介损测试原理及应用(课堂PPT)
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电路中R4、C4的并联阻抗为两者倒数和的倒数
按阻抗元件分压原理，不难得到：
6百度文库
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理 经过运算，按复数相等实部、虚部分别相等的规定可得到：
按串连模型介损定义：由于R4是固定的3184Ω，频率 是50Hz、C4单位为μF时，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盘 上读出介损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。
介质损耗因数的定义是： 介质损耗 (tg因 )＝被 被 数测 测试 试品 品的 的Q P无 有 1功 功 0％ 0功 功率 率 介质损耗因数tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，便于不同设备之间进行比较。
1
『测量介质损耗因素的意义』
测量介质损耗因素的意义
测量介质损耗因数tgδ判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。它能反映出绝 缘的一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等。这时流过绝 缘的电流中有功分量IRX增大了，tgδ也加大。
8
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
数字高压介损测试仪基本测量原理是基于传 统西林电桥的原理基础上，测量系统通过标准侧 R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的 电流信号进行高速同步采样，经模数（A/D）转 换装置测量得到两组信号波形数据，再经计算处 理中心分析系统，分别得出标准侧和被试侧正弦 信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电 容量及介损值。
按照电力设备预防性试验规程的规定，对多种电力设备（如电力变压器、发电机组、高压开关、 电压电流互感器、套管、耦合电容等）都需要做介质损耗因素（tgδ）的测量。
所以tgδ试验是一项必不可少而且非常有效的试验。能较灵敏地反映出设备绝缘情况，发现设备 缺陷。
2
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
4
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
高压西林电桥是由：交流阻抗器、 转换开关、检流计、高压标准电容器 等组成。
调节R3、C4使电桥平衡，此时a、 b两点电压幅值相位完全相等，即R3、 C4两端电压相等。
5
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理 因为交流电路中电容阻抗为
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『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
由于C1较C2电容量要小，所以测量C2时，C1与Cn串联等效的 误差就比较大。为了减小这种测量误差，我们在测量C2的时候， 以C1作为电桥的标准电容器，这样可测得C2相对C1的容量比及相 对介损值，由于第一次已经将C1的介损及电容量测出，通过C1就 可以推算出C2的值。
『测量介质损耗因素的意义』
测量介质损耗因素的意义
电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果介质损耗很大，会使电介质 温度升高，促使材料发生老化，如果介质温度不断上升，甚至会把电介质融化、烧焦，丧失绝缘能力， 导致热击穿，因此，电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。
然而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。
现场使用QS1电桥时，需要先将升压装置，标准电容器和电桥等进行连线，然后调 节R3和C4，使得检流计指示为零。这时电桥平衡。读得C4值即为tgδ值，R3值经过计 算可得出被试品电容值。总之现场操作使用都比较麻烦，抗干扰能力差，已经不能适 应现在电气试验工作的需要。
7
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
西林电桥 （如QS1）
电流比较仪电桥 （如QS30）
数字型高压介损测试仪 （目前广泛使用的介损仪）
3
『介质损耗因数（tgδ）原理』
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 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。
9
『介质损耗因数（tgδ）原理』
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
10
『介质损耗因数（tgδ）原理』
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
可程控的电子调压10kV高压电源
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、标准电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。
另外用于串联C1与标准电容器的导线对地电容与C1、Cn形成 了T型网络，对测量精度有影响。为了减小这种影响，一般可以 采用将导线悬空减小对地电容的办法，目前有些仪器已经加了补 偿算法。
14
『抗干扰方法』
抗干扰方法
介损测量受到的主要干扰是感应 电场产生的工频电流。无论何种测量 方式，它都会进入桥体：
产生测量用的高压电源一般可以从0.5kV-10kV连续平缓升压
测量部分
完成对标准回路和被试回路电流信号实时同步采样， 由计算机分析计算出tgδ及电容量。
11
『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
试品不接地，桥体E端接地，在需 要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此 时桥体处于地电位， R3、C4 可安全 调节。
各种介损测试仪器正接线接线方 法基本一致。
12
『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
这是一种标准反接线接法，在试 品接地，桥体U端接地，E端为高压端， 在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。 此时桥体处于高电位， R3、C4 需通 过绝缘杆调节。
这种方式桥体处于高电位，仪器 内部高低压之间需要做好绝缘防护措 施。
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『抗干扰方法』
抗干扰方法
