示。
但是如外加的为交流电压，半周后外施电场E0就反向了，正好与前半周气隙中电荷形成的反电场E 同向，加强了气隙中电场强度，使气隙中放电在更低电压下发生。
所以交流电压下绝缘体里的局部放电及介质损耗比直流电压下强烈。
在油浸电容器、电容套管等的设计制造及运行气隙放电形成的电荷，在外施电场E0作用下移动到气隙壁上；这些电荷又形成反电场E，削弱了气隙中的电场，很可能使气隙中放电不再继续下去，如图4—1（b）所示。
介损测试原理及应用
『介质损耗因数（tgδ）原理』
第9页/共21页
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』
第10页/共21页
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
『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、标第7页准/共2电1页 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。
『介损测试仪现场使用注意事项』
介损测试仪现场使用注意事项
测量功能
Text in here
试验电压范围 Text in here
如正接线、反接线、自激பைடு நூலகம்CVT测量等 常规介损一般10kV，额定电压介损根据要求确定
第19页/共21页
测试电流范围 常规介损一般5uA～1A，高压介损需要更大测试电流
测量精度
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 第3页/共21页
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
介质损耗和介电常数测量试验
介电特性是电介质材料极其重要的性质。 在实际应用中， 电介质材料的 介电系数和介质损耗是非常重要的参数。 例如，制造电容器的材料要求介电 系数尽量大， 而介质损耗尽量小。 相反地， 制造仪表绝缘器件的材料则要求 介电系数和介质损耗都尽量小。 而在某些特殊情况下， 则要求材料的介质损 耗较大。 所以，通过测定介电常数 ( )及介质损耗角正切 (tg )，可进一步了解 影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据。
1、介电常数 ( )：某一电介质 (如硅酸盐、高分子材料 )组成的电容器在 一定电压作用下所得到的电容量 Cx 与同样大小的介质为真空的电容器的电 容量 Co 之比值，被称为该电介质材料的相对介电常数。
Cx Co 式中： Cx —电容器两极板充满介质时的电容；
0
C —电容器两极板为真空时的电容；
—电容量增加的倍数，即相对介电常数
电容器等组成 (图 2)。工作原理如下：高频信导发生器的输出信号，通过低
阻抗耦合线圈将信号馈送至宽频低阻抗分压器。 输出信号幅度的调节是通过
控制振荡器的帘栅极电压来实现。当调节定位电压表 CBl 指在定位线上时，
Ri 两端得到约 l0mV 的电压 (Vi) 。当 Vi 调节在一定数值 (10mV) 后，可以使
CB1 Ri
C
CB2
图 1 Q 表测量电路图
经推导 (1) 介电常数：
2
(C1 C 2)d
(1)
2
式中： C1—标准状态下的电容量；
C2—样品测试的电容量；
d—试样的厚度 (cm)；
Φ—试样的直径 (cm)；
(2) 介质损耗角正切：
C1 Q1 Q2 tg
(2)
变压器试验之绕组介质损耗试验
变压器试验之绕组介质损耗试验变压器之绕组介质损耗试验绕组介质损耗试验试验目的测试变压器绕组连同套管的介质损耗角正切值的目的主要是检查变压器整体是否受潮、绝缘油及纸是否劣化、绕组上是否附着油泥及存在严重局部缺陷等。
它是判断变压器绝缘状态的一种较有效的手段，近年来随着变压器绕组变形测试的开展，测量变压器绕组的及电容量可以作为绕组变形判断的辅助手段之一。
试验仪器选择全自动抗干扰介质损耗测试仪。
试验试验步骤及接线图（1）变压器绕组连同套管tgδ和电容量的测量1) 首先将介损测试仪接地。
2) 将高压侧A、B、C三绕组短接起来。
3) 将其他非被试绕组三相及中性点短接起来，并接地(2#)。
4) 将红色高压线一端芯线插入测试仪“高压输出”插座上，注意要将红色高压线的外端接地屏蔽线接地。
5) 红色高压线另一端接高压绕组的短接线(1#)。
6) 连接好电源输入线。
7) 检查试验接线正确，操作人员征得试验负责人许可后方可加压试验。
8) 打开电源，仪器进入自检。
9) 自检完毕后选择反接线测量方式。
10) 预置试验电压为10ＫＶ。
