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220kV电容式电压互感器介质损耗因数及电容量测试分析摘要：目前，电容式电压互感器(CVT)在电网中应用越来越普及，其中，220kV电压等级的CVT在结构上具有典型意义。
根据相关规程规定，例行试验时要进行耦合电容器的介质损耗因数(tanδ)和电容量测试，以检查互感器中是否存在受潮、绝缘老化等缺陷。
关键词：220kV电容式；电压互感器；介质损耗因数；电容量测试一、介质损耗原理分析（一）介质损耗分类按绝缘资料介质损耗的物理性质，能够分为以下几种根本形式：（1）漏电导损耗：任何电介质总有必定的导电才能。
所以，在电压效果下电介质中流过走漏（电导）电流，构成能量损耗。
这种损耗在交、直流电压效果下都存在。
（2）极化损耗：电介质在沟通电压效果下，发作周期性的极化。
此刻介质中的带电质点（主要是离子）在交变电场效果下，做往复有限位移并重新摆放，这种损耗称为极化损耗。
如果电源频率添加，质点往复运动的频率也添加，极化损耗增大。
在沟通电压效果下，电介质（指不均匀的）的夹层极化重复引起电荷重新散布（吸收电流），这个进程也要耗费能量。
（3）部分放电损耗：常用的固体绝缘资料中总有气隙（或油隙）。
绝缘资料各层的电场强度几乎与该层资料的相对电容率（介电系数）ε成反比。
气体的介电系数较固体绝缘资料低得多，所以气隙部分的电场强度较大。
但是，气隙的耐压强度却远低于固体绝缘资料。
（二）高压介损仪工作原理经过一个可程控的调频调幅变频电源，发生40～70Hz可调的正弦波，经过激磁变压器，驱动谐振回路作业，最终输出实验要求的电压，加到被试电流互感器上。
经过电流互感器的三相被试回路的电流信号，以及规范回路的电流信号，经过高压介损测量板高精度实时高速采样，并经单片机剖析计算，然后得出被试品的电容量及介损值。
二、测量方法（一）正接法被试品不接地，桥体E端接地，在需求屏蔽的场合，E端也能够用于屏蔽。
此刻，桥体处于地电位，R3、C4可安全调理。
各种介损测验仪器正接法接线办法根本一致，这儿以济南泛华AL6000—自动抗干扰精密介质损耗测验仪为例介绍。
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<tgδ，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。
介质损耗因数与介电损耗角正切一、引言在电介质物理学和电气工程领域，介质损耗因数和介电损耗角正切是两个关键的参数，用于描述电介质在交流电场下的电气性能。
介质损耗因数用于衡量电介质在交流电场作用下的能量损耗程度，而介电损耗角正切则反映了能量的损耗与存储之间的平衡关系。
这两个参数在评估电介质材料性能、优化电气设备和改善电力传输效率等方面具有重要意义。
本文将详细介绍介质损耗因数和介电损耗角正切的基本概念、测量方法及其在实践中的应用。
二、介质损耗因数介质损耗因数，也称为介质损失角正切，是用于描述电介质在交流电场下能量损耗程度的参数。
该参数是通过比较电介质中能量损耗与无损理想介质的能量损耗得到的。
在交流电场作用下，电介质内部的束缚电荷将被迫移动，并在电场反复变化时与自由电荷相互碰撞，导致能量的损失。
这种能量损耗表现为介质中的热能生成。
介质损耗因数越小，说明电介质在交流电场下的能量损耗越低，其电气性能越好。
三、介电损耗角正切介电损耗角正切是用来描述电介质在交流电场下能量损耗与存储之间平衡关系的参数。
它定义为介质电导率与介质电容率之比的反正切，即：tanδ= δ′/δ″。
其中，δ′和δ″分别为电介质的实部和虚部。
介电损耗角正切反映了电介质在交流电场下能量转换为热能、光能等其他形式的能量的程度。
在实际应用中，介电损耗角正切的测量对于评估绝缘材料性能、预防电气设备过热等方面具有重要意义。
四、介质损耗因数和介电损耗角正切的关系介质损耗因数和介电损耗角正切之间存在密切的关系。
在理想情况下，当电介质没有能量损失时，其介电常数为实数，不存在虚部，因此tanδ= 0。
然而，在实际的电介质材料中，由于能量的损失，介电常数存在虚部，因此tanδ≠0。
介质损耗因数和介电损耗角正切之间的这种关系反映了电介质在交流电场下能量转换的平衡状态。
五、实验测量与应用实验测量是获取介质损耗因数和介电损耗角正切的关键手段。
常用的测量方法包括西林电桥法、变频变压器法和Q表法等。
电容和介质损耗测量一试验目的测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。
测量介质损耗因数在预防 性试验中是不可缺少的项目。
因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在 交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的 温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。
绝缘能力的下降直接反映为介质损耗 因数的增大。
进一步就可以分析绝缘下降的原因，女口：绝缘受潮、绝缘油受污染、 老化变质等等。
所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验， 运行中的电气设备 亦要进行此种试验。
测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。
电容量的明 显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。
二概念及原理介质损耗是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。
在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率 因数角（①），而余角（S ）简称介损角。
介质损耗正切值tg 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（tg ）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、 绝缘的试验等都是不可缺少的。
因为测量绝缘介质的tg 值是判断绝缘情况的一 个较灵敏的试验方法。
在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极 化损耗。
介质损耗因数的定义如下：介质摘耗因數（t g6）=被测试品的有功功餐被测试品的无功功率如果取得试品的电流相量 二和电压相量口，则可以得到如下相量图:总电流可以分解为电谷电流Ic 和电阻电流I R 合成，因此：介质扌韻毛13数（tg 勖=尸工100%=X 100%= —X 100%Q UI 匚 I c这正是损失角S =（90 °①）的正切值。
因此现在的数字化仪器从本质上讲， 是 通过测量S 或者①得到介损因数。
有的介损测试仪习惯显示功率因数 （PF:cos ①）,而不是介质损耗因数（DF:tg 3）。