按阻抗元件分压原理，不难得到：
6百度文库
『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理 经过运算，按复数相等实部、虚部分别相等的规定可得到：
按串连模型介损定义：由于R4是固定的3184Ω，频率 是50Hz、C4单位为μF时，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盘 上读出介损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。
介质损耗因数的定义是： 介质损耗 (tg因 )＝被 被 数测 测试 试品 品的 的Q P无 有 1功 功 0％ 0功 功率 率 介质损耗因数tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，便于不同设备之间进行比较。
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『测量介质损耗因素的意义』
测量介质损耗因素的意义
测量介质损耗因数tgδ判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。它能反映出绝 缘的一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等。这时流过绝 缘的电流中有功分量IRX增大了，tgδ也加大。
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
数字高压介损测试仪基本测量原理是基于传 统西林电桥的原理基础上，测量系统通过标准侧 R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的 电流信号进行高速同步采样，经模数（A/D）转 换装置测量得到两组信号波形数据，再经计算处 理中心分析系统，分别得出标准侧和被试侧正弦 信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电 容量及介损值。
按照电力设备预防性试验规程的规定，对多种电力设备（如电力变压器、发电机组、高压开关、 电压电流互感器、套管、耦合电容等）都需要做介质损耗因素（tgδ）的测量。
所以tgδ试验是一项必不可少而且非常有效的试验。能较灵敏地反映出设备绝缘情况，发现设备 缺陷。
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
高压西林电桥是由：交流阻抗器、 转换开关、检流计、高压标准电容器 等组成。
调节R3、C4使电桥平衡，此时a、 b两点电压幅值相位完全相等，即R3、 C4两端电压相等。
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理 因为交流电路中电容阻抗为
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『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
由于C1较C2电容量要小，所以测量C2时，C1与Cn串联等效的 误差就比较大。为了减小这种测量误差，我们在测量C2的时候， 以C1作为电桥的标准电容器，这样可测得C2相对C1的容量比及相 对介损值，由于第一次已经将C1的介损及电容量测出，通过C1就 可以推算出C2的值。
『测量介质损耗因素的意义』
测量介质损耗因素的意义
电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果介质损耗很大，会使电介质 温度升高，促使材料发生老化，如果介质温度不断上升，甚至会把电介质融化、烧焦，丧失绝缘能力， 导致热击穿，因此，电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。
然而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。
现场使用QS1电桥时，需要先将升压装置，标准电容器和电桥等进行连线，然后调 节R3和C4，使得检流计指示为零。这时电桥平衡。读得C4值即为tgδ值，R3值经过计 算可得出被试品电容值。总之现场操作使用都比较麻烦，抗干扰能力差，已经不能适 应现在电气试验工作的需要。
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
介质损耗因数（tgδ）测量原理
西林电桥 （如QS1）
电流比较仪电桥 （如QS30）
数字型高压介损测试仪 （目前广泛使用的介损仪）
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
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 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。
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
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
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『介质损耗因数（tgδ）原理』
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
可程控的电子调压10kV高压电源
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、标准电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。
另外用于串联C1与标准电容器的导线对地电容与C1、Cn形成 了T型网络，对测量精度有影响。为了减小这种影响，一般可以 采用将导线悬空减小对地电容的办法，目前有些仪器已经加了补 偿算法。
14
『抗干扰方法』
抗干扰方法
介损测量受到的主要干扰是感应 电场产生的工频电流。无论何种测量 方式，它都会进入桥体：
产生测量用的高压电源一般可以从0.5kV-10kV连续平缓升压
测量部分
完成对标准回路和被试回路电流信号实时同步采样， 由计算机分析计算出tgδ及电容量。
11
『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
试品不接地，桥体E端接地，在需 要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此 时桥体处于地电位， R3、C4 可安全 调节。
各种介损测试仪器正接线接线方 法基本一致。
12
『介质损耗因数（tgδ）测量方式』
介质损耗因数（tgδ）测量方式
这是一种标准反接线接法，在试 品接地，桥体U端接地，E端为高压端， 在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。 此时桥体处于高电位， R3、C4 需通 过绝缘杆调节。
这种方式桥体处于高电位，仪器 内部高低压之间需要做好绝缘防护措 施。
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『抗干扰方法』
抗干扰方法