11) 接通高压允许开关。
12) 按下启动键开始测量。
注意：加压过程中试验负责人履行监护制度。
13) 测试完成后自动降压到零测量结束。
14) 关闭高压允许开关后，记录所测量电容器及介损值。
15) 打印完实验数据后，关闭总电源。
16) 用专用放电棒将被试绕组接地并充分放电，变更试验接线，同理的方法测量变压器低压绕组连同套管tgδ值和电容量。
17) 首先断开仪器总电源。
18) 在高压端短接线上挂接地线。
19) 拆除高压测试线。
20) 拆除高压套管短接线。
21) 拆除其他非被试绕组的接地线及短接线。
22) 最后拆除仪器其它试验线及地线。
23) 试验完毕后，填写试验表格。
（2）变压器电容型套管tgδ和电容量的测量1) 首先将介损测试仪接地。
2) 将高压侧A、B、C三绕组短接起来。
3) 将非测试的其他绕组中压侧三相及中性点短接起来，并接地。
介损试验方法及原理
介损试验方法及原理一、介质损耗试验概述任何绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，所以都有能量损耗，把在电压作用下电介质产生的一切损耗称为介质损耗。
由于直流电压下电介质中的损耗主要是漏导损耗，用绝缘电阻或漏导电流就足以充分表示了，所以在交流电压下引入介质损耗，它表示在交流电压作用下有功电流和无功电流的比值。
介质损耗只与材料特性有关，而与材料尺寸、体积无关的物理量。
二、试验仪器的选择及试验方法2.1试验时使用的仪器自动介损测试仪、QS1型西林电桥2.2试验方法2.2.1 QS1型西林电桥2.2.1.1技术特性QS1型电桥的额定工作电压为10kV，tgδ测量范围是0.5％～60％，试品电容Cx是30pF～0.4μF（当CN为50pF时）。
该电桥的测量误差是：tgδ=0.5％～3％时，绝对误差不大于±0.3％；tgδ=3％一60％时，相对误差不大于±10％。
被试品电容量CX的测量误差不大于±5％。
如果工作电压高于10kV，通常只能采用正接线法并配用相应电压的标准电容器。
电桥也可降低电压使用，但灵敏度下降，这时为了保持灵敏度，可相应增加CN的电容量（例如并联或更换标准电容器）。
2.2.1.2接线方式1.正接线法。
所谓正接线就是正常接线，如图一，在正接线时，桥体处于低压，操作安全方便。
因不受被试品对地寄生电容的影响，测量准确。
但这时要求被试品两极均能对地绝缘（如电容式套管、耦合电容器等），由于现场设备外壳几乎都是固定接地的，故正接线的采用受到了一定限制。
图一2.反接线法。
反接线适用于被试品一极接地的情况，故在现场应用较广。
这时的高、低电压端恰与正接线相反，因而称为反接线。
在反接线时，电桥体内各桥臂及部件处于高电位，所以在面板上的各种操作都是通过绝缘柱传动的。
此时，被试品高压电极连同引线的对地寄生电容将与被试品电容Cx并联而造成测量误差，尤其是Cx值较小时更为显著。
3、对角接线。
电容器介质损耗因数试验
电容器介质损耗因数试验电容器介质损耗因数和电容器绝缘介质的种类、厚度、浸渍剂的特性以及制造工艺有关。
电容器tanδ的测量能灵敏地反映电容器绝缘介质受潮、击穿等绝缘缺陷，对制造过程中真空处理和剩余压力、引线端子焊接不良、有毛刺、铝箔或膜纸不平整等工艺的问题也有较灵敏的反应，所以说电容器介质损耗因数是电容器绝缘优劣的重要指标。
耦合电容器介质损耗因数测试方法：（1）采用正接线测量时，先将被试电容器对地放电并接地，拆除被试电容器对外所有一次连接线，电容器法兰接地，打开小套管接地线并与Cx端相连接，高压引线接至电容器高压电极，取下接地线，检查接线无误后，通知 其他人员远离被试品并监护。
合上试验电源，从零开始升压至测试电压进行测试，测试电压为10KV。
测试完毕后先将电压降到零，然后读取测量数据，切断电源，对被试品进行放电并接地，拆除测试引线。
特别注意小套管接地引线的恢复。
（2）采用反接线测量时，电桥Cx端接电容器高压电极，低压电极接地。
测量下节耦合电容器时下法兰和小套管接地，采用反接线测量时，桥体接地应直接与被试品接地点直接连接，测试电压为10KV。
断路器电容器介质损耗因数测试方法：（1）交接时断口电容器的tanδ应在安装前测试，主要是避免断路器灭弧室的影响。
测试前先将被试电容器对地放电并接地，高压引线接至断路器电容器一端电极，电容器另一端接电桥Cx端。
取下接地线，检查接线无误后，通知其他人员远离被试电容器。
合上试验电源，从零开始升压至测试电压进行测试，测试电压为10KV。
测试完毕后将电压降至零后读取测量数据，然后切断电源，对被试品进行放电并接地。
（2）预防性试验时，如果测试数据偏大，可将电容器拆下进行测试。
介损试验目的及标准
