介质损耗因数测量仪（厂家）——介质损耗因数试验浅析

1 介质损耗因数的基本概念

1.1 电介质损耗的组成

电介质损耗由以下三部分组成：

1. 电导损耗。当给电介质施加交流电压时，电介质中 会有电导电流流过，电介质因此而发热产生损耗，通常这 部分电流都很小。

2. 游离损耗。电介质中局部电场集中处（如固体电介 质中的气泡，气体电介质中电极的jian端等），当电场强度 高于某一值时，介质局部就会产生放电，同时伴随能量损耗。

3. 极化损耗。由于介质结构的不均匀，在交流电场作 用下，使不均匀介质边界面上的电荷，时而积聚，时而消失， 电荷积聚和消失都要通过介质内部，这样就造成了一定的 能量损耗。

1.2 介质损耗因数的定义

与介质损耗不同的是，介质损耗因数tanδ 只与材料的性质有关，而与材料的尺寸已经体积大小等外部因素无关， 这样可以便于不同设备之间进行比较。

1.3 介质损耗因数试验目的

1. 能较为灵敏地发现中小型电容量电气设备的绝缘整 体受潮、老化、油质劣化和局部缺陷。

2. 能非常灵敏地发现绝缘油质量的优劣。

3. 对容量较大的电气设备，若绝缘缺陷占据的体积只 占总体积的一小部分，则测量介质损耗因数较难发现设备 存在的绝缘缺陷。所以我们在测量大型变压器整体的介质 损耗因数之后，还应再测量其电容型套管的介质损耗因数， 原因后面会具体解释。

2 测量介质损耗因数的仪器

测量介质损耗因数常用的仪器有西林电桥、M 型介质 试验器、电流比较型电桥三类，本文主要介绍第一类和第三类。

2.1 西林电桥

西林电桥是 80 年代以前广泛使用的现场介损测试仪器， 它有两种接线方式，正接线和反接线。

2.1.1 正接线

试品两极对地均绝缘，此方法在日常试验中经常使用， 如对电容型套管、耦合电容器、电容式互感器等电气设备 均采用正接线方式测量 tanδ。正接线使用时，电桥处于低 电位，测量结果比反接线方法正确，电桥三根导线（出线） 处于低电位。在被试品具有足够绝缘水平时，允许施加大 于 10kV 的电压作为试验电压，但必须使用与额定电压相适 应的标准电容器。

2.1.2 反接线

多数高压电气设备外壳都是直接地的，对于一极接地的电气设备应采用反接线方式测量 tanδ。反接线使用时， 电桥和出线均处于高电位，对地应保持一定的安全距离， 最少不应低于 10cm。电桥面板上的接地端子必须牢固接地。

由于西林电桥使用比较麻烦，且抗干扰能力差，因此目 前电气试验工作已不再将西林电桥作为测量 tanδ 的仪器。

2.2 相位差法抗干扰全自动介损测试仪

相位差法介损仪是携带型西林电桥的更新换代产品。 把标准电容器和升压变压器组合在一起，称为一体化。此 种介损仪采用现代微电子技术以提高测量精度和自动显示， 采用红外技术和光纤传递以提高抗干扰能力，如 AI-6000 型自动抗干扰精密介质损耗测量仪。与西林电桥相比，相 位差法介损仪具有操作简单、自动测量、无须换算、精度高、 抗干扰能力强等优点，仪器内部附有标准电容器及升压装 置，便于携带。

3 影响介质损耗因数测量结果的因素

介质损耗因素不仅受到设备缺陷和电磁场干扰的影响， 还受到温度、试验电压、试品电容的影响。

3.1 温度的影响

温度对 tanδ 测量的影响较大，绝大多数情况下，同一 种被试品的 tanδ 随着温度的升高而增大。但由于不同绝缘 介质或不同潮湿程度有着不同的随温度变化的规律，一般 无法将某一温度下测得的介质损耗因数值准确换算至另一 温度下的数值，在 20℃至 80℃之间，tanδ 随着温度而变 化的经验公式为 tanδ=tanδ0e α（t-t0），但这种温度换算方法 所得的数据也只是近似的。最好在 10℃至 30℃范围内并与 历史试验测量时相近的温度下对设备进行 tanδ 测量。

3.2 试验电压的影响

对绝缘良好的设备而言，在一定试验电压范围内，流 过绝缘介质的电流有功和无功分量随着电压的增加成比例 增加，因此介质损耗因数不会有明显变化。但对于绝缘有 缺陷的设备来说，当电压上升到介质的局部放电起始电压 以上时，介质中夹杂气泡或杂质的部分电场可能很强，会 首先放电，产生附加损耗，使测得的介质损耗因数值增加。 因此在较高电压下测量 tanδ，可以较为真实地反映出设备的绝缘状况，便于及时准确地发现设备绝缘存在的缺陷。

3.3 tanδ 与试品电容的关系

对于如套管、电压互感器、电流互感器等电容量比较 小的设备，测量其介质损耗因数可以有效发现其存在的局 部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但若集中性缺陷的体积 所占被试设备绝缘体积的比重很小，如大、中型变压器等 大体积设备的局部缺陷，其引起的损耗只占总损耗中的极 小部分，则测量其介质损耗因数不能灵敏的反映绝缘缺陷， 应尽量进行分解试验。下面通过公式来解释这一现象。设 备绝缘由多种材料、多种部件构成，可以看作是由许多并 联等值回路组成。

电容量对介质损耗因数的影响。 在测量多材料、多结构、多层绝缘介质的绝缘性能时，当 其中某一种或某一层的绝缘介质损耗因数偏大时，并不能有效地在总介质损耗因数值中反映出来，或者说介质损耗因数对反映绝缘的局部缺陷不灵敏。

介质损耗因数测量仪（厂家）可以用于科研机关，学校，例如一些科研院所，大专院校或计量测试部门的实验室需要用介电常数仪对绝缘材料的介质损耗角正切tanδ及介电常数进行测试；北京智德创新检测仪器同时也适用于工厂或单位，例如一些工厂对无机非金属新材料性能的应用进行研究，另外在电力、电工、化工等领域，如：电厂、电业局实验所、变压器厂、电容器厂、绝缘材料厂、炼油厂等单位对固体及液体绝缘材料的介质损耗和相对介电常数ε的质量检测等等。

      符合标准：
GB/T1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法；
GB/T1693-2007硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法；
ASTM D150-11实心电绝缘材料的交流损耗特性和电容率（介电常数）的标准试验方法；
GBT5594.4-2015电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法；