相對介損及電容量測量方法

1. 介損的參數介紹

1、介質損耗角δ
在交變電場作用下，電介質內流過的電流向量和電壓向量之間的夾角(功率因數角Φ)的餘角(δ)。 簡稱介損角。
2、介質損耗正切值tanδ
又稱介質損耗因數，是指介質損耗角正切值，簡稱介損角正切。介質損耗因數的定義如圖(1):
如果取得試品的電流相量 和電壓相量 ，則可以得到如下相量圖(2)：
總電流可以分解為電容電流Ic和電阻電流IR合成，因此圖(3)：
這正是損失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此現在的數字化儀器從本質上講，是通過測量δ或者Φ得到介損因數。
測量介損對判斷電氣設備的絕緣狀況是一種傳統的、十分有效的方法。絕緣能力的下降直接反映為介損增大。進一步就可以分析絕緣下降的原因，如：絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質等等。
測量介損的同時，也能得到試品的電容量。如果多個電容屏中的一個或幾個發生短路、斷路，電容量就有明顯的變化，因此電容量也是一個重要參數。
3、功率因數cosΦ
功率因數是功率因數角Φ的餘弦值，意義為被測試品的總視在功率S中有功功率P所佔的比重。功率因數的定義如圖(4):
有的介損測試儀習慣顯示功率因數(PF:cosΦ)，而不是介質損耗因數(DF:tanδ)。
一般cosΦ<tanδ，在損耗很小時這兩個數值非常接近。
4、高壓電容電橋
高壓電容電橋的標准通道輸入標准電容器的電流、試品通道輸入試品電流。通過比對電流相位差測量tanδ，通過對比電流幅值測量試品電容量。因此用電橋測量介損還需要攜帶標准電容器、升壓PT和調壓器。接線也十分煩瑣。
5、高壓介質損耗測量儀
簡稱介損儀，是指採用電橋原理，應用數字測量技術，對介質損耗角正切值和電容量進行自動測量的一種新型儀器。一般包含高壓電橋、高壓試驗電源和高壓標准電容器三部分。
介損儀利用最新抗干擾原理，採用傅立葉變化數字波形分析技術，對標准電流和試品電流進行計算，抑制干擾能力強，測量結果准確穩定。
6、外施
使用外部高壓試驗電源和標准電容器進行試驗，對介損儀的示值按一定的比例關系進行計算得到測量結果的方法。
7、內施
使用介損儀內附高壓電源和標准器進行試驗，直接得到測量結果的方法。
8、正接線
用於測量不接地試品的方法，測量時介損儀測量迴路處於地電位。
9、反接線
用於測量接地試品的方法，測量時介損儀測量迴路處於高電位，他與外殼之間承受全部試驗電壓。
10、常用介損儀的分類
現常用介損儀有西林型和M型兩種，QS1為西林型
11、常用抗干擾方法
在介質損耗測量中常見抗干擾方法有三種： 倒相法、移相法和變頻法。
12、准確度的表示方法
tanδ：±（1%D+0.0004）
Cx： ±（1%C+1pF）
+前表示為相對誤差，+後表示為絕對誤差。相對誤差小表示儀器的量程線性度好，絕對誤差小表示儀器的誤差起點低。校驗時讀數與標准值的差應小於以上准確度，否則就是超差。
13、抗干擾指標
抗干擾指標為滿足儀器准確度的前提下，干擾電流與試驗電流的最大比例，比例越大，抗干擾性能越好。某些型號介損儀在200%干擾（即I干擾 / I試品≤2）下仍能達到上述准確度。

2. 損耗角介質損耗角

介質損耗是絕緣材料在電場作用下產生的能量損耗，主要由介質電導和介質極化的滯後效應引起。這一現象也被稱為介質損失，簡稱介損。

在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間存在一個夾角，即功率因素角Φ的餘角，稱為介質損耗角δ，簡稱介損角。

介質損耗正切值tgδ，即介質損耗角正切值，簡稱介損角正切。通過測量介損角正切值可以得到介質損耗因素。數字化儀器通過測量δ或Φ來獲得介損因素，這一方法是判斷電氣設備絕緣狀況的常見且有效手段。

測量介損不僅有助於判斷絕緣狀況的下降，還能夠提供試品的電容量信息。當試品中的電容屏出現短路或斷路時，電容量會發生顯著變化，因此電容量也是評估電氣設備健康狀況的重要參數。

功率因素cosΦ是功率因素角Φ的餘弦值，表示被測試品的總視在功率中有功功率所佔的比例。

高壓電容電橋是一種用於測量介損的傳統儀器，包括手動調節型的2801H和QS30，以及自動調節型的AI-6000。這些電橋需要配合標准電容器、升壓PT和調壓器使用，並且接線過程較為復雜。

高壓介質損耗測量儀（簡稱介損儀）採用電橋原理和數字測量技術，能夠自動測量介質損耗角正切值和電容量。AI-6000介損儀利用變頻抗干擾原理和傅立葉變化數字波形分析技術，提高了測量准確性和穩定性。

高壓介質損耗測量儀通常包含高壓電橋、高壓試驗電源和高壓標准電容器三部分。常見的高壓介質損耗測量儀有2816H、M4000DOBLE和AI-6000等。

外施使用法和內施使用法是兩種不同的介損測試方法。外施使用法通過外部高壓試驗電源和標准電容器進行試驗，對介損儀的示值進行計算得到測量結果。內施使用法則使用介損儀內附的高壓電源和標准器直接得到測量結果。

正接線和反接線是兩種用於測量不同類型的試品的接線方式。正接線用於測量不接地試品，測量迴路處於地電位。反接線用於測量接地試品，測量迴路處於高電位，承受全部試驗電壓。

介損儀通常分為西林型和M型兩種類型，QS1和AI-6000屬於西林型。

介質損耗測量中的常見抗干擾方法有倒相法、移相法和變頻法。AI-6000採用變頻法抗干擾，並支持倒相法測量。

介損儀的准確度表示方法為：tgδ：±（1%D+0.0004），Cx： ±（1%C+1pF）。其中，+前表示為相對誤差，+後表示為絕對誤差。相對誤差小表示儀器的量程線性度好，絕對誤差小表示儀器的誤差起點低。校驗時讀數與標准值的差應小於准確度，否則儀器可能超差。

抗干擾指標指的是在滿足儀器准確度的前提下，干擾電流與試驗電流的最大比例。比例越大，抗干擾性能越好。AI-6000在200%干擾下仍能保持上述准確度。