介损试验目的及标准
介损试验是一种用于评估电介质材料中导电性杂质和缺陷的试验方法。
其主要目的是测量电介质材料的损耗因数和介电常数，从而确定其电学性能和可靠性。
介质材料在电场作用下会发生导电和极化现象，导致能量转换和材料内部热损耗，因此介质的损耗因数是衡量其质量的重要指标之一。
介损试验是测量介质材料损耗因数的标准化方法之一。
介损试验标准通常由国际电工委员会（IEC）和美国国家标准协会（ANSI）等机构制定，常见的介损试验标准包括：
1. IEC 60250：电气绝缘材料介损因数和介电常数的测量
2. ASTM D150：电气绝缘材料介质损耗角正切和介电常数的测量
3. ANSI/IEEE C57.152：电力变压器和电抗器的介损测量
4. GB/T 5654：电力设备用绝缘材料介质损耗因数和介电常数的测量
介损试验通常通过测量电容器中材料的电容值和电导率来计算损耗因数和介电常数。
试验过程中需要注意材料的温度、湿度、频率等因素对试验结果的影响，保证试验数据的准确性和可重复性。
总之，介损试验是评估电介质材料质量和可靠性的重要手段，其标准化方法可以
确保试验结果的准确性和可比性。
介质损耗试验
介质损耗试验介质损耗实验：用于测量介质损耗所用的方式方法。
中文名称介质损耗试验英文名称dielectric dissipation test定义通过测量介质损耗因数来判断设备绝缘性能的试验。
一般使用西林电桥、电流比较型电桥、M型介质试验器等仪器进行试验。
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。
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称为介质损耗角。
介质损耗测试仪：介质损耗测试仪是一种新颖的测量介质损耗角正切值（tgδ）和电容值（Cx）的智能化仪器。
可以在工频高压下，现场测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗角正切值（tgδ）和电容值（Cx）。
工作原理在交流电压作用下，电介质要消耗部分电能，这部分电能将转变为热能产生损耗。
这种能量损耗叫做电介质的损耗。
当电介质上施加交流电压时，电介质中的电压和电流间存在相角差Ψ，Ψ的余角δ称为介质损耗角，δ的正切t gδ称为介质损耗角正切。
tgδ值是用来衡量电介质损耗的参数。
仪器测量线路包括一标准回路（Cn）和一被试回路（Cx）。
标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成，被试回路由被试品和测量线路组成。
测量线路由取样电阻与前置放大器和A/D转换器组成。
通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位等，再由单片机运用数字化实时采集方法，通过矢量运算便可得出试品的电容值和介质损耗正切值。
[1]电缆介质损耗试验只针对充油电缆注：充油电缆包括自容式充油电缆和钢管式充油电缆，是用补充浸渍剂的办法消除因负荷变化而在油纸绝缘层中形成气隙，以提高电缆工作场强的一类电力电缆。
变压器介质损耗试验目的与试验步骤及注意事项
变压器介质损耗试验目的与试验步骤及注意事项变压器介质损耗试验目的与试验步骤及注意事项：
一、试验目的和意义
介质损耗测量对于发现绝缘整体受潮、老化等分布性缺陷或绝缘中有气隙放电缺陷时较灵敏，目前已广泛应用于变压器的出厂检验和运行检修试验中。
二、试验步骤
1、测量并记录环境温度、相对湿度、变压器铭牌、仪器名称及编号;并将高、低压测绕组及中性线连线断开;
2、将变压器高压侧三相绕组短接，将仪器高压输出端子经高压测试线(芯线)接至变压器高压侧绕组，变压器低压侧三相短接接地，仪器接地端子接地;
3、打开仪器电源开关，设置参数，选择反接法、内标准、变频、内高压、测试电压(10kV);
4、按下仪器高压开关，点击开始测试，等待30s左右即可显示测试结果，包括电容值C和介质损耗tgδ;
5、测试完成，根据需求保存或打印结果，关闭仪器，后拆线。
三、注意事项
1、应保证仪器和变压器低压侧绕组可靠接地，刮净接地点上的油漆铁锈;
2、反接法测试时，高压测试线使用芯线，屏蔽线悬空;
3、变压器高压侧绕组额定电压在10kV及以上时，测试电压为10kV;在10kV以下时，测试电压等于其额定电压;
4、若变压器有中性点，接线时与同侧绕组短接;
5、对于油变，尽量在油温低于50℃时测量，不同温度下的tgδ需经过换算;
6、测试时高压测试线不要接触变压器外壳，应与之保持一定的距离。
介质损耗试验
