浅淡介质损耗测量的意义和方法

一．测量介质损耗角正切值tg 有何意义？

介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵敏

度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常tg 值为0.5％，而当受潮后tg 值为3.5％，两个数据相差7倍；而用测量绝缘电阻检测，受潮前后的数值相差不大。

由于测量介质损耗因数对反映上述缺陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及电

力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器等电气设备的介损测试《规程》都作了规定。

二．当前国内抗干扰介损测试仪的现状及技术难点？

抗干扰介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的QS1西林电桥正被智能型的抗干扰介损测试仪取代，新一代的抗干扰介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前抗干扰介损测试仪发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面：

（1）抗干扰能力

由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场

的干扰，目前抗干扰介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。

（2）反接法的测试精度问题

现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测

试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。

三．什么是“全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？

所谓“全自动反干扰源”，即抗干扰介损测试仪内部有一套检测装置，能检测到外

界干扰信号的幅值和相位，将相关信息传送给CPU，CPU输出指令给“反干扰源控制装置”，该装置会在抗干扰介损测试仪内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试过程，“反

干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源”。

四．传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？

1、倒相法

将抗干扰介损测试仪工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情况下有一定的效果。

2、移相法

思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达到减

弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。

3、异频法

这是近几年来发展起来的一种方法，其基本原理是工作电源的频率不是50Hz，即与工频不同，这样采样信号为两个不同频率信号（测试电流和干扰电流）的叠加，通过模拟滤波器和数字滤波器对信号滤波，衰减工频信号，以达到抗干扰的目的，实践表明：该方法的抗干扰能力优于“倒相法”和“移相法”，但在一些特定场合下，由于干扰影响，数据仍有偏差，甚至出现负值。另外，由于其自身原理特点存在几个方面的矛盾：（1）频率的选择问题：频率与工频越接近，抗干扰能力越弱，但等效性越好；频率与工频越远，抗干扰能力越强，但等效性越差。

（2）为了增强等效性，有的仪器使用了“双变频”，即可选用两种频率进行测试，比如40Hz和60Hz，但问题是两种频率测试结果不一致怎么办？只作简单的平均处理能与工频等效吗？

（3）模拟滤波器均存在相移问题，固定的相移可由计算机补偿，但当温度等条件变化引起相移特性发生变化后，就会严重影响介损值的测试结果。

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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。 tanδ2＝tanδ1·1.3(t1-t2)/10 (5-2) 式中tanδ2——油温为t2时的tgδ值，%; tanδ1——油温为t1时的tgδ值，%。 3 tanδ测量方法 3.1 测量仪器及测量电压

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

(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、

关于介质损耗的一些基本概念

关于介质损耗的一些基本概念 （泛华电子） 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

介质损耗

电介质在交变电场作用下，所积累的电荷有两种分量：(1)有功功率。一种为所消耗发热的功率，又称同相分量；(2)无功功率，又称异相分量。异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。 通常用正切tanδ表示。tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率；C为介质电容；R为损耗电阻)。介电损耗角正切值是无量纲的物理量。可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。对一般陶瓷材料，介质损耗角正切值越小越好，尤其是电容器陶瓷。仅仅只有衰减陶瓷是例外，要求具有较大的介质损耗角正切值。橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。在橡胶作介电材料时，介电损耗是不利的；在橡胶高频硫化时，介电损耗又是必要的，介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。 电介质损耗（dielectric losses ）：电介质中在交变电场作用下转换成热能的能量。这些热会使电介质升温并可能引起热击穿，因此，在电绝缘技术中，特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合，应尽量采用介质损耗因数（即电介质损耗角正切tgδ，它是电介质损耗与该电介质无功功率之比）较低的材料。但是，电介质损耗也可用作一种电加热手段，即利用高频电场（一般为0.3～300 兆赫）对电介质损耗大的材料（如木材、纸、陶瓷等）进行加热。这种加热由于热量产生在介质内部，比外部加热的加热速度快、热效率高，且加热均匀。频率高于300兆赫时，达到微波波段，即为微波加热（家用微波炉即据此原理）。 电介质损耗按其形成机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。前两者分别与电介质的弛豫极化和共振极化过程有关。对于弛豫损耗，当交变电场的频率ω＝1／τ时，介质损耗达到极大值，τ为组成电介质的极性分子和热离子的弛豫时间。对于共振损耗，当电场频率等于电介质振子固有频率（共振）时，损失能量最大。电导损耗则是由贯穿电介质的电导电流引起，属焦耳损耗，与电场频率无关。 电容介质损耗和电流电压相位角之间的关系 又称介电相位角。反映电介质在交变电场作用下，电位移与电场强度的位相差。在交变电场作用下，根据电场频率、介质种类的不同，其介电行为可能产生两种情况。对于理想介质电位移与电场强度在时间上没有相位差，此时极化强度与交变电场同相位，交流电流刚好超前电压π/2。对于实际介质而言，电位移与电场强度存在位相差。此时介质电容器交流电流超前电压的相角小于π/2。由此，介质损耗角等于π/2与介质电容器交流电流超差电压的相角之差。 介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。 介质损耗检测的意义及其注意问题 （1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。

