介损的测试和工程中的应用

介损的测试和工程中的应用

一、什么是介损：

1、电介质在交流电压作用下，除电导和周期性缓慢极化引起的损耗外，有时可能产生游离损耗，即电晕和局部放电损耗，这些损耗统称为介质损耗。

2、介质损耗角δ 是在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)， 简称介损角。

3、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。

4、功率因数cosΦ是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二、为什么要进行介损测试：

电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化，如果介质温度不断上升，甚至会把电介质融化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿，因此，电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。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。

三、介损的测试方法:

介损的测试方法是采用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。介损仪是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。

四、工作原理：

启动测量后高压设定值送到变频电源，变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值，测量电路

将实测高压送到变频电源，微调低压，实现准确高压输出。根据正/反接线设置，测量电路根据试验电流自动选择输入并切换量程，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，幅值计算电容量，角差计算tgδ。反复进行多次测量，经过排序选择一个中间结果。测量结束，测量电路发出降压指令变频电源缓速降压到0。

五、测量结果的分析判断

六、1. 将试验结果与现行标准进行比较。所测得的tgδ值不应超过规程规定的标准，如有超过标准，应查明原因。

七、2. 与设备历年（次）试验结果比较。因为一般电器设备都应定期地进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当比较接近。如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。

八、3. 同一设备相间相互比较。因为同一设备，个相的绝缘情况应当基本一样，如果三相试验结果相互比较差异明显，则说明有异常相的绝缘可能有缺陷。

九、4. 与同类型设备试验结果相互比较。因为同一类型的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同。若悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。

十、5. 利用tgδ=f(U)的曲线进行判断。良好的绝缘在击穿电压值以下，随着电压的升高，介质中的有功分量和无功分量都按正比例增大，两者的比值保持不变，因此tgδ=f(U)为一条水平直线。因此，在不同的试验电压下，测出不同的tgδ值，并绘出tgδ=f(U)的曲线，即能判断出绝缘状况。

十一、介损在工程中的应用：

介质损耗的测量在机电制造、绝缘材料鉴定及电气设备的预防性试验方面都得到了广泛应用,实践

证明,它是判断绝缘情况的较灵敏的方法,特别是对受潮、老化等分布型缺陷尤其有效,因而是绝缘试验中的一个重要项目。

用介质损耗来研究其微观分子结构与宏观性能之间的关系, 从中找到介电材料在一定条件下具有最佳性能时的介质损耗，以达到摸索最佳工艺和控制高聚物质量的目的。