介质损失角正切值tanδ试验分析

一、试验的目的和意义

1、 电介质又称绝缘介质，也就是绝缘材料。绝缘材料在电场的作用下，总会流过一定的电流，以发热的形式产生能量损耗。在电压的作用下，电介质中产生的损耗称为介质损耗。如果介质损耗很多，会使电介质温度升高，促使绝缘材料老化。如果电介质温度不断上升，将会把电介质熔化、烧焦，使其丧失绝缘能力，最终被击穿。因此，介质损耗是反映绝缘介质电性能优质程度的一项重要指标。

2、 介质损耗与外加电压、电源频率、介质电容C和介质损耗因数tanδ成正比。但是用介质损耗P表示介质品质的优劣是不方便的，因为P值和试验电压、介质尺寸(形状、大小、厚度等)等因素有关，不同设备间难以互相比较，因此也不能准确的反映电介质的绝缘状况。而当外加电压、频率一定时，介质损耗仅与介质的等值电容和介质损耗因数有关，对于一定结构及形状的电介质，等值电容是定值，因此tanδ就完全反映了介质损耗情况，可以用来评价高压电力设备的绝缘水平，它是仅取决于材料的特性而与材料尺寸无关的物理量。所以，在工程上选用介质损失角的正切值tanδ来判断介质的品质，表征电介质的损耗大小。

3、 通过测量介质损失角的正切值tanδ可以反映出一系列的绝缘缺陷，如绝缘受潮、劣质变化或间隙放电等。测量电介质的tanδ值，便于定量分析绝缘材料的损耗特性，有利于绝缘材料的分析研究和结构设计。

二、试验原理

1、西林电桥测量tanδ

1）通过调节无感电阻R3和可变电容C4，使检流计中无电流，电桥达到平衡时，可推导出：tanδ=2πfR4C4

2）正接线适合于两极对地绝缘的被试设备，因无接地寄生电容的影响，所以测量结果准确；反接线适合于被试设备一极接地的情况。

2、智能型抗干扰介损测试仪测量tanδ

1）如上图所示，仪器测量线路包括一路标准回路和一路被试回路。标准回路由内置高稳定度标准电容与采样电路组成，被试回路由被试设备和采样电路组成。由计算机对采样数据处理后进行矢量运算，得到标准回路和被试回路的电流幅值及相位关系，并由此算出被试设备的电容值Cx和介质损失正切值tanδ。

2）测量非接地试品时采用正接法，LV端接地；测量接地试品时采用反接法，HV端接地。

三、试验接线

试验前根据现场的实际情况，合理摆放试验设备并设置隔离区，防止试验时有人误入试验区发生危险。试验前掌握试验仪器的操作步骤，根据被试设备和仪器的说明选择正确的接线方式。接线方式根据被测设备情况分为正接线和反接线。

1、正接线

被试设备的低压侧或二次端对地绝缘时采用此种接法。

1）专用高压电缆从仪器后侧的HV端引出接被试设备高压端。

2）专用低压电缆从仪器的Cx端引出接被试设备低压端；Cx的屏蔽层必须通过面板上的接地插孔接地，Cx的芯线与屏蔽层严禁短接，否则无取样，无法测量。

2、反接法

被试设备的低压侧或二次端对地无法绝缘时采用此种接法。

1）专用高压电缆从仪器后侧的Cx端引出接被试设备高压端；注意Cx的芯线与屏蔽层严禁短接，否则无取样，无法测量。屏蔽层应接被试品的屏蔽极，若被试品没有屏蔽极则屏蔽层悬空。

2）HV用专用线连接到面板的接地孔，HV的芯线及屏蔽层接地；被试设备低压侧已经接地。

四、影响试验结果的因素

1、温度

温度升高时，在交流电压作用下设备的漏电电流增加，tanδ也将相应增大。

2、外部干扰

避免干扰的办法是离开干扰源或者加电场屏蔽。测试仪的电源最好是隔离的独立电源，避免测试仪工作时，该回路上启动大功率电气设备造成电压波形的变动。同时也应该避免试验场区有大电场的存在，比如检修期间，相邻的两台主变一台带电运行，一台退出检修，当对检修的变压器进行介损测试时，由于受另一台运行变压器的影响，变压器周围将会产生很大的磁场，对测试结果会有一定的影响。遇到这种情况，就需要根据现场的实际情况加电场屏蔽措施，避免干扰。

五、测量结果的分析判断

1、 测试值与标准或规程的规定值比较。

2、 测试值与往年试验值、出厂试验值、同类型设备测试值以及同一设备相间测试值比较，不应有明显变化。

3、 电容量的变化也是判断绝缘是否受损的参数之一。例如某变压器tanδ值符合规程和标准要求，但测量电容值下降很多，分析原因是由于介电常数较大的油被介电常数较小的空气取代的结果。经检查，该变压器套管的油没有充满。