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δ tg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（δ tg）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δ tg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I R 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

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

工频介电常数及介质损耗测试仪

工频介电常数及介质损耗测试仪 GCSTD-C 产 品 技 术 方 案 书 北京冠测精电仪器设备有限公司材料电极液体电极

GCSTD-C工频介电常数及介质损耗测试仪 满足标准： GB/T1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法 GB/T 5654-2007 液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量 GB/T 21216-2007 绝缘液体测量电导和电容确定介质损耗因数的试验方法 GB/T 1693-2007 硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T 5594.4-1985__电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法__介质损耗角正切值的测试方法 …………………………………………………………………………………………… 一、产品概述 本仪器是一种先进的测量介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）的仪器，测量各种绝缘材料、绝缘套管、绝缘液体、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗（tgδ）和电容容量（Cx）。具有操作简单、中文显示、打印、使用方便、无需换算、自带高压，抗干扰能力强，测试时间短等优点。 本测试仪采用变频电源技术，利用单片机和电子技术进行自动频率变换、模/数转换和数据运算，达到抗干扰能力强、测试速度快、精度高、操作简便的功能。 二、性能特点 1、仪器测量准确度高，可满足油介损测量要求，因此只需配备标准油杯，和专用测试线即可实现油介损测量。 2、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。 3、过流保护功能，在试品短路或击穿时仪器不受损坏。 4、内附标准电容和高压电源，便于现场测试，减少现场接线。 5、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示既直观又便于操作。 三、技术指标 技术指标 1、试验环境温度：10℃～30℃（LCD液晶屏应避免长时间日照） 2、相对湿度：20%～80% 3、供电电源：电压：220V±10% 4、外形尺寸：长*宽*高=470mm*320mm*360mm 5、重量：16kg 6、输出功率：1.5KV A

介质损耗角

介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（即功率向量角ф）的余角δ，简称介损角。 介质损耗角（介损角）是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。 介质损耗检测的意义及其注意问题 （1）在绝缘设计时，必须注意绝缘材料的tanδ 值。若tanδ 值过大则会引起严重发热，使绝缘加速老化，甚至可能导致热击穿。而在直流电压下，tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器。 （2）值反映了绝缘的状况，可通过测量tanδ=f(ф)的关系曲线来判断从良状态向劣化状态转化的进程，故tanδ的测量是电气设备绝缘试验中的一个基本项目。 （3）通过研究温度对tanδ值的影响，力求在工作温度下的tanδ值为最小值而避开最大值。 （4）极化损耗随频率升高而增大，尤其电容器采用极性电介质时，其极化损耗随频率升高增加很快，当电源中出现高次（如3次、5次）谐波时，就很容易造成电容器绝缘材料因过热而击穿。 （5）用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的tanδ必须很小，否则所测冲击电压通过电缆后将发生严重的波形畸变，影响到测量的准确性。 数字化测量介质损耗角的方法 新闻出处：谢家琪发布时间： 2007年03月12日 摘要：总结了介损模拟测量方法存在的不足。 对当前几种典型的介质损耗数字化测量方法进 行了介绍，讨论了每种方法的优缺点和实际应用中出现的一些问题，并对介损数字化测量的发展前景进行了展望。 关键词：介质损耗数字化测量 1 引言 高压电气设备中，对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义。在高压预防性试验中，介质损耗因素的测量属于高准确度测量，通常是在被测试品两端加以工频50Hz的高电压（10kV），使被测试品流过一个极其微小的电流，利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗大小。这种高电压、微电流、小角度的精密测量要求测量系统应具有很高的灵敏度和准确性，在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力。 过去介质损耗角的测量采用模拟测量方法，主要有谐振法、瓦特表法和电桥法，谐振法只适用于低压高频状态下的测量。瓦特表法是由介质损失的功率和经过的电流计算求得，瓦特表法由于测量准确度低，现已基本淘汰。电桥法是采用交流电桥差值比较原理，准确度相对较高，其典型代表是西林电桥，见图1所示。由电桥平衡条件可得出被试品的电容值Cx及tanδ: CX=(R4/R3)CN tanδ=ωC4R4

