介质损耗角正切值的测量方法
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介质损耗正切角(Tan Delta)的概念与意义1. 引言介质损耗正切角(Tan Delta)是电气工程中一个重要的物理量,用以描述介质对电能的损耗程度。
它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值,也常被称为介质的损耗因数。
本文将详细介绍Tan Delta的概念、测量方法、应用领域以及意义。
2. Tan Delta的定义在电力系统中,传输线和电容器等元件中常常存在着电能的损耗。
当电能从一种形式转化为另一种形式时,会因为一些不可避免的效应而产生能量损耗。
这种损耗是由于电场在介质中的能量耗散引起的。
介质损耗正切角Tan Delta是介质的特性之一,用以描述介质中电能的损耗程度。
它是介质中损耗功率与储存功率之比的正切值,记作tanδ。
其中,损耗功率指的是在介质中转化为其他形式能量的功率,储存功率则是指在介质中储存的能量。
3. Tan Delta的测量方法Tan Delta的测量通常需要使用专门的仪器和设备。
下面介绍几种常用的测量方法。
3.1 可变电容器法可变电容器法是一种常用的测量Tan Delta的方法。
该方法使用一个可变电容器与被测样品电容器连接,在不同频率下通过改变可变电容器的电容值来测量Tan Delta。
通过测量电容值的变化和相应的相位差,可以计算出Tan Delta的值。
3.2 桥路法桥路法是另一种常用的测量Tan Delta的方法。
该方法使用交流桥路来测量电容器的电阻和电容值以及相应的相位差,通过这些测量结果可以计算出Tan Delta的值。
3.3 光学法光学法是一种非接触式的测量Tan Delta的方法。
该方法使用光学传感器来测量介质中的光学特性,并通过这些测量结果计算出Tan Delta的值。
4. Tan Delta的应用领域Tan Delta在电力系统和电气设备的设计、制造及维护过程中起着重要的作用。
以下是一些Tan Delta的应用领域:4.1 电容器选择和评估在电力系统中,电容器广泛应用于电力传输和电能储存等场景。
实验报告
实验项目:介质损耗角正切值(tanδ)的测量
备注:序号(一)、(二)、(三)为实验预习填写项
五、程序调试及实验总结
实验过程:
正接法:反接法:
实验总结:
通过这次实验,我收获了很多知识和技能。
我认识到了介质损耗角正切值(tanδ)的重要性,它可以反映电介质的绝缘状况和缺陷,对于电气设备的预防性试验和故障诊断有着重要的作用。
我学习了使用西林电桥测量tanδ的方法,包括正接法和反接法,它们各有优缺点,需要根据被试品和电桥的绝缘情况选择合适的接线方式。
通过这次实验,我不仅掌握了一种实用的测量技术,而且培养了我的动手能力和观察能力,增强了我的实验兴趣和创新意识。
我感受到了理论与实践相结合的重要性,也发现了自己在实验中存在的不足和问题,对一些概念和现象的理解不够深刻,对电桥的结构和工作原理的掌握不够熟练,对实验数据的分析和处理的能力不够强等。
我希望在今后的学习中,我能够不断地充实自己的理论知识,加强自己的实验技能,提高自己的科学素养,为成为一名优秀的电气工程师打下坚实的基础。
二氧化硅的介质损耗角正切值摘要:一、二氧化硅的介质损耗角正切值的定义和意义二、二氧化硅介质损耗角正切值的测量方法三、二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素四、二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法五、总结正文:二氧化硅的介质损耗角正切值是指在交流电场中,二氧化硅介质材料的电介质损耗和电介质储能的比值,通常用介质损耗角正切值(tan δ)表示。
介质损耗角正切值是衡量介质损耗性能的重要指标,对于指导工程应用和材料研究具有重要意义。
二氧化硅的介质损耗角正切值的测量方法主要有电桥法、谐振法、复介电常数法等。
电桥法是最常用的方法,其原理是利用电桥平衡条件,通过测量电桥臂的电势差来计算介质损耗角正切值。
谐振法则是利用介质谐振器的共振频率与介质损耗角正切值的关系来测量介质损耗角正切值。
复介电常数法是通过测量介质在两个频率下的介电常数来计算介质损耗角正切值。
二氧化硅介质损耗角正切值的影响因素主要包括材料本身的性质、制备工艺、测试条件等。
