任务五 介质损失正切tanδ试验
一、测量目的
测量介质损耗因数是一项灵敏度很高的项目，它可以发现电气设备绝缘整体受潮，劣化变质以及小体积被试设备贯通和未贯通的缺陷。
二、测量原理
tanδ是反映绝缘介质损耗大小的特性参数，与绝缘的体积大小无关。但如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性的，则tanδ有时反映就不够灵敏。被试绝缘的体积越大，或集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗的比重就越小，总体的tanδ就增加的也越少，如此以来tanδ测试就不够灵敏。因此，测量各类电力设备tanδ时，能够分解试验的就尽量分解试验，以便能够及时、灵敏的发现被试品的集中性缺陷。
绝大多数电力设备的绝缘为组合绝缘，是由不同的电介质组合而成，且具有不均匀结构，例如油浸纸绝缘，含空气和水分的电介质等。在对这类绝缘进行分析时，可把设备绝缘看成多个电介质串、并联等值电路所组成的电路，而所测的tanδ值，实际上是由多个电介质串并联后组成电路的总tanδ值。由此可见，多个电介质绝缘的总tanδ值总是小于等值电路中的tanδmax，而大于tanδmin。这一结论表明，在测量复合绝缘、多层电介质组合绝缘时，当其中一种或一层介质的tanδ偏大时，并不能有效的在总tanδ值中反映出来，或者说tanδ值具有“趋中”性，对局部缺陷的反映不够灵敏。因此对于通过tanδ值来判断设备绝缘状态时，必须着重与该设备历年测试值相比较，并和处于相同运行条件下的同类设备相比较，注意tanδ值的横向与纵向变化。
三、测试原理
高压西林电桥工作原理如图2-9所示，电桥平衡时，流过检流计的电流为零。
CX、RX：试品的电容和电阻（串联等值电路）
R3：可调电阻G：检流计
R4：固定电阻C0：标准电容[（50±1）pF]
C4：可调电容R：保护电阻
P：屏蔽
各桥臂复数阻抗应满足Z3ZN=Z4ZX。
图2-9 高压西林电桥工作原理
四、测量接线
介质损耗值tanδ的测试方法有正接线和反接线两种。
1.正接法接线
接线特征：试验品PX两端对地绝缘（在现场有时不容易做到），试验品处于高压，电桥一端接地，如图2-10所示。正接法测量时，标准电容器高压电极、试品高压端和升压变压器高压电极都带危险电压，所以一定要使电桥测量部分可靠接地，试验人员远离。
2.反接法接线
接线特征：试验品PX有一端接地，电桥处于高压电位，如图2-11所示。
标准电容器外壳带高压电，因此检查电桥工作接地良好，试验过程中也不要将手伸到电桥背后。要注意使其外壳对地绝缘，并且与接地线保持一定的距离，操作和读数时要小心。
图2-10 高压西林电桥正接法接线
图2-11 高压西林电桥反接法接线
五、技术标准
《电力设备预防性试验规程》中关于测量介质损耗角tanδ的相关规定，要求测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tanδ，应符合下列规定：
1.当变压器电压等级5kV及以上且容量在8000kV·A及以上时，应测量介质损耗角正切值tanδ。
2.被测绕组的tanδ值不应大于产品出厂试验值130％。
3.当测量时的温度与产品出厂试验温度不符合时，可按表2-12换算到同一温度时的数值进行比较。
表2-12 介质损耗角正切值tanδ（％）温度换算系数
表中K为实测温度减去20℃的绝对值，测量温度以上层油温为准，进行较大的温度换算且试验结果超过第二款规定时，应进行综合分析判断。
当测量时的温度差不是表2-12中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定。
A=1.3K/10
当测量温度在20℃时：
tanδ20=tanδt/A
当测量温度在20℃以下时：
tanδ20=Atanδt
式中 tanδ20——校正到20℃时的介质损耗角正切值；
tanδt——在测量到温度t下的介质损耗角正切值。
六、安全须知
1.使用前必须将仪器的电桥测量部分、接地端子可靠接地。正接法测量时，标准电容器高压电极、试品高压端和升压变压器高压电极都带危险电压。各端之间连线都要架空，试验人员远离。在接近测量系统、接线、拆线和对测量单元电源充电前，应确保所有测量电源已被切断。还需注意低压电源的安全。
2.只有当仪器的“内高压允许”键未按下时，接触仪器的后面板和测量线缆与被试品才是安全的。当仪器的“内高压允许”键按下时，蜂鸣器将鸣叫示警。
3.仪器正在测量时，严禁操作除“启动”键外的所有按键。但可用“启动”键退出测量状态。
4.测量非接地试品（正接法）时，“Hv”端对地为高电压，测量接地试品（反接法）时，“CX”端对地为高电压，随仪器配备的红色、蓝色电缆为高压带屏蔽电缆，使用时可沿地面敷设，但必须将电缆的外屏蔽接至专用接地端。
5.不得自行更换不符合面板指示值的熔断器管，以防内部变压器烧坏。
6.应保持仪器后面板的清洁，不要用手触摸。如后面板有污痕，请用干布擦拭干净以保证良好的绝缘。
复习与思考
1.介质损耗值tanδ有几种接线？分别适用于什么场合？各有什么优缺点？
2.实际应用上，哪些高压设备需要测量介质损耗值tanδ？哪些设备不需要测量tanδ，为什么？