浅淡介质损耗测量的意义和方法

一．测量介质损耗角正切值tg 有何意义？ 介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵敏 度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常tg 值为0.5％，而当受潮后tg 值为3.5％，两个数据相差7倍；而用测量绝缘电阻检测，受潮前后的数值相差不大。 由于测量介质损耗因数对反映上述缺陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及电 力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器等电气设备的介损测试《规程》都作了规定。 二．当前国内抗干扰介损测试仪的现状及技术难点？ 抗干扰介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的QS1西林电桥正被智能型的抗干扰介损测试仪取代，新一代的抗干扰介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前抗干扰介损测试仪发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面： （1）抗干扰能力 由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场 的干扰，目前抗干扰介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。 （2）反接法的测试精度问题 现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测 试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。 三．什么是“全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？ 所谓“全自动反干扰源”，即抗干扰介损测试仪内部有一套检测装置，能检测到外 界干扰信号的幅值和相位，将相关信息传送给CPU，CPU输出指令给“反干扰源控制装置”，该装置会在抗干扰介损测试仪内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试过程，“反 干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源”。 四．传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？ 1、倒相法 将抗干扰介损测试仪工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情况下有一定的效果。 2、移相法 思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达到减 弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。 3、异频法

数字化测量介质损耗角的方法

1 引言 高压电气设备中，对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义。在高压预防性试验中，介质损耗因素的测量属于高准确度测量，通常是在被测试品两端加以工频50Hz 的高电压（10kV），使被测试品流过一个极其微小的电流，利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗大小。这种高电压、微电流、小角度的精密测量要求测量系统应具有很高的灵敏度和准确性，在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力。 过去介质损耗角的测量采用模拟测量方法，主要有谐振法、瓦特表法和电桥法，谐振法只适用于低压高频状态下的测量。瓦特表法是由介质损失的功率和经过的电流计算求得，瓦特表法由于测量准确度低，现已基本淘汰。电桥法是采用交流电桥差值比较原理，准确度相对较高，其典型代表是西林电桥，见图1所示。由电桥平衡条件可得出被试品的电容值Cx及tanδ：CX=（R4/R3）CN tanδ=ωC4R4 目前数字化自动电桥其实只是采用数字化技术来调节电桥的平衡，而实际的测量原理仍然是用标准电容和电阻与被试品进行比较的模拟方法。其缺点是：（1）测量程序复杂，操作工作量大，自动化水平低，易受人为因素的影响。 （2）随着输变电工程电压等级的提高，强电场干扰严重，使变电站高压电器设备的tanδ测量误差过大。 （3）当试验电源有较大谐波干扰时，即使基波电压已获平衡，检流计仍不能为零，不能排除与基波相近的谐波干扰。 2 几种介损的数字化测量方法 数字化测量方法的原理是利用传感器从试品上取得所需的信号U和I，经前置预处理电路数字化后送至数据处理计算机或单片机，算出电流电压之间的相位差△ψ，最后得到tanδ的测量值，见图2. 2.1过零电压比较法 过零电压比较法是测量两个频率相同，幅值相等，相角差小的正弦电压波之间的相角差的方法。满足上述条 这种方法的特点是电路简单，对启动采样电路、A/D转换电路要求不高，且以过零点附近两个正弦波的平均电压差来评价两正弦波的相位差，所以抗干扰扰能力强。但要求满足的测量条件十分苛刻，如要求两个被测的正弦波谐波分量和谐波相位相等，增大了测量难度[1]. 2.2过零时差比较法 这是一种将相位测量变为时间测量的方法其原理见图3.系统先通过采样电路 捕捉电流和电压信号的过零点（图3（b），（c）），然后通过一系列的逻辑转换电路形成宽度为△t的方波信号（图3（d））。由于方波的宽度反映了电流电压信号的相位差，所以通过测量△t即可求出试品的介损值。 该方法具有测量分辨率高、线性好、易数学化的优点。但误差因素有时对测量结果影响很大，从而限制了应用。其中最重要的误差原因是由于零线漂移和波形畸变而导致信号过零点偏移。