其中,材料本身的性质是影响介质损耗角正切值的最主要因素,包括二氧化硅的纯度、颗粒度、形貌等。
制备工艺的影响也不可忽视,如烧结温度、保温时间等。
测试条件也对介质损耗角正切值的测量结果产生影响,如测试频率、测试温度等。
二氧化硅介质损耗角正切值的改善方法主要包括优化材料制备工艺、改进材料结构和性能、选择合适的测试条件等。
通过优化制备工艺,如提高烧结温度、改变保温时间等,可以有效地改善二氧化硅的介质损耗角正切值。
通过改进材料结构和性能,如引入纳米颗粒、改变颗粒形貌等,也可以降低二氧化硅的介质损耗角正切值。
此外,选择合适的测试条件,如降低测试频率、提高测试温度等,也有助于降低二氧化硅的介质损耗角正切值。
总之,二氧化硅的介质损耗角正切值是衡量其电介质损耗性能的重要指标,其测量方法有多种,影响因素较多,改善方法也较为成熟。
通过计算说明测量介质损耗角正切的
原理
介质损耗角正切值的测量原理如下:
当交流电压施加在介质上时,介质中的电压与电流之间存在相位角差,残余角称为介质损耗角,切线tg称为介质损耗角正切。
一般采用两种方法测量介质损耗角正切值:谐振法和电流激波法。
谐振法主要针对交流电介质的介电损耗进行测量,通过建立介质中的谐振回路来测量损耗值。
而电流激波法则通过在绝缘体中引入高强度的电流激波,测量在电流激波作用下的介质损耗。
通过测量介质损耗角正切值,可以反映绝缘介质在交流电压作用下的有功电流分量和无功电流分量的比值,是衡量交流有功损耗大小的特征参数。
其值越小,意味着绝缘的介质损耗越小。
通过测量tgδ可以反映出绝缘的分布性缺陷,如果缺陷是集中性的,有时测tgδ就不灵敏。
实验介质损耗角正切的测量测试无线电材料:常采用高频施压法,所加的电压不高电工界:最常用的是西林电桥法在线监测:采用微机对tgδ进行测量1.西林电桥的基本原理西林电桥:高压臂:代表试品的Z1;无损耗的标准电容CN,它以阻抗Z2作为代表。
低压臂:处在桥箱体内的可调无感电阻R3,以Z3来代表;无感电阻R4和可调电容C4的并联,以Z4来代表保护:放电管P电桥平衡:检流计G检零屏蔽:消除杂散电容的影响电桥的平衡条件:Z1/Z3 = Z2/Z4串联等值回路tgδ=ωR4 C4C x = R4CN/R3并联等值回路tgδ=ωR4 C4C x = R4CN/[R3 (1+tg2δ)]C x :因为tg 2δ极小,故两种等值电路的C x 相等西林电桥的基本回路屏蔽:杂散电容:高压引线与低压臂之间有电场的影响,可看作其间有杂散电容C s 。
由于低压臂的电位很低,C x 和CN 的电容量很小,如CN 一般只有50~100pF ,杂散电容C s 的引入,会产生测量误差。
若附近另有高压源,其间的杂散电容C s1会引入干扰电流i S ,也会造成测量误差。
需要屏蔽,消除杂散电容的影响2. 存在外界电磁场干扰时的测量 现场试品:难以实现屏蔽,干扰较严重两次测量法:第一次测得tg δ1和C x ',然后倒换试验变压器原边电源线的两头(试验电压U 的相位转180︒),测得第二次的数值tg δ2和C x ",可用下式计算得准确的tg δ和C x 值:()()()2//21x xx x x x x C C C C C tg C tg C tg ''+'=''+'''+'=δδδ磁场干扰时介损的测量检流计正反接抗磁场干扰的原理:设无磁干扰时,两个测量臂的数值分别为R 3和C 4;设存在磁干扰时,两个测量臂的数值分别为(R 3+∆R 3)和(C 4+∆C 4);把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下,两个测量臂的数值将分别为(R 3-∆R 3)和(C 4-∆ C 4) 当检流计正接时测得:当检流计反接时测得:因无磁场干扰时: 故可得:3.测试功效 • 有效 受潮穿透性导电通道气泡电离、绝缘分层、脱壳 绝缘老化劣化 绝缘油脏污、劣化 • 无效 局部损坏()()334014441/R R R C C R C C tg x ∆+=∆+=ωδ()()334024442/R R R C C R C C tg x ∆-=∆-=ωδ34044/R R C C R C tg x ==ωδ()()212121/22/x x x x x C C C C C tg tg tg +=+=δδδ小部分绝缘的老化劣化个别绝缘弱点4.注意事项•分部测试•与温度的关系•与试验电压的关系•护环和屏蔽。