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介质损失角正切值（tgδ）的测量济南泛华佳业微电子技术有限公司一、测量tg δ的意义及原理1、介质损耗绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗，叫介质损耗。
介质损耗的定义是：％被测试品的无功功率被测试品的有功功率＝介质损耗因数100Q P)tg (⨯δ如果取得试品的电流相量U I和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic 和电阻电流I R 合成，因此：%100I I %100UI UI 100Q P)tg (CR C R ⨯=⨯=⨯δ％＝介质损耗因数 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。
2、介质的两种模型及与频率的关系含有介损的电容器都可以模拟成RC 串联和并联两种理想模型进行分析： （1）并联模型：认为损耗是与电容并连的电阻产生的。
这种情况RC 两端电压相等：有功功率R U P 2=，无功功率22CU C /1U Q ω=ω=电容容抗，因此 RC1Q P tg ω==δ 其中ω＝2πf ，f 为电源频率。
可见，如果用真正用一个纯电阻和一个纯电容模拟介损的话，它与频率成反比。
当R=∞时，没有有功功率，介损为0。
这种方法常用于试验室模拟10％以上的大介损，或用于制做标准介损器。
（2）串联模型：认为损耗是与电容串连的电阻产生的。
这种情况电路的电流相等：有功功率R I P 2=，无功功率CI C 1I Q 22ω=ω⨯=电容容抗，因此 RC QPtg ω==δ可见，如果用真正用一个纯电阻和一个纯电容模拟介损的话，它与频率成正比。
介质损耗因数tgδ试验方法探讨摘要介质损耗角正切tgδ的测试是电气设备绝缘监督的一项重要措施。
做好介质损耗的测量对于发现电气设备绝缘隐患，保证电气设备的安全运行有着重要意义，对于介损测试仪应定期进行检验。
本文在对介质损耗因数tgδ试验方法探讨。
关键词介质损耗因数；tgδ；试验方法tgδ是IR/IC的比值，它能反映电介质内单位体积中能量损耗的大小，只与电介质的性质有关，而与其体积大小尺寸均没有关系。
因此，tgδ的测试目的，也是能够有效地发现设备绝缘的普遍老化、受潮、脏污等整体缺陷。
对小电容设备，如套管、互感器（电容式）也能够发现内部是否存在气隙及固定绝缘开裂等集中性的局部绝缘缺陷。
1 大电容的设备tgδ的测量针对大电容的设备如变压器、电缆等进行tgδ的测量时，只能发现他们的整体分布性缺陷，而其局部集中性的缺陷可能不会被发现；而对于套管、互感器等小电容量的设备，测tgδ能有效地发现其局部集中性和整体分布性的缺陷，详见如下分析。
这也是大型变压器不仅要单独测试引出线套管的tgδ，也要测套管连同绕组的介损tgδ，就是因为套管若有缺陷时在整体绝缘良好时不能体现出来。
一般设备的绝缘结构都由多层绝缘、多种材料构成。
如局部有缺陷绝缘用C1tgδ1表示，其他良好绝缘用C2tgδ2表可见明显形成了误判断。
2 设备的选取及常规试验方法因为精度和灵敏度的原因，测变压器和一般套管的介损时（包括电容式CT），应采用GWS-1A光导介损测试仪，而当测试电容式PT电容量和tgδ时，可采用DX6000异频介损测试仪，它介绍了CVT的中压电容C2的测试方法，比较方便（自激法）。
两者的原理前者是通过比较内部标准回路电流和被试品的电流的幅值及相互的相差，后者是电桥原理，离散傅立叶算法。
一般接线形式主要有两种：正接法：适用于测量两相对地绝缘的设备，测试精度较高，如套管和电容式CT 的主绝缘tgδ，耦合电容的的tgδ等；反接法：适用于测量一级接地的设备，仪器的外壳必须接地可靠，如变压器连同套管和绕组的tgδ，套管和电容式CT的末屏tgδ等。
关于介质损耗的一些基本概念1、介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
2、介质损耗角δ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tgδ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下: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：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：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。
4、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。
功率因数的定义如下: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:tgδ)。
一般cosΦ<tg δ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
5、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tgδ，通过出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。
国内常见高压电容电桥有：6、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。
AI-6000利用变频抗干扰原理，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。
中华人民共和国电力行业标准现场绝缘试验实施导则介质损耗因数tgδ试验DL474.3-92中华人民共和国能源部1992-11-03批准1993-04-01实施1主要内容和适用范围1.1本导则提出了测量高压电气设备绝缘介质损耗因数tgδ和电容的方法，试验接线和判断标准，着重阐述现场测量的各种影响因素，可能产生的误差和减少误差的技术措施，贯彻执行有关国家标准和能源部《电气设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)等的相应规定。
1.2本导则适用于发电厂、变电所现场和修理车间、试验室等条件下，测量高压电气设备绝缘的介质损耗因数tgδ和电容。
1.3本导则中的试验结果判断标准主要引自《规程》，对规程中未规定的，本导则中提出的推荐值供参考。
2测量仪器2.1西林电桥西林电桥的四个桥臂由四组阻抗元件所组成，其原理接线如图1所示。
电桥平衡时(1)(2)图1西林电桥原理接线图(a)正接线；(b)反接线在工频试验电压下，式(2)中取R4为10000/π＝3184Ω则tgδx=C4，即C4的μF值就是tgδx值。
2.2电流比较型电桥图2是电流比较型电桥原理接线图。
图中C n为标准电容，C x表示被试品的电容，R x表示被试品介质损耗等值电阻，U为试验电压，R为十进可调电阻箱，C为可选电容。
W n和W x分别表示电流比较型电桥标准臂和被测臂匝数。
当电桥平衡时，由安匝平衡原理可得(3)(4)式(4)中，ω＝100π，C分别等于1/π×10-6F和0.1/π×10-6F。
2.3M型介质试验器图3表示M型介质试验器原理接线，它包括C n、R a标准支路，C x、R x及无感电阻R b 被试支路，R c极性判别支路，电源和测量回路等五部分。
图2电流比较型电桥原理接线图图3M型介质试验器原理接线图介质损耗因数(5)式中P——有功功率(mW)；S——视在功率(mV A)。
R b远小于被试品阻抗，由图3可知，串联后不影响I x的大小和相位。
