电容和tanδ测量试验检测
电容(Capacitance, 通常用C表示)和介质损耗角正切(tanδ, 又称损耗因数)是评估高压电气设备（如电力电容器、变压器、套管、电缆、互感器等）绝缘材料性能的关键参数。电容值反映了绝缘介质储存电荷的能力，而tanδ则是表征绝缘介质在交变电场作用下能量损耗程度的重要指标。tanδ值的大小直接反映了绝缘材料内部介质损耗的多少。tanδ值过高，意味着绝缘材料在运行过程中将产生大量热量，加速绝缘材料的老化、劣化，严重时甚至导致热击穿，威胁设备的安全可靠运行。因此，在设备的出厂试验、型式试验、交接试验以及预防性试验中，精确测量电容和tanδ是诊断绝缘状态、发现潜在缺陷（如受潮、老化、分层、气隙等）不可或缺的核心检测项目，对保障电力系统的稳定运行具有极其重要的意义。
检测项目
电容和tanδ测量的核心检测项目包括：
- 电容值测量：精确测定被试品两极（或多极）间的电容量。
- 介质损耗角正切值(tanδ)测量：测量被试品绝缘介质在特定频率和电压下的损耗因数。
- 电容值变化率/偏差检测：与出厂值、铭牌值、历次试验值或相同设备比较，判断电容是否发生显著变化（增大可能预示分层、受潮；减小可能预示内部短路、开路等）。
- tanδ变化率/增量检测：比较tanδ值的变化趋势，显著增大通常是绝缘劣化（特别是受潮、劣化）的灵敏指标。
- 电压特性曲线测量：在规定的电压范围内（通常从较低电压升至额定工作相电压或更高），测量电容和tanδ随施加电压升高的变化曲线。良好的绝缘其tanδ应基本不变或略有下降；若tanδ随电压升高明显增大，则可能预示存在气隙放电等缺陷。
- 温度特性测量：在可控温度下测量电容和tanδ随温度的变化（较少在现场进行，多用于研究或型式试验）。
检测仪器
进行电容和tanδ测量的主流仪器是：
- 高压西林电桥：
- 传统高压电桥：如QS1型电桥。基于经典的西林电桥原理，需要外接高压试验变压器、标准电容器(Cn)、调压器、平衡指示器（检流计）。操作相对复杂，抗干扰能力较弱，但精度高，原理直观。
- 自动高压电桥：如AI-6000系列、M-8000系列等。采用现代电子技术实现电桥的自动平衡和测量。内置高压电源、标准电容器、测量单元和微处理器。操作简便，测量速度快，抗干扰能力强，具备自动保护、数据存储、打印输出等功能，是目前现场试验的绝对主流。
- 数字式介损测试仪/全自动介质损耗测试仪：这类仪器通常基于数字采样和信号处理技术（如数字积分法、相位差法等），而非传统的电桥平衡原理。它们同样集成了高压电源（或需要外接轻型高压单元）和测量系统，具有体积小、重量轻、功能强大（可同时测量Cx, tanδ, 电流、频率等）、抗干扰性能优异（特别是异频测量模式）、操作便捷、安全可靠等特点。许多高端型号兼具电桥法和数字测量法。
- 关键辅助设备：
- 高压试验变压器或轻型高压电源（部分仪器内置）。
- 标准电容器(对于外接标准的电桥)：要求其自身tanδ极小且稳定（通常采用SF6气体绝缘或空气绝缘）。
- 专用测试线缆（高压线、屏蔽线）。
- 接地线（确保可靠接地）。
现代主流仪器（自动电桥和数字测试仪）通常具备异频测试功能（如采用45Hz/55Hz或55Hz/65Hz等远离50Hz工频的测试频率），能有效抑制现场工频电磁干扰，显著提高测量的准确性和稳定性。
检测方法
电容和tanδ测量的常用方法主要有以下几种，其中西林电桥的正接法和反接法是最基础的：
- 西林电桥正接法：
适用于被试品两极对地均绝缘的情况（如耦合电容器、未安装的套管）。被试品(Cx)的低压端（测量端）直接接电桥的Cx端，高压端施加试验电压。标准电容器(Cn)的高压端也承受相同高压，其低压端接地。电桥本体处于低电位，操作安全。这是最理想的接线方式，测量准确度高。
- 西林电桥反接法：
适用于被试品一端固定接地的情况（如运行中的变压器绕组对铁芯及外壳、安装在变压器上的套管）。电桥的Cx端接被试品高压端（施加试验电压），电桥本体及R3、R4、Cn等元件处于高电位，必须采取可靠的绝缘措施并放置在绝缘台上。操作需极其谨慎，必须通过绝缘杆操作。标准电容器(Cn)低压端接屏蔽（非直接接地）。此方法测量误差通常比正接法稍大。
- 自激法：
主要用于测量高压电容式电压互感器(CCVT)的电容分压器(C1, C2)的电容和tanδ。利用CCVT自身的电磁单元（中间变压器）作为高压电桥的电源变压器，无需外接高压试验变压器。
- 末端屏蔽法：
一种专门测量高压套管（特别是末屏引出的电容式套管）tanδ的方法。对套管主绝缘施加高压，将其末屏（接地屏）通过电桥的屏蔽线接至电桥的屏蔽端子（而非直接接地）。此方法能有效消除套管表面泄漏电流和邻近效应的影响，测量的是套管主绝缘的纯tanδ。
- 数字测量法：
现代数字式介损测试仪采用的方法。通过高精度AD转换器同步采集被试品电流(Ix)和参考电压(Uref)的波形（或采集施加于标准电阻上的参考电流Ir波形），利用数字信号处理技术（如快速傅里叶变换FFT、过零检测、相关算法等）计算出Ix与Uref（或Ir）之间的相位差(δ)，进而得到tanδ。同时通过测量Ix的幅值和Uref（或已知标准阻抗）计算电容Cx。此方法便于实现异频测量，抗干扰能力强。
无论采用哪种方法和仪器，现场测试时都必须采取有效措施消除或减小电场干扰和磁场干扰，合理接地，使用屏蔽线并正确连接屏蔽端子，这对于获得准确可靠的测量结果至关重要。
检测标准
电容和tanδ测量试验必须遵循严格的国家标准、行业标准和国际标准。主要标准包括：
扫一扫，更多精彩
