介质损耗,介损
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介质损耗
试验目的
介质损耗试验的目的是对变压器生产过程 中的工艺处理质量和制造质量进行监督。 该项试验可以间接鉴别变压器绝缘在高电 压作用下的可靠性，并可验证变压器真空 处理的好坏和受潮、脏污的影响，以便及 时发现变压器绝缘的局部缺陷！介质损耗 试验习惯上称为绝缘特性试验。
试验原理
被试绕组的等效电路
a、额定电压为6KV及一下的试品，取额定电压；
b、额定电压为10~35KV的试品，取10KV；
c、额定电压为63KV及一上的试品，取10KV或者大于10KV，但不超过绕组线端较低电 压的60%。CTC产品的试验电压一般取10KV。
表1、变压器介损的测量部位
序列号
1 2 3 4 5 6
双线圈变压器
被测线圈
cn R4 R3
. Ux
R3
G
R4
图5、西林电桥
. Un C4
通过ZX的串、并联的等效变换，无论串联还是并联，介损都为：tg c4 R4
从而可以求出被试品的电容量及tanδ ！
西林电桥的应用
西林电桥在实际测量中得到广泛 的应用，根据西林电桥的特点，它使用于变压器、电 机、互感器等高压设备的tanδ和电容量的测量。西林电桥有正接法和反接法两种，正接 法（图6）适用于两端绝缘的产品，在变压器tanδ测量中，套管介损采用此方法；反接 法（图7）适用于一端接地的产品，变压器tanδ测量中，绕组介损测量采用此方法,（图 8）是反接法的应用，测套管末屏对地介损。其中在正接法中，电压加在被试品上，电 桥上 的电压相对较低，相对安全；反接法中，电压加在电桥上的，对操作人员有一定 的危险性。
图13、反 内接线
反接法：末屏对地介损测量接线
高压屏蔽线 接被试组合
短路线
高压芯线接套 管试验抽头
图14、反 内接线
正接法：外接电容、外加压
外部施加电压， 外接标准电容
图15、正 外接线
绕组测量
试验电源的频率为额定频率，其偏差不应大于：±5ຫໍສະໝຸດ Baidu。
一般的，当绝缘介质优良时，试验电压即使升到很高， tanδ值也基本上没有变化。但 是，当绝缘介质工艺不好、绝缘中残留气泡或绝缘老化时，电压升高，试验电压超过 局部放电起始电压时，绝缘介质中发生局部放电， tanδ值会迅速增大。所以，为了有 效的验证变压器的绝缘水平，对试验电压有一定的要求：
接地部分
低压
高压、外壳
高压
低压、外壳
高压、低压
外壳
其他特别指示部分
三线圈变压器
被测线圈
接地部分
低压
高压、中压、外壳
中压
高压、低压、外壳
高压
中压、低压、外壳
高压、中压
低压、外壳
高压、中压、低压
外壳
其他特别指示部分
影响介损的相关因素
1、电压特性
1.1、tanδ与施加的电压的关系决定了绝缘介质的性能、绝缘介质工艺
. Un 高压U
末屏Zx .Ux
Cn . Un
R4
R3 R4
C4
C4
C电容芯子
图6、西林电桥正接法
图7、西林电桥反接法 图8、西林电桥测套管末屏介损
正接法：套管介损测量接线
高压芯线或屏 蔽线接所有被 试套管短路线
只能用高压芯 线接被试套管
试验抽头
图12、正 内接线
反接法：绕组介损测量接线
高压芯线接被 试组合短路线
绝缘介质在交流电压作用下消 耗的功率P即为介质损耗(图1)， 但P随U的变化而变化，是一变
量，为了有效的说明介质损耗， 我们用介质损耗因数tanδ表示。 δ的由来：是由于绝缘介质产 生了的损耗不仅有有功损耗P 还有无功损耗Q，造成施加在
绝缘介质上的交流电压与电流 之间的功率因数角φ不是90 °， δ就是功率因数角的余角(图2)。 tanδ可表示为：
随着技术的不断进步，现在tanδ的测量是通过单板机和一系列电子设备，将矢量电流通 过自动模/数转换，求出介质损耗角和电容量。CTC测量tanδ时所采用的AI-6000（A） 型介损测试仪就是这种设备。
试品Zx
.