电容和介质损耗测量一试验目的测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。
测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目。
因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。
绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大。
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。
所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验。
测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。
电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。
二概念及原理介质损耗是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。
在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率因数角(Φ)，而余角(δ)简称介损角。
介质损耗正切值δtg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（δtg）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘的试验等都是不可缺少的。
因为测量绝缘介质的δtg值是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法。
在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极化损耗。
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：合成，因此：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR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。
有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cos Φ)，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。
三试验方法根据试品的具体情况确定试验接线方式方法。
试验方法有外施和内施两种。
外施是使用外部高压试验电源和标准电容器进行试验，对介损仪的示值按一定的比例关系进行计算得到测量结果的方法。
绝缘电阻,泄漏电流,介质损耗试验、耐压试验
绝缘电阻,泄漏电流,介质损耗试验、耐压试验
（原创版）
目录
1.绝缘电阻的定义和重要性
2.泄漏电流的概念及其影响
3.介质损耗试验的原理和应用
4.耐压试验的作用和方法
5.结论
正文
一、绝缘电阻的定义和重要性
绝缘电阻是指在特定的电压下，材料对电流的阻碍能力。
在电气设备中，绝缘电阻是保证设备正常运行和安全的重要因素。
如果绝缘电阻不足，可能导致设备故障、触电等安全事故。
二、泄漏电流的概念及其影响
泄漏电流是指在电气设备的绝缘部分，由于各种原因导致的电流泄漏。
泄漏电流可能导致设备的性能下降、温升增加，严重时可能损坏设备。
因此，对泄漏电流的检测和控制至关重要。
三、介质损耗试验的原理和应用
介质损耗试验是一种测量绝缘材料在交流电压下损耗的试验方法。
该试验可以评估绝缘材料的质量和绝缘状况。
在实际应用中，介质损耗试验常用于检测电缆、变压器等设备的绝缘性能。
四、耐压试验的作用和方法
耐压试验是一种检测设备绝缘强度的试验方法。
通过对设备施加高电压，观察设备是否有泄漏电流或击穿现象，以评估设备的绝缘性能。
耐压
试验可以有效预防设备运行中的绝缘击穿故障，保障设备的安全运行。
综上所述，绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗试验和耐压试验都是评估电气设备绝缘性能的重要指标和方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3
