一、试验目的和意义

在电压的作用下，电介质中产生的损耗称为介质损耗。如果介质损耗很多，会使电介质温度升高，促使绝缘材料老化。如果电介质温度不断上升，将会把电介质熔化、烧焦，使其丧失绝缘能力，最终被击穿。因此，介质损耗是反映绝缘介质电性能优质程度的一项重要指标。

介质损耗与外加电压、电源频率、介质电容C和介质损耗因数tanδ成正比。但是用介质损耗P表示介质品质的优劣是不方便的，因为P值和试验电压、介质尺寸(形状、大小、厚度等)等因素有关，不同设备间难以互相比较，因此也不能准确的反映电介质的绝缘状况。而当外加电压、频率一定时，介质损耗仅与介质的等值电容和介质损耗因数有关，对于一定结构及形状的电介质，等值电容是定值，因此tanδ就完全反映了介质损耗情况，可以用来评价高压电力设备的绝缘水平，它是仅取决于材料的特性而与材料尺寸无关的物理量。所以，在工程上选用介质损失角的正切值tanδ来判断介质的品质，表征电介质的损耗大小。

通过测量介质损失角的正切值tanδ可以反映出一系列的绝缘缺陷，如绝缘受潮、劣化变质或间隙放电等。测量电介质的tanδ值，便于定量分析绝缘材料的损耗特性，有利于绝缘材料的分析研究和结构设计。

二、试验原理和操作

绝缘的介质损失角正切值tanδ可以用来反映介质损耗的大小。从介质损耗这一角度看，要求其tanδ值越小越好。当绝缘受潮、老化时，通过电阻的有功电流IR将增大，测量tanδ可以反映出整个绝缘的分布性缺陷。西林电桥是测量电气设备绝缘的tanδ和电容量CX的专用仪器，是一种灵敏、准确度较高的平衡交流电桥，工作电压为10kV。如下图，西林电桥有正、反接线和对角线三种接线方式，一般采用正、反两种接线方式。正接线适用于被试品两端都不接地的场合；反接线适用于现场设备一端已固定，接地无法打开的场合。

如上图，CN为无损耗标准电容器；ZX为被试品(ZX由CX、RX并联组成)；R4为无感固定电阻；C4为可变电容箱；R3为十进电阻箱。R3和Z4处于高电位，为确保试验安全，在R3、C4上装有绝缘杆，试验人员应站在绝缘垫上。

调节R3、C4至电桥平衡，检流计G无电流通过，此时存在下列关系：

UCA=UCB；UAD=UBD(大小相等、相位相同)；UAB=0

且有UCA/UAD=UCB/UBD

当电桥平衡时，各桥臂电压之比应为各桥臂阻抗之比，即：

ZX/Z3=ZN/Z4；ZXZ4=ZNZ3

将等号两边的虚实部分分别相等，可以得到：

CX=(R4/R3)CN

tanδ=ωC4R4

一般电桥的频率为50Hz，ω=2π50=314(rad/s)

取电阻R4=3184(Ω)=104/π(Ω)，则

tanδ=106C4

C4常选用微法级电容，故从电桥中读出的C4(μF)值即为被试品的tanδ值(%)，而电容CN=50pF，R4=3184Ω,故CX=159200/R3(pF)。

当被试品电容值大于3000pF时，应在桥臂上加入100Ω的分流电阻，分为98.8Ω和1.2Ω两部分，1.2Ω为微调电阻器(见下图)。

此时可用下式求得CX和tanδ。

CX=159200(100+R3)/n(R3+ρ)

tanδ=[(100-n-ρ)/(R3+ρ)]ΩCNR4≈C4(可直接读取)

式中n为分流电阻，其值由抽头的位置决定；ρ为微调滑线电阻，其值在0~1.2Ω之间。

三、对试验结果的判断和分析

1、tanδ值的判断

对照《预防性试验规程》要求，不应超过规定值。若有超出，应查明原因，必要时对被试品进行分解试验。

2、试验数值的相互比较

将所测得的tanδ值与历次测得的数据、与同一设备各相间、与其他同类型设备相互比较，差异明显增大时，应加以重视。

3、测试tanδ对电压的关系曲线

对良好的绝缘，tanδ不随电压的变化而变化；对不良的绝缘，tanδ将随电压上升。

4、应充分考虑温度的影响

在进行比较时，应在相同温度的基础上进行。