高压U
Ux
R3
Cn
. Un 高压U R4
C4
试品Zx . Ux
R3
Cn
C套管高压
端对地
1 jcn
;
Z3
R3;
Z4
1
R4 jc4 R4
试品Zx
Cn
U
U
Z1 Z3 Z3 Z2 Z4 Z4
高压U
1
Z1
Z2 Z4
Z3
jcn R4
R3
1 jc4R4
R3 jcn R4
c4 cn
R3
按复数相等的定义：虚部、实部分别相等。则：RX
c4 cn
R3 ; C X
个臂，两个高压臂：一个代表被试品的ZX,一个代表无损耗标准电容Cn；两个低压臂： 一个是可调无感电阻R3，另一个是无感电阻R4和可调电容C4的并联回路。调节R3、 C4，使检流计G的电流为零。则可计算如下：
设被试品阻抗Zx为Z1；Cn为Z2；R3为Z3；R4并联C4为Z4。
计算为：
Z1 Z X ; Z2
RS 1
jCS
j RS CS
tan RSCS
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。
.
.
U
I.R
IC RP CP
δ φ
.
.
IR U
图 4图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
西林电桥
tanδ的测量一般都是通过西林电桥测定的，西林电桥（图5）是一种交流电桥，配以合 适的标准电容，可以在高压下测量材料和设备的电容值和介质损耗角。西林电桥有四
P U IR
Q U IC
tan
P Q
IR
IC
U
1
tan ZR ZC jCP 1
U ZC
ZR
RP
j RPCP
tan 1 RPCP
.
I
.
UC
.
.
I IC
.
UR U.
RS
U.C
CS
δ
φ
U.R
.
I
图 3图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
I
U
C1
IC(Q) IC1
R IC1
R1 ICR
IR1
C
图1
IR
IR1
ICR
I(S)
tan P
Q
δ
φ
(P)
图2
U
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
tan
P Q
UR
UC
tan ZR ZC
试验目的
介质损耗试验的目的是对变压器生产过程 中的工艺处理质量和制造质量进行监督。 该项试验可以间接鉴别变压器绝缘在高电 压作用下的可靠性，并可验证变压器真空 处理的好坏和受潮、脏污的影响，以便及 时发现变压器绝缘的局部缺陷！介质损耗 试验习惯上称为绝缘特性试验。
试验原理
被试绕组的等效电路
a、额定电压为6KV及一下的试品，取额定电压；
b、额定电压为10~35KV的试品，取10KV；
c、额定电压为63KV及一上的试品，取10KV或者大于10KV，但不超过绕组线端较低电 压的60%。CTC产品的试验电压一般取10KV。
表1、变压器介损的测量部位
序列号
1 2 3 4 5 6
双线圈变压器
被测线圈
cn R4 R3
. Ux
R3
G
R4
图5、西林电桥
. Un C4
通过ZX的串、并联的等效变换，无论串联还是并联，介损都为：tg c4 R4
从而可以求出被试品的电容量及tanδ ！
西林电桥的应用
西林电桥在实际测量中得到广泛 的应用，根据西林电桥的特点，它使用于变压器、电 机、互感器等高压设备的tanδ和电容量的测量。西林电桥有正接法和反接法两种，正接 法（图6）适用于两端绝缘的产品，在变压器tanδ测量中，套管介损采用此方法；反接 法（图7）适用于一端接地的产品，变压器tanδ测量中，绕组介损测量采用此方法,（图 8）是反接法的应用，测套管末屏对地介损。其中在正接法中，电压加在被试品上，电 桥上 的电压相对较低，相对安全；反接法中，电压加在电桥上的，对操作人员有一定 的危险性。
图13、反 内接线
反接法：末屏对地介损测量接线
高压屏蔽线 接被试组合
短路线
高压芯线接套 管试验抽头
图14、反 内接线
正接法：外接电容、外加压
外部施加电压， 外接标准电容
图15、正 外接线
绕组测量
试验电源的频率为额定频率，其偏差不应大于：±5ຫໍສະໝຸດ Baidu。
一般的，当绝缘介质优良时，试验电压即使升到很高， tanδ值也基本上没有变化。但 是，当绝缘介质工艺不好、绝缘中残留气泡或绝缘老化时，电压升高，试验电压超过 局部放电起始电压时，绝缘介质中发生局部放电， tanδ值会迅速增大。所以，为了有 效的验证变压器的绝缘水平，对试验电压有一定的要求：
接地部分
低压
高压、外壳
高压
低压、外壳
高压、低压
外壳
其他特别指示部分
三线圈变压器