1 影响介质损耗的因素分析

1 影响介质损耗的因素分析 1.1 磁铁矿粉质量 有的选煤厂介耗很高，主要是因为原磁铁矿粉质量没有达到要求，同时，重悬浮液中掺入的煤泥量也少，使加重悬浮液稳定性变差，从而导致加重质损失明显增大。为了满足稳定性要求，现场实践和多年经验表明，分选混煤时，磁铁矿粉水分对介耗影响也不容忽视。不仅介质进入料桶后难于分散，而且会造成悬浮液不稳定。 1.2 重介悬浮液的粘度和固相体积浓度 影响弧形筛和脱介筛脱介效果的主要因素，是重介悬浮液的粘度和固相体积浓度、原煤中的煤泥含量与合格介质悬浮液的流动性。对煤泥含量而言，喷淋水的方式和压力受到人们的普遍重视。然而，对于重悬浮液的体积浓度过高未引起足够注意。当粘度急速上升，达到50%后，重介悬浮液的粘度接近最高值，重悬浮液表现为成浆流状态。这就有可能直接导致悬浮液透筛困难的异常现象，而且还会很明显感觉到脱介效果很差。固相体积浓度越高，产品带介越多，就必须排除多余的煤泥，这样才能达到提高悬浮液流动性，从而降低介耗的目的。 另外一种情况是，分流量过大时，极有可能出现加大磁铁矿粉在磁选尾矿中的损失（尽管这部分损失相对稳定）。所以，必须重视重悬浮液体积浓度对介耗的影响。重悬浮液粘度过高对末煤和煤泥的分选影响尤为显著。在重介悬浮液的粘度和固相体积浓度满足分选密度要求的情况下，其主要要求是悬浮液的粘度必须低，稳定性能必须好。这样才能使固相体积浓度相对适宜。一般情况下，重介质悬浮液中额定的非磁性物含量越高，选煤厂为了要保持系统的平衡所需净化回收的悬浮液数量越少。因此，为减轻净化回收作业中的介质损失，可以在不影响分选效果和工艺许可范围内进行，这样，可以采取适当提高工作介质中额定非磁性物含量。但是，切记不能超出上限。在介质平衡操作中，为保持介质系统中工作介质密度在规定指标上所必需的分流量往往不一致。然而，工艺上对保持非磁性物含量稳定在规定指介质的平衡操作应服从于保持介质密度稳定需要。这种情况下，它是随保持介质密度稳定，不能够得到满足，则可以考虑通过研磨来解决。 1.3 弧形筛、脱介筛的脱介效果 二者工作效果直接影响到介耗。生产中，一旦出现产品带介高，应检测设备运转是否正常，脱介效果如何。通过以上总结，可以归纳出影响脱介效果的主要因素有：设备的处理能力、筛面包角、安装角度等。 1.4 分流量的调整 分选后悬浮液中有一部分在悬浮液净化回收过程中流失损失掉。但是，这部分损失可以通过相关技术措施等进行控制和避免其损失，或者尽可能少损失，减少进入磁选机的分流量。 1.5 磁选机的分选效率 众所周知，磁选效率的高低直接决定了介质的损耗，这对于选煤厂的效益有着非常重要的意义。目前，本矿业集团选煤厂有约1%的重介质进入磁选尾矿而流失。因此，就集团公司而言，当最佳入料浓度20%时，磁选效率最高。 1.6 磁铁矿粉添加方式 为使磁铁矿粉及时添加到系统中，进入中煤及矸石磁选系统的悬浮液密度就会过低，所需的介质就不能得到及时补加，打乱系统应有的平衡状态。这肯定会直接影响到中煤及矸石产品带介增加的恶性循环，对选煤厂的生产及相关环节产生不利因素，甚至出现有的选煤厂在调试中的密度仍未正常的现象。 解决的办法是： ①调整冲加的水量； ②改变磁铁粉添加方式：人工将磁铁粉使高密度悬浮液能及时补加到合格介质桶，或人

介质损耗角正切值的测量

介质损耗角正切值的测量 一．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。 二．实验项目： 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明： 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征, 介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。 目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1 型西林电桥。这种电桥工作电压为10Kv，电桥面板如图2-1 所示，其工作原理及操作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮

⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 图2-1 QS1西林电桥面板图 1． 工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组 成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： 图2-1 QS1西林电桥面板图 BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 44441R C j R Z Z BD ?+= =? 33R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1 = = 将各桥臂阻抗代入式2-？，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4 R R C C N X ? = 44R C tg ??=?δ （式2-2） 在电桥中，R 4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ） （式2-3） 即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。