液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量1范围本标准规定了在试验温度下液体绝缘材料的介质损耗因数、相对电容率和直流电阻率的测量方法。
本标准主要是对未使用过的液体做参考性试验，但也适用于在运行中的变压器、电缆和其他电工设备中的液体。
然而，本标准只适用于单相液体，当做例行测量时可以采用简化方法和附录c所述的方法。
对于非碳氢化合物绝缘液体，则要求采用其他清洗方法a2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T1409-2006固体绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法(IEC 60250；1969，MOD)GB/T 1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法(IEC60093:1980,IDT)GB/T 21216-2007绝缘液体测量电导和电容确定介质损耗因数的试验方法(IEC6162011998，IDT)IEC 60475液体电介质取样方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1（相对）电容率permittirrity(relattve)绝缘材料的相对电容率是一电容器的两电极周围和两电极之间均充满该绝缘材料时所具有的电容量与同样电极结构在真空中的电容量之比。
用该电极在空气中的电容量度。
代替，对于测量相对电容率具有足够的精确3.2介质损耗因数(tan)dielectric dissipation factor (tan)绝缘材料的介质损耗因数(tan)是损耗角的正切．当电容器的介质仅由一种绝缘材料组成时，损耗角是指外施电压与由此引起的电流之间的相位差偏离/2的弧度。
注：实际应用中．tan测得值低于0.005时，tan和功率因数(PF)基本上相同．可用一个简单的换算公式将两者进行换算，功率因数是损耗角的正弦，功率因数和介质损耗因数之间的关系可表达为下式： (1)式中；PF——功率因数；tan3.3直流电阻率（体积）d．c．resistivity (volume)绝缘材料的体积电阻率是在材料内的直流电场强度与稳态电流密度的比值。
电容器介质损耗因数试验电容器介质损耗因数和电容器绝缘介质的种类、厚度、浸渍剂的特性以及制造工艺有关。
电容器tanδ的测量能灵敏地反映电容器绝缘介质受潮、击穿等绝缘缺陷，对制造过程中真空处理和剩余压力、引线端子焊接不良、有毛刺、铝箔或膜纸不平整等工艺的问题也有较灵敏的反应，所以说电容器介质损耗因数是电容器绝缘优劣的重要指标。
耦合电容器介质损耗因数测试方法：（1）采用正接线测量时，先将被试电容器对地放电并接地，拆除被试电容器对外所有一次连接线，电容器法兰接地，打开小套管接地线并与Cx端相连接，高压引线接至电容器高压电极，取下接地线，检查接线无误后，通知 其他人员远离被试品并监护。
合上试验电源，从零开始升压至测试电压进行测试，测试电压为10KV。
测试完毕后先将电压降到零，然后读取测量数据，切断电源，对被试品进行放电并接地，拆除测试引线。
特别注意小套管接地引线的恢复。
（2）采用反接线测量时，电桥Cx端接电容器高压电极，低压电极接地。
测量下节耦合电容器时下法兰和小套管接地，采用反接线测量时，桥体接地应直接与被试品接地点直接连接，测试电压为10KV。
断路器电容器介质损耗因数测试方法：（1）交接时断口电容器的tanδ应在安装前测试，主要是避免断路器灭弧室的影响。
测试前先将被试电容器对地放电并接地，高压引线接至断路器电容器一端电极，电容器另一端接电桥Cx端。
取下接地线，检查接线无误后，通知其他人员远离被试电容器。
合上试验电源，从零开始升压至测试电压进行测试，测试电压为10KV。
测试完毕后将电压降至零后读取测量数据，然后切断电源，对被试品进行放电并接地。
（2）预防性试验时，如果测试数据偏大，可将电容器拆下进行测试。
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<tgδ，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。
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。
电容和介质损耗测量一试验目的测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。
测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目。
因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。
绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大。
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。
所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验。
测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。
电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。
二概念及原理介质损耗是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。
在交流电压作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角为功率因数角(Φ)，而余角(δ)简称介损角。
介质损耗正切值δtg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（δtg）的测量在电气设备制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘的试验等都是不可缺少的。
因为测量绝缘介质的δtg值是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法。
在交流电压作用下，绝缘介质不仅有电导的损耗，还有极化损耗。
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：合成，因此：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR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。
有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cos Φ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
三试验方法根据试品的具体情况确定试验接线方式方法。
试验方法有外施和内施两种。
外施是使用外部高压试验电源和标准电容器进行试验，对介损仪的示值按一定的比例关系进行计算得到测量结果的方法。