被测线圈
接地部分
低压
高压、中压、外壳
中压
高压、低压、外壳
高压
中压、低压、外壳
高压、中压
低压、外壳
高压、中压、低压
外壳
其他特别指示部分
影响介损的相关因素
1、电压特性
1.1、tanδ与施加的电压的关系决定了绝缘介质的性能、绝缘介质工艺
. Un 高压U
末屏Zx .Ux
Cn . Un
R4
R3 R4
C4
C4
C电容芯子
图6、西林电桥正接法
图7、西林电桥反接法 图8、西林电桥测套管末屏介损
正接法：套管介损测量接线
高压芯线或屏 蔽线接所有被 试套管短路线
只能用高压芯 线接被试套管
试验抽头
图12、正 内接线
反接法：绕组介损测量接线
高压芯线接被 试组合短路线
绝缘介质在交流电压作用下消 耗的功率P即为介质损耗(图1)， 但P随U的变化而变化，是一变
量，为了有效的说明介质损耗， 我们用介质损耗因数tanδ表示。 δ的由来：是由于绝缘介质产 生了的损耗不仅有有功损耗P 还有无功损耗Q，造成施加在
绝缘介质上的交流电压与电流 之间的功率因数角φ不是90 °， δ就是功率因数角的余角(图2)。 tanδ可表示为：
随着技术的不断进步，现在tanδ的测量是通过单板机和一系列电子设备，将矢量电流通 过自动模/数转换，求出介质损耗角和电容量。CTC测量tanδ时所采用的AI-6000（A） 型介损测试仪就是这种设备。
试品Zx
.
高压U
Ux
R3
Cn
. Un 高压U R4
C4
试品Zx . Ux
R3
Cn
C套管高压
端对地
1 jcn
;
Z3
R3;
Z4
1
R4 jc4 R4
试品Zx
Cn
U
U
Z1 Z3 Z3 Z2 Z4 Z4
高压U
1
Z1
Z2 Z4
Z3
jcn R4
R3
1 jc4R4
R3 jcn R4
c4 cn
R3
按复数相等的定义：虚部、实部分别相等。则：RX
c4 cn
R3 ; C X
个臂，两个高压臂：一个代表被试品的ZX,一个代表无损耗标准电容Cn；两个低压臂： 一个是可调无感电阻R3，另一个是无感电阻R4和可调电容C4的并联回路。调节R3、 C4，使检流计G的电流为零。则可计算如下：
设被试品阻抗Zx为Z1；Cn为Z2；R3为Z3；R4并联C4为Z4。
计算为：
Z1 Z X ; Z2
RS 1
jCS
j RS CS
tan RSCS
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。
.
.
U
I.R
IC RP CP
δ φ
.
.
IR U
图 4图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
西林电桥
tanδ的测量一般都是通过西林电桥测定的，西林电桥（图5）是一种交流电桥，配以合 适的标准电容，可以在高压下测量材料和设备的电容值和介质损耗角。西林电桥有四
P U IR
Q U IC
tan
P Q
IR
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U
1
tan ZR ZC jCP 1
U ZC
ZR
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j RPCP
tan 1 RPCP
.
I
.
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.
.
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.
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.
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C
图1
IR
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I(S)
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δ
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图2
U
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
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P Q
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