相对介损及电容量测量方法

1. 介损的参数介绍

1、介质损耗角δ
在交变电场作用下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角。
2、介质损耗正切值tanδ
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图(1):
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(2)：
总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此图(3)：
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。
3、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。功率因数的定义如图(4):
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:tanδ)。
一般cosΦ<tanδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
4、高压电容电桥
高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流。通过比对电流相位差测量tanδ，通过对比电流幅值测量试品电容量。因此用电桥测量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器。接线也十分烦琐。
5、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。
介损仪利用最新抗干扰原理，采用傅立叶变化数字波形分析技术，对标准电流和试品电流进行计算，抑制干扰能力强，测量结果准确稳定。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、常用介损仪的分类
现常用介损仪有西林型和M型两种，QS1为西林型
11、常用抗干扰方法
在介质损耗测量中常见抗干扰方法有三种： 倒相法、移相法和变频法。
12、准确度的表示方法
tanδ：±（1%D+0.0004）
Cx： ±（1%C+1pF）
+前表示为相对误差，+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。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。
13、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。某些型号介损仪在200%干扰（即I干扰 / I试品≤2）下仍能达到上述准确度。

2. 损耗角介质损耗角

介质损耗是绝缘材料在电场作用下产生的能量损耗，主要由介质电导和介质极化的滞后效应引起。这一现象也被称为介质损失，简称介损。

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存在一个夹角，即功率因素角Φ的余角，称为介质损耗角δ，简称介损角。

介质损耗正切值tgδ，即介质损耗角正切值，简称介损角正切。通过测量介损角正切值可以得到介质损耗因素。数字化仪器通过测量δ或Φ来获得介损因素，这一方法是判断电气设备绝缘状况的常见且有效手段。

测量介损不仅有助于判断绝缘状况的下降，还能够提供试品的电容量信息。当试品中的电容屏出现短路或断路时，电容量会发生显着变化，因此电容量也是评估电气设备健康状况的重要参数。

功率因素cosΦ是功率因素角Φ的余弦值，表示被测试品的总视在功率中有功功率所占的比例。

高压电容电桥是一种用于测量介损的传统仪器，包括手动调节型的2801H和QS30，以及自动调节型的AI-6000。这些电桥需要配合标准电容器、升压PT和调压器使用，并且接线过程较为复杂。

高压介质损耗测量仪（简称介损仪）采用电桥原理和数字测量技术，能够自动测量介质损耗角正切值和电容量。AI-6000介损仪利用变频抗干扰原理和傅立叶变化数字波形分析技术，提高了测量准确性和稳定性。

高压介质损耗测量仪通常包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分。常见的高压介质损耗测量仪有2816H、M4000DOBLE和AI-6000等。

外施使用法和内施使用法是两种不同的介损测试方法。外施使用法通过外部高压试验电源和标准电容器进行试验，对介损仪的示值进行计算得到测量结果。内施使用法则使用介损仪内附的高压电源和标准器直接得到测量结果。

正接线和反接线是两种用于测量不同类型的试品的接线方式。正接线用于测量不接地试品，测量回路处于地电位。反接线用于测量接地试品，测量回路处于高电位，承受全部试验电压。

介损仪通常分为西林型和M型两种类型，QS1和AI-6000属于西林型。

介质损耗测量中的常见抗干扰方法有倒相法、移相法和变频法。AI-6000采用变频法抗干扰，并支持倒相法测量。

介损仪的准确度表示方法为：tgδ：±（1%D+0.0004），Cx： ±（1%C+1pF）。其中，+前表示为相对误差，+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。校验时读数与标准值的差应小于准确度，否则仪器可能超差。

抗干扰指标指的是在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。AI-6000在200%干扰下仍能保持上述准确度。