一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x

在電壓的作用下，電介質(zhì)中產(chǎn)生的損耗稱為介質(zhì)損耗。如果介質(zhì)損耗很多，會(huì)使電介質(zhì)溫度升高，促使絕緣材料老化。如果電介質(zhì)溫度不斷上升，將會(huì)把電介質(zhì)熔化、燒焦，使其喪失絕緣能力，最終被擊穿。因此，介質(zhì)損耗是反映絕緣介質(zhì)電性能優(yōu)質(zhì)程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

介質(zhì)損耗與外加電壓、電源頻率、介質(zhì)電容C和介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ成正比。但是用介質(zhì)損耗P表示介質(zhì)品質(zhì)的優(yōu)劣是不方便的，因?yàn)镻值和試驗(yàn)電壓、介質(zhì)尺寸(形狀、大小、厚度等)等因素有關(guān)，不同設(shè)備間難以互相比較，因此也不能準(zhǔn)確的反映電介質(zhì)的絕緣狀況。而當(dāng)外加電壓、頻率一定時(shí)，介質(zhì)損耗僅與介質(zhì)的等值電容和介質(zhì)損耗因數(shù)有關(guān)，對(duì)于一定結(jié)構(gòu)及形狀的電介質(zhì)，等值電容是定值，因此tanδ就完全反映了介質(zhì)損耗情況，可以用來評(píng)價(jià)高壓電力設(shè)備的絕緣水平，它是僅取決于材料的特性而與材料尺寸無關(guān)的物理量。所以，在工程上選用介質(zhì)損失角的正切值tanδ來判斷介質(zhì)的品質(zhì)，表征電介質(zhì)的損耗大小。

通過測(cè)量介質(zhì)損失角的正切值tanδ可以反映出一系列的絕緣缺陷，如絕緣受潮、劣化變質(zhì)或間隙放電等。測(cè)量電介質(zhì)的tanδ值，便于定量分析絕緣材料的損耗特性，有利于絕緣材料的分析研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

二、試驗(yàn)原理和操作

絕緣的介質(zhì)損失角正切值tanδ可以用來反映介質(zhì)損耗的大小。從介質(zhì)損耗這一角度看，要求其tanδ值越小越好。當(dāng)絕緣受潮、老化時(shí)，通過電阻的有功電流IR將增大，測(cè)量tanδ可以反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷。西林電橋是測(cè)量電氣設(shè)備絕緣的tanδ和電容量CX的專用儀器，是一種靈敏、準(zhǔn)確度較高的平衡交流電橋，工作電壓為10kV。如下圖，西林電橋有正、反接線和對(duì)角線三種接線方式，一般采用正、反兩種接線方式。正接線適用于被試品兩端都不接地的場(chǎng)合；反接線適用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一端已固定，接地?zé)o法打開的場(chǎng)合。

如上圖，CN為無損耗標(biāo)準(zhǔn)電容器；ZX為被試品(ZX由CX、RX并聯(lián)組成)；R4為無感固定電阻；C4為可變電容箱；R3為十進(jìn)電阻箱。R3和Z4處于高電位，為確保試驗(yàn)安全，在R3、C4上裝有絕緣桿，試驗(yàn)人員應(yīng)站在絕緣墊上。

調(diào)節(jié)R3、C4至電橋平衡，檢流計(jì)G無電流通過，此時(shí)存在下列關(guān)系：

UCA=UCB；UAD=UBD(大小相等、相位相同)；UAB=0

且有UCA/UAD=UCB/UBD

當(dāng)電橋平衡時(shí)，各橋臂電壓之比應(yīng)為各橋臂阻抗之比，即：

ZX/Z3=ZN/Z4；ZXZ4=ZNZ3

將等號(hào)兩邊的虛實(shí)部分分別相等，可以得到：

CX=(R4/R3)CN

tanδ=ωC4R4

一般電橋的頻率為50Hz，ω=2π50=314(rad/s)

取電阻R4=3184(Ω)=104/π(Ω)，則

tanδ=106C4

C4常選用微法級(jí)電容，故從電橋中讀出的C4(μF)值即為被試品的tanδ值(%)，而電容CN=50pF，R4=3184Ω,故CX=159200/R3(pF)。

當(dāng)被試品電容值大于3000pF時(shí)，應(yīng)在橋臂上加入100Ω的分流電阻，分為98.8Ω和1.2Ω兩部分，1.2Ω為微調(diào)電阻器(見下圖)。

此時(shí)可用下式求得CX和tanδ。

CX=159200(100+R3)/n(R3+ρ)

tanδ=[(100-n-ρ)/(R3+ρ)]ΩCNR4≈C4(可直接讀取)

式中n為分流電阻，其值由抽頭的位置決定；ρ為微調(diào)滑線電阻，其值在0~1.2Ω之間。

三、對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的判斷和分析

1、tanδ值的判斷

對(duì)照《預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》要求，不應(yīng)超過規(guī)定值。若有超出，應(yīng)查明原因，必要時(shí)對(duì)被試品進(jìn)行分解試驗(yàn)。

2、試驗(yàn)數(shù)值的相互比較

將所測(cè)得的tanδ值與歷次測(cè)得的數(shù)據(jù)、與同一設(shè)備各相間、與其他同類型設(shè)備相互比較，差異明顯增大時(shí)，應(yīng)加以重視。

3、測(cè)試tanδ對(duì)電壓的關(guān)系曲線

對(duì)良好的絕緣，tanδ不隨電壓的變化而變化；對(duì)不良的絕緣，tanδ將隨電壓上升。

4、應(yīng)充分考慮溫度的影響

在進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)在相同溫度的基礎(chǔ)上進(jìn)行。