1）电子式极化 ） 当物质原子里的电子轨道受到外电场作用时，它将相对于原子核产生位移， 这就是电子式极化 电子式极化。当外电场撤掉后，依靠正负电子间的吸引力，作用中心 电子式极化 又马上重合，整体呈现非极性，所以这种极化没有损耗。 2）离子式极化 ） 固体无机化合物多属离子式结构，如云母、陶瓷材料等。无外电场作用时， 每个分子正负离子的作用中心是重合的，故不呈现极性。离子式极化也属于 弹性极化，几乎没有损耗。 3）偶极子极化 ） 偶极子是一种特殊的分子，它的正负电荷的中心不相重合，好像分子的一 端带有正电荷、另一端带有负电荷一样，因而形成一个永久性的偶极矩。例 如、蓖麻油、橡胶、胶木等都是常用的极性绝缘材料。
ε r = εε
0
εr综合反映电介质极化的一个物理量。在20oC时工频电压下气体介质 εr接近于1，液态和固体电介质大多在2~6之间。 最基本的极化形式有电子式极化 离子式极化 偶极子极化 电子式极化、离子式极化 偶极子极化等三 电子式极化 离子式极化和偶极子极化 种，此外还有夹层极化 夹层极化和空间极化等。 夹层极化
25
五、分析判断
•
(1)依据《规程》进行判断。《规程》 规定20℃时tanδ测量值不应大于下表中 所列的数据。
• (2) tanδ值与历次测量数值比较，不应 有显著变化（一般不大于30%）。现场 实测经验表明，测量tan8值虽小于表711所列数据，但较往年试验数据有较大 变化的变压器往往有异常，因此不能单 靠tanδ的数值来判断，而应比较变压器
功分量
& I C ，即
& & & I = I R + IC
图2 介质在交流电压作用下的电流向量图及功率三角形
7
从图2中可以看出,此时的介质损耗功率：(请将文中所有tgδ全部改 为tanδ)
P = UI cos ϕ = UI R = UI C tgδ = U 2ωC p tgδ
式中，ω —电源角频率； ϕ —功率因数角； δ —介质损耗角； 介质损耗角 δ 为功率因数角 ϕ 的余角，其正切 tgδ 又可称为介质损耗 因数，常用百分数（％）来表示。 通常均采用介质损耗角正切 tgδ 作为综合反映电介质损耗特性优劣的 一个指标，测量和监控各种电力设备绝缘 tgδ 的值已成为电力系统中 绝缘预防性试验最重要的项目之一。 如果介质损耗主要由极化所引起，则常采用串联等值电路 ；若介质损
tgδ
如果绝缘受潮，则电压较低时，tgδ 就已经相当大，电压升高 时，tgδ 更将急剧增大；电压回落时， tgδ 也要比电压上升时 更大一些，因而形成了不闭合的分叉曲线。 tg 4）试品电容量的影响：对于电容量较小的试品， δ 测量能 有效的发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量 tg 较大的试品， δ 测量只能发现整体分布性缺陷，此时要把它 分解成几个彼此绝缘部分的被试品，分别测量各部分的值， 能有效的发现缺陷。 5）试品表面泄露(漏）的影响：由于试品表面泄露(漏）电阻 总是与试品等值电阻 RX相并联，所以会影响 RX 值。为了排除 或减小这种影响，在测试前应先清楚绝缘表面的积污和水分， 必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。
4
如图1所示，当不存在电场时，这些偶极子杂乱无章地排序着，宏观 电矩等于零，整个电介质对外不表现极性。当出现电场后偶极子沿电场 方向转动，因而出现极性，这种极化称为偶极化和转向极化。 它是非弹性的,极化过程中需要消耗一定的能量。
图1 偶极子极化
5
4）夹层极化 ） 由于介电常数和电导率的多种电解质组成的结缘结构，在加上外电场 后各层电压将从开始是按介电常数分布逐渐过渡到稳定时按电导率分布。 在电压重新分布过程中，夹层截面上会聚集起一些电荷，使整个介质等 值电容增大，这种极化称为夹层极化。 各种极化见表1。
23
• 3）试验电压的影响（图4）： tgδ • 曲线1—良好绝缘在额定电压下， 值几乎 tgδ • 不变 。 • 曲线2—若绝缘存在空隙或气泡时， tgδ 当所加 • 电压尚不足以使气泡电离时，其4 tgδ 与试验电压的典型 图 与良好 关系曲线 • 绝缘时无差别，但若所加电压能引 起气泡电 24 • 离或发生局部放电时， 随U的 升高而迅速
几乎没 有 有 有
1.3 电介质损耗 在直流电压的作用下，电介质中没有周期性的极化过程，只要外加电压 还没有打到引起局部放电的数值，介质中的损耗将仅由电导引起，所以用 体积电导和表面电导率两个物理量就已能充分说明问题，不必再引入介质 损耗这个概念了。 在交流的作用下，在交流电压下，流过电介质的电流 I& 包含有功分量 I&R 和无
10
可以求得试品电容C X 和等值电阻 RX
CX = R4C N R3 (1 + ω 2C4 2 R4 2 )
R3 (1 + ω 2C4 2 R4 2 ) RX = ω 2C4 R4 2CN