介质损耗测试相关问题

介质损耗测试相关问题 一．测量介质损耗角正切值tg 有何意义？ 介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常tg 值为0.5％，而当受潮后tg 值为3.5％，两个数据相差7倍；而用测量绝缘电阻检测，受潮前后的数值相差不大。 由于测量介质损耗因数对反映上述缺陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及电力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器等电气设备的介损测试《规程》都作了规定。 二．当前国内介损测试仪的现状及技术难点？ 介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的QS1西林电桥正被智能型的介损测试仪取代，新一代的介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前介损测试技术发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在以下几个方面： （1）抗干扰能力 由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极易受到外界电场的干扰，目前介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情况下，仍会产生较大的偏差。 （2）反接法的测试精度问题 现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响测试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用，但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。 三．什么是“全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？ 所谓“全自动反干扰源”，即仪器内部有一套检测装置，能检测到外界干扰信号的幅值和相位，将相关信息传送给CPU，CPU输出指令给“反干扰源控制装置”，该装置会在仪器内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试过程，“反干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源”。 四．传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？ 1、倒相法 将仪器工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情况下有一定的效果。 2、移相法 思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达到减弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。 3、异频法 这是近几年来发展起来的一种方法，其基本原理是工作电源的频率不是50Hz，即与工频不同，这样采样信号为两个不同频率信号（测试电流和干扰电流）的叠加，通过模拟滤波器和数字滤波器对信号滤波，衰减工频信号，以达到抗干扰的目的，实践表明：该方法的抗干扰能力优于“倒相法”和“移相法”，但在一些特定场合下，由于干扰影响，数据仍有偏差，甚至出现负值。另外，由于其自身原理特点存在几个方面的矛盾：

有关介质损耗的一些基本概念

第一篇关于介质损耗的一些基本概念 1、介质损耗与介质损耗因数： 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。介质损耗指的是电介质在电场作用下引起的能量损耗，主要分为三种形式：漏导引起的损耗、电介质极化引起的损耗、局部放电引起的损耗。直流电压作用下电介质里的损耗主要是漏导损耗，用绝缘电阻或漏导电流表示就可以了，因此平常讨论的介质损耗均为针对交流电压作用下电介质中的损耗。 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(功率因数角为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。根据推导当电介质、外加电压及其频率一定时，介质损耗P与介质损耗因数tgδ成正比，所以可以用tgδ来表征介质损耗的大小，工程上都是通过测量计算tgδ值来表示介损的大小。 4、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。 5、外施： 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。 6、内施：

使用介损仪内附高压电源和标准器进行试验，直接得到测量结果的方法。 7、正接线： 用于测量不接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于地电位。 8、反接线： 用于测量接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于高电位，他与外壳之间承受全部试验电压。 9、常用介损仪的分类： 现常用介损测试仪有西林型和M型两种。QS1和KD9000属于西林型。 10、常用抗干扰方法： 目前介质损耗测量中常见抗干扰方法有以下几种：倒相法、移相法、变频法和移相跟踪抗干扰法等。 11、准确度的表示方法 tgδ：±（1%D+0.0004） CX：±（1%C+1pF） 加号前表示为相对误差，加号后表示为绝对误差。相对误差小表示仪器的量程线性度好，绝对误差小表示仪器的误差起点低，但这两个指标是相符相成的，一般不存在相对误差大、绝对误差小的现象。校验时读数与标准值的差应小于以上准确度，否则就是超差。 12、抗干扰指标 抗干扰指标为满足仪器准确度的前提下，干扰电流与试验电流的最大比例，比例越大，抗干扰性能越好。

