摘要：本文在简要分析电介质损耗在判断电气设备绝缘状况上重要性的基础上，引出了高压介质损耗测量仪测量tanδ值的重要，为了保证高压介质损耗测量仪量值的准确可靠，从分析高压介质损耗测量仪结构和原理，到介质损耗因数标准器、检定方法比较，最后对检定过程异常情况进行分析，确保高压介质损耗测量仪量值传递的可靠，最终达到监测各种高压电力设备的绝缘状况的目的，使其始终安全运行，促进电力行业稳定发展、避免电力安全事故的发生。
关键词：电介质损耗；tanδ；高压介质损耗测量仪；检定
任何绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，都会有能量损耗[1]。在交流电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解）；如果介质温度不断上升，甚至会把电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿，因此，电介质损耗是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。
然而不同设备由于运行电压、结构尺寸等不同，不能通过介质损耗的大小来衡量对比设备好坏，因此引入了介质损失角正切值的概念。在用tanδ值判断绝缘状况的时候，必须着重于与该设备历年的tanδ值进行比较，以及和处于同样运行条件下的同类型设备相比较，单一的tanδ值是毫无意义的。因此，为了保证历年tanδ值准确可靠且具有可比性，则首先要保证测量tanδ值的高压介质损耗测量仪的量值准确可靠。国内普遍采用介损因数标准器对高压介质损耗测量仪进行检定。
一、高压介质损耗测量仪的结构和原理
测量tanδ值使用较普遍的仪器有西林电桥、电流比较仪型电桥和高压介质损耗测量仪，其中，在变电站现场使用西林电桥时，操作复杂，抗干扰能力差。而且西林电桥测量的是基波损耗，当回路中的谐波功率不可忽略时，测量结果会引入比较大的误差。电流比较仪型电桥测量准确度高（可达到0.5级），但该电桥是一种零磁通电流器件，当测量回路中谐波分量大时，无法达到零磁通状态，平衡点具有不确定性，因此，在各电力公司普遍采用高压介质损耗测量仪来测量tanδ值。
高压介质损耗测量仪的测量原理图如图1所示。它是一种在结构上采用一体设计，应用数字测量技术对各种高压电力设备进行自动测量电容量及介质损耗因数的仪器设备，是基于传统西林电桥的原理基础上，通过标准侧R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的正弦信号进行同步采样，经A/D转换装置测量得到两组数据，再经计算处理中心分析系统，分别得出标准侧和被试侧正弦信号的幅值、相位关系，从而计算出被试品的电容量及介损值。同时高压介质损耗测试仪直接在高压下进行测量。
图1 高压介质损耗测量仪结构原理图
二、高压介质损耗测量仪检定
（一）介损因数标准器
介损因数标准器是介质损耗因数标准量值的载体，通常按电介质的电气等下模型，其内部电路分为串联联接和并联联接两种方式。其中，在串联模式下，tanδ值是与频率f成正比；而在并联模式下，tanδ值是与频率f成反比[2]。因此，当检定过程中发现高压介质损耗测量仪测量的介损值发生等比例变化时，就要考虑由介损因数标准器并联模型与串联模型之间引入的测量误差了，这个误差的引入主要发生在小介损。
本实验室采用某RC串联型标准介损因数标准器 ，用于高压介质损耗测量仪及高压介质损耗电容电桥的校验检定。该标准器采用数控方式切换电阻，tanδ测量范围在0～10%之间，分30个档位，最高工作电压10kV。
（二）检定方法分析
根据高压介质损耗测量仪接线方式的不同，目前常用的两种检定方法为正接线法和反接线法。
（1）正接线法。正接线法是一种用于测量不接地型对象的测量方法，测量时介损仪测量回路处于地电位，正接线法线路示意图如图2所示。
图2 正接线法线路示意图
在进行正接线法接线时，将高压介质损耗测量仪的高压输出端与介质损耗标准器的高压输入端相连接，高压介质损耗测量仪的测量Cx端与介质损耗标准器的测量端相连接，特别注意，标准器和被检仪器的接地点必须接在同一接地点上。依据JJG 1126-2016《高压介质损耗因数测试仪检定规程》的要求，正接线法测量点包括全部检定点。
（2）反接线法。反接线法是一种用于测量接地型对象的测量方法，测量时介损仪测量回路处于高电位[3]，正接线法线路示意图如图3所示。
图3 反接线法线路示意图
在进行反接线法接线时，将高压介质损耗测量仪的高压测量端Cx与介质损耗标准器的测量端相连接，高压介质损耗测量仪高压输出端端与介质损耗标准器的高压输入端分别接地，同时，标准器和被检仪器的接地点必须接在同一接地点上，反接线法测量点包括损耗因数0.001、0.01和0.05三个点[3]。
（三）检定过程分析
（1）在检定前要明确高压介质损耗测试仪外壳是否接地，这个很关键，它关系到检定人员的人身安全。高压介质损耗测试仪的高压末是与仪器外壳相联的，当外壳不接地时，高压电位处在悬浮状态，由于交流电是交变的，它的高电位不知道在高压端还是接地端，当操作人员进行操作时正好接地端为高电位时，人体就是接地体。
（2）在检定过程发现高压介质损耗测试仪出现负介损值时，需要对数据和检定条件等进行分析，负介损值的出现有以下几种可能：
（a）接地不良；
（b）高压介质损耗测试仪内部标准电容器受潮或部分绝缘损坏；
（c）测量线绝缘损坏。
结语
高压介质损耗测量仪在电力系统的现场测量中发挥着重大作用，尤其是测量技术不断提高，使测量功能的应用和设计更加人性化、高效和快捷，从而全面确保其测量的可靠性和准确性，并为高压用电设备的安全运行提供了保障，同时也保障了人们的生命财产安全，而量值溯源校准更是在原有基础上保证计量性能的准确度。
参考文献:
[1] 高压设备电气试验技能培训教程 [陆国俊，王勇 主编] 2012年
[2]龚金龙,孙爱强,童跃升, 等.介质损耗测量仪校准数据分析[J].电测与仪表,2013,(10):84-88.
[3] JJG 1126-2016《高压介质损耗因数测试仪检定规程》
论文作者:张伟贤1,杨健2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：测量仪论文; 介质论文; 高压论文; 测量论文; 接线论文; 因数论文; 标准论文; 《电力设备》2019年第4期论文;