一、試驗(yàn)原理
絕緣的介質(zhì)損失角正切值tanδ可以用來(lái)反映介質(zhì)損耗的大小。從介質(zhì)損耗這一角度看，要求它的tanδ值越小越好。
當(dāng)絕緣受潮、老化時(shí)，通過(guò)電阻的有功電流IR將增大，測(cè)量tanδ可以反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷。如果缺陷是集中性的，此時(shí)測(cè)量tanδ就不很靈敏。在《預(yù)規(guī)》中對(duì)電機(jī)、電纜等絕緣，因?yàn)檎w絕緣的體積很大，而缺陷部分的體積很小時(shí)，測(cè)整體的tanδ就很難發(fā)現(xiàn)局部缺陷，所以不做此項(xiàng)試驗(yàn)。
對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行tanδ試驗(yàn)是基于視被試品為電容和電阻的并聯(lián)等值電路，利用交流電橋平衡原理，用電橋臂中的已知電容和電阻來(lái)求出被試品的tanδ和電容Cx。
二、試驗(yàn)儀器和接線方式
目前，我國(guó)普遍使用西林電橋和不平衡電橋兩種電橋，近年來(lái)還出現(xiàn)了數(shù)字式自動(dòng)介損測(cè)量?jī)x。以下重點(diǎn)討論西林電橋，對(duì)不平衡電橋也作簡(jiǎn)要介紹。
1.西林電橋的工作原理
目前使用的QS1型西林電橋是測(cè)量電氣設(shè)備絕緣的tanδ和電容量Cx的專(zhuān)用儀器。它是一種平衡交流電橋，優(yōu)點(diǎn)是靈敏、準(zhǔn)確。電橋工作電壓為10kV，有正、反接線和對(duì)角線三種接線方式(見(jiàn)圖2-10)。一般采用正、反兩種接線方式。
正接線用于試品兩端都不接地的場(chǎng)合，反接線用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一端已固定接地?zé)o法打開(kāi)的場(chǎng)合。此時(shí)R3和Z4處于高電位，為保證安全，在R3、C4上裝有絕緣桿。為確保試驗(yàn)人員的安全，試驗(yàn)人員應(yīng)站在絕緣墊上。
圖2-10中CN為無(wú)損耗標(biāo)準(zhǔn)電容器;Zx為被試品(Zx由Cx、Rx并聯(lián)組成);R4為無(wú)感固定電阻;C4為可變電容箱;R3為十進(jìn)電阻箱。調(diào)節(jié)R3、C4至電橋平衡，檢流計(jì)G無(wú)電流通過(guò)，此時(shí)存在下列關(guān)系
UCA=UCB;UAD=UBD(大小相等、相位相同)；UAB=0
且有: UCA/UAD=UCB/UBD
當(dāng)電橋平衡時(shí)，各橋臂電壓之比應(yīng)為各橋臂阻抗之比，即
ZX/Z3=ZN/Z4;ZXZ4=ZNZ3
將等號(hào)兩邊的虛實(shí)部分分別相等，可以得到
Cx=(R4/R3)CN
tanδ=wC4R4
一般電橋的頻率為50Hz, w=2π50=314(rad/s)
取電阻R4= 3184(Ω)=104/π(Ω)，則
tanδ=106C4=C4(μF)
C4常選用微法級(jí)電容，故從電橋中讀出的C4(μF)值即為被試品的tanδ值(%)，而電容CN =50pF，R4= 3184Ω，故Cx=159 200/R3(pF)。
當(dāng)試品電容值大于3000pF時(shí)，應(yīng)在橋臂上加人100Ω的分流電阻，分為98.8Ω和1.2Ω兩部分，1.2Ω為微調(diào)電阻器(見(jiàn)圖2-11)。此時(shí)可用下式求得Cx和tanδ
式中 n——分流電阻，其值由抽頭的位置決定。
p——微調(diào)滑線電阻，其值在0~1.2Ω之間。
2.對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的判斷和分析
(1) tanδ值的判斷。對(duì)照《預(yù)規(guī)》要求，不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值。
若有超出，應(yīng)查明原因，必要時(shí)對(duì)被試品進(jìn)行分解試驗(yàn)。
(2) 試驗(yàn)數(shù)值的相互比較。將所測(cè)得的tanδ值與歷次測(cè)得的數(shù)據(jù)、與同一設(shè)備各相間、與其他同類(lèi)型設(shè)備相互比較;差異明顯增大時(shí)，應(yīng)加以重視。
(3) 測(cè)試tanδ對(duì)電壓的關(guān)系曲線。對(duì)良好的絕緣，tanδ不隨電壓的變化而變化;對(duì)不良的絕緣，tans將隨電壓上升。
(4) 應(yīng)充分考慮溫度的影響。在進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)在相同溫度的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
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