电介质的损耗

第二节电介质的损耗 作用下的能量损耗，由电能转变为其它形式的能，如热能、光能等，统称为介质损耗。它是导致电介质发生热击穿的根源。电介质在单位时间内消耗的能量称为电介质损耗功率，简称电介质损耗。 1 损耗的形式 ①电导损耗： 在电场作用下，介质中会有泄漏电流流过，引起电导损耗。气体的电导损耗很小，而液体、固体中的电导损耗则与它们的结构有关。非极性的液体电介质、无机晶体和非极性有机电介质的介质损耗主要是电导损耗。而在极性电介质及结构不紧密的离子固体电介质中，则主要由极化损耗和电导损耗组成。它们的介质损耗较大，并在一定温度和频率上出现峰值。 电导损耗，实质是相当于交流、直流电流流过电阻做功，故在这两种条件下都有电导损耗。绝缘好时，液、固电介质在工作电压下的电导损耗是很小的，与电导一样，是随温度的增加而急剧增加的。 ②极化损耗： 只有缓慢极化过程才会引起能量损耗，如偶极子的极化损耗。它与温度有关，也与电场的频率有关。极化损耗与温度、电场频率有关。在某种温度或某种频率下，损耗都有最大值。用tg δ来表征电介质在交流电场下的损耗特征。` ③游离损耗： 气体间隙中的电晕损耗和液、固绝缘体中局部放电引起的功率损耗称为游离损耗。电晕是在空气间隙中或固体绝缘体表面气体的局部放电现象。但这种放电现象不同于液、固体介质内部发生的局部放电。即局部放电是指液、固体绝缘间隙中，导体间的绝缘材料局部形成“桥路”的一种电气放电，这种局部放电可能与导体接触或不接触。这种损耗称为电晕损耗。 2 介质损耗的表示方法 在理想电容器中，电压与电流强度成90o ，在真实电介质中，由于GU 分量，而不是90o 。此时，合成 电流为： ； 故定义：——为复电导率

测定介质损耗因数

天津理工大学中环信息学院教案首页 题目：电气设备绝缘试验（一） 讲授内容提要： 1.测定绝缘电阻 2. 测定泄漏电流 3. 测定介质损耗因数 4. 局部放电测试 教学目的：理解绝缘监测和诊断的基本概念 教学重点：掌握绝缘电阻和泄漏电流的测量方法 教学难点：学会介质损耗角正切的测量方法 采用教具和教学手段：多媒体及板书 授课时间：2014年9月1日授课地点：新教学楼1108 教室注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。

第五章电气设备绝缘试验（一） 本次课主要内容： 1.测定绝缘电阻 2. 测定泄漏电流 3. 测定介质损耗因数 4. 局部放电测试 绝缘的监测和诊断技术分类： 1. 按照对设备造成的影响程度分类 非破坏性试验，即检查性试验：在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，判断绝缘内部的缺陷 包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等 破坏性试验，即耐压试验：以等价或高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤 包含的种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验 2. 按照设备是否带电的方式分类（两类） 离线：要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行 特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其周期性的离线试验更不易判断准确 在线：在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行

电容器介质损耗及电容量测量

(一) 电容器介质损耗及电容量测量 一、实验背景 电容器是电路中三个最基本的元器件之一。在电路中，作为设计者常需要精确了解电容器的容量和损耗角的大小。测量电容器的电容量和介质损耗通常有多种方法，本实验采用施加交流电信号，通过与一个标准电容器上的电信号比较，测量出被测电容器上容量大小和损耗角。该方法还可用于材料、石油、电力以及化工等领域相关参数的测量。 二、实验目的 1、了解电容器的交流特性参数 2、了解比较法测量方法 3、了解智能化测量仪器的基础 三、实验原理 （一）介质损耗测量的基本理论 一个实际的元件，如电阻器、电容器和电感器，都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗等。也就是说，一个实际的R、L、C元件都含有三个参量：电阻、电感、电容。以电容为例，图1给出了电容器的等效模型。 图1 电容器等效模型

图（a）为理想电容器，阻抗；图(b)为考虑泄漏和介质损耗时的电容器，阻抗 ；图（c）为高频时考虑泄漏、引线电阻和电感时的电容器，阻抗 。本 实验中使用的模型为（b）。 通常用品质因数Q来衡量电感器、电容器以及谐振电路的质量，定义为： （1） 则对图（b）的电容器等效模型而言，其等效导纳为，品质因数为： （2） 上式中的和分别为电容器两端正弦电压的有效值和周期。对电容器而言，常用损耗角和损耗因数来衡量其 质量。把导纳画在复平面上，如图2所示，损耗角的正切为： （3）

图2 电容器介损示意图 损耗因数定义为： （4） 当损耗较小时，即较小时，有： （5） （二）介质损耗测试仪的工作原理 如图3所示，微处理器控制下的标准信号提供了待测电容和标准电容的激励信号，进而得到了标准介质信号 和待测介损信号，更换不同介损的电容器，可得到不同角度的信号。两路信号经放大、滤波、整形后，可得 到标准方波和待测方波两个信号，由处理器采集并计算两路信号的相位差。图中的选择器负责将标准信号和待测信号分时切换到上行测量支路，起到了电路相位自校准作用，得到了电路初始相角差。 待测信号经放大、滤波后分支出一支路送入转换电路和转换器TLC2543中，负责测量电容值。