介损测试原理及应用

1、测量介质损耗因素的意义 被测试品的无功功率 被测试品的有功功率 介质损耗因数100 Q P )tg( 测量介质损耗因素的意义 西林电桥 （如QS1） 介质损耗因数（因数（tgtg 电流比较仪电桥 （如QS30） 数字型高压介损测试仪 （目前广泛使用的介损仪） 介质损耗因数（因数（tgtg QS1QS1电桥是电桥是8080年代以前广泛使用的现年代以前广泛使用的现 场介损测试仪器。试验时需配备外部标准场介损测试仪器。试验时需配备外部标准 电容器（如电容器（如BR16BR16型标准电容器），以及型标准电容器），以及 10kV10kV升压器及电源控制箱。需要调节平衡，升压器及电源控制箱。需要调节平衡，

2、 结果需要换算，使用不太方便。结果需要换算，使用不太方便。 介质损耗因数（因数（tgtg 高压西林电桥是由：交流阻抗器、 转换开关、检流计、高压标准电容器 等组成。 调节R3、C4使电桥平衡，此时a、 b两点电压幅值相位完全相等，即R3、 C4两端电压相等。 介质损耗因数（因数（tgtg 因为交流电路中电容阻抗为 电路中R4、C4的并联阻抗为两者倒数和的倒数 按阻抗元件分压原理，不难得到： 介质损耗因数（因数（tgtg 经过运算，按复数相等实部、虚部分别相等的规定可得到： 按串连模型介损定义：由于R4是固定的3184，频率 是50Hz、C4单位为F时，tg=C4，因此可以在C4刻度盘 上读出介

3、损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。 现场使用QS1电桥时，需要先将升压装置，标准电容器和电桥等进行连线，然后调 节R3和C4，使得检流计指示为零。这时电桥平衡。读得C4值即为tg值，R3值经过计 算可得出被试品电容值。总之现场操作使用都比较麻烦，抗干扰能力差，已经不能适 应现在电气试验工作的需要。 介质损耗因数（因数（tgtg 电流比较仪电桥的工作原理是采用安匝 平衡的原理。平衡过程见右图，当交流电源 加在试品、标准电容器和电桥及地之间，在 试品上产生一个电流Ix，在标准电容器上也 产生一个电流In，当两个电流流过Wx、Wn时， 由于Ix、In两个电流的相位、幅值不相同， 使Wd 有电流I

4、d产生，通过调整Wx、Wn、C、R 使Ix、In两个电流的幅值相同，相位相反。 介质损耗因数（因数（tgtg 数字高压介损测试仪基本测量原理是基于传 统西林电桥的原理基础上，测量系统通过标准侧 R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的 电流信号进行高速同步采样，经模数（A/D）转 换装置测量得到两组信号波形数据，再经计算处 理中心分析系统，分别得出标准侧和被试侧正弦 信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电 容量及介损值。 介质损耗因数（因数（tgtg 智能型电桥的测量回路还是一个桥体。R3、R4两端的 电压经过A/D采样送到计算机，求得: 进一步可求得被试品介损和电容量 介质损耗因数

5、（因数（tgtg 显示控制单元 人机界面，控制仪器的测量过程 可程控的电子调压10kV高压电源 产生测量用的高压电源一般可以从0.5kV-10kV连续平缓升压 测 量 部 分 完成对标准回路和被试回路电流信号实时同步采样， 由计算机分析计算出tg及电容量。 介质损耗因数（因数（tgtg 试品不接地，桥体E端接地，在需 要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。此 时桥体处于地电位， R3、C4 可安全 调节。 各种介损测试仪器正接线接线方 法基本一致。 介质损耗因数（因数（tgtg 这是一种标准反接线接法，在试 品接地，桥体U端接地，E端为高压端， 在需要屏蔽的场合，E端也可用于屏蔽。 此时桥体处于高电

6、位， R3、C4 需通 过绝缘杆调节。 这种方式桥体处于高电位，仪器 内部高低压之间需要做好绝缘防护措 施。 介质损耗因数（因数（tgtg 由于C1较C2电容量要小，所以测量C2时，C1与Cn串联等效的 误差就比较大。为了减小这种测量误差，我们在测量C2的时候， 以C1作为电桥的标准电容器，这样可测得C2相对C1的容量比及相 对介损值，由于第一次已经将C1的介损及电容量测出，通过C1就 可以推算出C2的值。 另外用于串联C1与标准电容器的导线对地电容与C1、Cn形成 了T型网络，对测量精度有影响。为了减小这种影响，一般可以 采用将导线悬空减小对地电容的办法，目前有些仪器已经加了补 偿算法。 抗

7、干扰方法 介损测量受到的主要干扰是感应 电场产生的工频电流。无论何种测量 方式，它都会进入桥体： 抗干扰方法 测量一次介损，然后将试验电源倒相180 度再测量一次，取平均值。 倒相法是抗干扰最简单的方法，也是效果 最差的方法。因为两次测量之间干扰电流或试 品电流的幅度会发生波动，会引起明显误差。 抗干扰方法 另一种工频抗干扰方法是采用大功率移相电源，调整试验高压的相 位，使试品电流与干扰电流方向相同或相反，这样干扰电流影响减小， 再配合倒相测量，能大大提高测量精度。 再一种方法是采用小功率调幅调相信号源，从R3桥臂上抵消干扰电 流（干扰抵偿法），再配合倒相测量，能大大提高测量精度。这种方法 也

8、是采用工频抗干扰的最佳方法。 抗干扰方法 干扰十分严重时，变频测量能显示更强的抗干扰能力。例如用55Hz测量时，测量系统 采用了数字滤波技术，只允许55Hz信号通过，50Hz干扰信号被有效抑制。 变频测量时，仪器对流过标准电容的电流In和被试品的电流Ix进行实时同步采样。得 到两组包含有干扰及信号源的混合信号，仪器再运用快速傅立叶变换算法，将混合信号中 信号源的信号（如55Hz信号）与干扰源（如50Hz信号）信号分离。这样就很容易把我们关 心的信号源信号分离出来。达到了抗干扰的目的。 抗干扰方法 由于介损值与试验频率有关，为了更好地与50Hz下的 介损值等效，通常仪器分别采用50Hz5Hz进行

9、两次测量， 再取平均值得到等效50Hz的介损值。为了使试验频率更接 近50Hz，有时也采用50Hz2.5Hz进行测量。 介损测试仪现场使用注意事项 Text in here Text in here 如正接线、反接线、自激法CVT测量等 常规介损一般10kV，额定电压介损根据要求确定 常规介损一般5uA1A，高压介损需要更大测试电流 现场用一般（1%读数+0.05%）,实验室用需要更高要求 工频抗干扰或变频抗干扰 介损测试仪现场使用注意事项 Text in here Text in here 可能挂钩或测试夹子接触不良，接地不良等。仪器接地应尽量靠近被试品。 另外判断是否受到强干扰影响。 通常测量电容很小的试品时受到T型网络影响，通过改变测试线角度，擦拭 烘干设备表面等措施加以改善。另外也可能受干扰影响。 检查设备接地刀闸是否