试验知识--介质损失角正切值的测试原理

发布网友发布时间：2024-10-09 11:55

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热心网友时间：2024-10-29 06:19

介质损耗角正切测量法主要分为两类，平衡测量法与角差测量法。传统上，人们多采用高压西林电桥法进行平衡测量。然而，随着技术进步与检测手段不断完善，角差测量法逐渐普及。
绝缘材料受潮或老化时，有功电流会增大，进而导致介质损耗角正切值（tgδ）增加。通过测量tgδ，可以反映出绝缘的分布性缺陷。然而，对于集中性缺陷，测量tgδ的灵敏度较低，因为这些缺陷会将介质分为无缺陷与有缺陷两部分，无缺陷部分由电阻R1和电容C1并联，有缺陷部分由电阻R2和电容C2并联。
当有缺陷部分比例较小，C2与C的比值较小，整体tgδ测量不易察觉局部缺陷。《电力设备预防性试验规程》中，对于电机、电缆等绝缘，因其缺陷可能集中且体积较大，通常不做介质损耗角正切值测量；而对套管、电力变压器、互感器、电容器等，进行此项试验。
我国目前使用的测量tgδ值的试验装置有西林电桥、M型介质试验器、P5026M型交流电桥、GWS-1型光导微机介质损耗测试仪等。本文主要介绍西林电桥法测量介质损耗角正切值的原理与方法。西林电桥的两个高压桥臂分别由试品（ZN）与标准电容器（CN）组成，两个低压桥臂则由无感电阻（R3、R4）与电容（C4）并联。
通过调节R3与C4，使电桥达到平衡状态，实部与虚部分别相等，从而解出介质损耗角正切值的计算公式。当tgδ小于0.1，误差允许不大于1%时，公式可以简化为特定形式。西林电桥适用于工频高压测量，因此ω=2πf=100π为常数；电桥中R4固定，进而简化了计算公式。
在西林电桥测量中，要求试品与标准电容器置于高压保护区，并通过屏蔽线连接至低压桥臂，调节R3与C4时，确保操作安全，提高测量准确性。测量时，通常采用正接线、反接线或对角线接线方法，根据设备特性与电桥绝缘条件选择合适的接线方式。
在电桥测试过程中，需要注意一些常见问题，如忽略某些细节可能导致测量数据失真。现代角差测量法简化了平衡测量法的繁琐步骤，通过直接测量电压与电流的角差来计算介质损耗角正切值。这种方法利用采样电阻、高速高精度器件和傅立叶变换等技术，精确测量相位差，确保测量精度。考虑到正、反接线及高低压隔离问题，数据传输可以通过光纤或红外光进行隔离。