介质并联等值电路的介质损耗角正切
1 tgδ = = ωC4 R4 ωCx Rx
因为 ω = 2π f = 100π
耗由电导引起，常采用并联等值电路。
8
因为介质损耗角值 δ 一般都很小，cos δ ≈ 1 ，所以
P = U 2ωCS tgδ
用两种等值电路所得出的和P理应相同。若U、Cs、ω已知，P最后取决 于 tgδ ，即可以用 tgδ 大小表示P。 2 介质损耗正切角的测量 2.1 西林电桥原理 tgδ 的测量常采用高压交流平衡 电桥（西林电桥），不平衡电桥， 或低功率因素瓦特表来测量、这里 主要介绍西林电桥。 西林电桥的接线如图3所示，被 试品以并联等值电路表示。
12
13
14
15
16
•
如某双绕组变压器的tanδ和Cx的测 和 的测 如某双绕组变压器的 量结果列于表7-9 量结果列于表
17
由计算结果可以看出，tanδ与tanδ偏大，即低压绕 组对地及高压绕组对地的tanδ较大，这可能是由于高 压绕组和低压绕组对铁芯的绝缘受潮所致。高压绕组 -低压绕组之间的tanδ较小，说明高、低压绕组之间 的绝缘是良好的
课 程题目
tan 介质损耗（角）正切角 δ试验
1
目
介质的极化、 1 介质的极化、电导和介质损耗 1.1 介质的极化 1.2 电介质的电导 1.3 电介质损耗 2 介质损耗正切角的测量 2.1 西林电桥原理 2.2 测量的影响因数
录
2
1 介质的极化、电导和介质损耗 介质的极化、 1.1 介质的极化 具有极性分子的电介质称为极性电介质，而中性分子构成的电解质 称为中性电介质。前者是即使没有外电场的作用其分子本身也具有电矩 的电介质。介质的相对介电常数：
R 4 = 10000 / π (Ω )
tgδ = C4
图3中，A,B两处接有放电管V，目的是防止 R3 、 C4 上出现高电压。
11
Tanδ测量方法的意义 测量方法的意义
• 介质损耗因数的测量，目前已被广 泛应用于高压电气设备的出厂检验和运 行设备的状态检修试验中，实践证明， 该项目对于发现绝缘整体受潮、老化等 分布性缺陷或绝缘中有气隙放电时较为 灵敏，需指出的是，当绝缘内的缺陷不 是分布式的缺陷而是集中性的，特别是 被试设备体积越大或者集中性缺陷所占 的比例越小时，测试越不灵敏。 • Tanδ试验对发现中小型变压器（容量 90000kVA以下）的绝缘整体受潮比较
18
测量三绕组变压器的tanδ即Cx 的接线图一般要求按表7-7项目全部进行测量， 以积累原始数据。当投入运行后，双绕组变压器只测1、2项，三绕组 变压器只测1、2、3项。当发现有明显异常时，可对全部项目进行测量， 并通过计算，找出异常的确切部位。
21
二、试验电压的选择
1） 测量变压器tanδ时，要求将被测绕组分别短路，非被测 绕组也应短路接地，以免由于绕组的电感造成各侧绕组端 部和尾部电位相差较大，影响测量的准确度。 2）外界电磁场的干扰影响：一种是由于存在杂散电容。另一 种是由于 交变磁场感应出干扰磁场。 消除方法：将电桥的低压臂和检流计用金属网和屏蔽电缆 线加以屏蔽。 3） 温度的影响：一般tanδ随温度的增高而增大。
• 采用电桥进行变压器tanδ试验时， 为便于历次比较，所施加试验电压的标准 为：对于额定电压为10kV及以上的变压器， 无论是已注油还是未注油的均为10kV;对 于额定电压为10kV以下的变压器，试验电 压应不超过绕组的额定电压。1000V以下 的绕组可不进行tanδ试验。
22
2.2
测量的影响因数
26
谢谢大 家!
27
图3 西林电桥原理接线图
9
CN
图3中，被试品以并联等值电路表示，其等值电容和电阻分别为 C X C 和 RX ； R3 为可调的无感电阻； N 为高压标准电容器的电容； 4 为可调 C 电容； R4 为定值无感电阻；P为交流检流计。调节 R3 和C4 ，使电桥达到 平衡，即通过检流计P的电流为零,此时有
U CA / U AD = U CB / U BD
由于通过桥臂CA和AD，CB和BD的电流分别均为 I1 和 臂电压之比即相应的桥臂阻抗之比 ，即：
Z1Z 4 = Z 2 Z 3
I2
，所以各桥
式中
Z1 = 1 1 + jωC X RX
Z2 =
1 jωC N
Z 3 = R3
Z4 =
1 1 + jωC4 R4
表1 各种极化
极化种类 电子式极 化 离子式极 化 偶极子极 化 夹层极化
产生场合 任何电介 质 离子结构 电介质 极性电介 质 多层介质 交界面
所需时间 10-15s
能量损耗 无
产生原因 束缚电子 运行轨道 偏移 离子的相 对偏移 偶极子的 定向排列 自由电子 移动
6
10-13s 10-10s~102s 10-1s~数小 时