介質(zhì)損耗角正切的測量方法很多，從原理上來分，可分為平衡測量法和角 差測量法兩類。傳統(tǒng)的測量方法為平衡測量法，即高壓西林電橋法。由于技 術(shù)的發(fā)展和檢測手段的不斷完善，角差測量法使用的越來越普遍。
當(dāng)絕緣受潮、老化時(shí)，有功電流將增大，tgδ也增大。通過測tgδ可以反映 出絕緣的分布性缺陷。如果缺陷是集中性的，有時(shí)測tgδ就不靈敏，這是 因?yàn)榧行匀毕轂榫植康模梢园呀橘|(zhì)分為缺陷和無缺陷的兩部分；無缺 陷的部分為R1和C1的并聯(lián)；有缺陷部分為R2和C2的并聯(lián)。
則：
缺陷部分占的比例很小時(shí)，(C2/C)tgδ就很小，所以測整體 tgδ時(shí)，就不易發(fā)現(xiàn)局部缺陷。
在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中對電機(jī)、電纜等絕緣，因?yàn)槿毕莸募?中性及體積較大，通常不做此項(xiàng)試驗(yàn)；而對套管、電力變壓器、互感器、 電容器等則做此項(xiàng)試驗(yàn)。
我國目前使用的測 tgδ值的試驗(yàn)裝置有西林電橋（下圖給出了QS1西林電橋的 三種試驗(yàn)接線），M型介質(zhì)試驗(yàn)器，還有P5026M型交流電橋、GWS-1型光導(dǎo)微機(jī)介質(zhì)損耗測試儀等，具體的使用方法可參見制造廠說明。本文主要介紹西林電橋法測量。
西林電橋的兩個(gè)高壓橋臂，分別由試品ZN及無損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器CN組成； 兩個(gè)低壓橋臂，分別由無感電阻R3及無感電阻R4與電容C4并聯(lián)組成，如圖所示。各橋臂的導(dǎo)納為：
調(diào)節(jié)R3、C4使電橋達(dá)到平衡時(shí)，應(yīng)滿足：
解此方程，實(shí)部、虛部分別相等，可得
當(dāng)tgδ<0.1,誤差允許不大于1 %時(shí)，上式可改寫為
高壓西林電橋是用于工頻高壓，于是ω=2πf=100π是固定的；同時(shí)電橋中 的R4也是是固定的，這時(shí)
式中C4的單位是F,若C4以F計(jì)則上式可寫為
式中k=F-1
于是C4就可以直接分度為tgδ，在西林電橋上tgδ是直讀的。Cx是按R3的 讀數(shù)，通過式子計(jì)算得出。CN—般都用100pF,個(gè)別也有用50pF或 1000pF,但都是固定已知值。
高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋 上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在 高壓保護(hù)區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié) R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高，但這種方法要求被試品高低壓端均對地絕緣。
QS1型西林電橋原理接線
（a） 正接線 （b）反接線 （c）對角線接線
Zx—被測絕緣阻抗；CN—標(biāo)準(zhǔn)電容；R3—可變電阻；C4—可變電容；G—檢流計(jì)
圖(a)正接線用于兩極對地絕緣的設(shè)備，用于試驗(yàn)室或繞組間測 。
圖(b)反接線用于現(xiàn)場被試設(shè)備為一極接地的設(shè)備，要求電橋有足夠的絕緣。由于R3和C4處于高電位，為保證操作的安全應(yīng)采取一定的措施。一個(gè)辦法是將電橋本體和操作者一起放在絕緣臺上或放在一個(gè)叫法拉第籠的 金屬籠里對地絕緣起來，使操作者與R3、C4處于等電位。另一種辦法是人 通過絕緣連桿去調(diào)節(jié)R3和C4。現(xiàn)場試驗(yàn)通常采用反接線試驗(yàn)方法。
圖 (c) 對角線接線用于被試設(shè)備為一極接地的設(shè)備且電橋沒有足夠的絕緣。
電橋測試中的注意事項(xiàng)：
在電橋測試中，有些問題往往容易被忽視，使測量數(shù)據(jù)不能反映被試設(shè)備 的真實(shí)情況，常被忽視的問題有：
- 引線長度的影響。分析研究表明，在一般情況下，Cx引線長度約為5-10m，,其電容約為1500-3000pF；而CN引線約1-1.5m，為其電容約為 300?500pF。當(dāng)R4=3184歐和R3較小時(shí)，對測量結(jié)果影響很小，但若進(jìn)行小容量試品測試時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生偏大的測量誤差。
- 高壓引線與試品夾角的影響。測量小容量試品時(shí)，高壓引線與試品的雜散電容對測量的影響不可忽視。
- 引線電暈的影響。高壓引線的直徑較細(xì)時(shí)，當(dāng)試驗(yàn)電壓超過一定數(shù) 時(shí)，就可能產(chǎn)生電暈。例如若用一般的導(dǎo)線做高壓引線，當(dāng)電壓超過50kV 后，就會(huì)出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。電暈損耗通過雜散電容將被計(jì)入被試品的tgδ內(nèi)。嚴(yán)重影響測量結(jié)果，并可能導(dǎo)致誤判斷。
- 引線接觸不良的影響。當(dāng)QS1電橋高壓線或測量引出線與被試品接觸不良 時(shí)，相當(dāng)于被試支路串聯(lián)一個(gè)附加電阻。該電子在交流電壓作用下會(huì)產(chǎn)生有 功損耗并與被試品自身有功損耗疊加，使測量的介質(zhì)損耗因數(shù)超過規(guī)定的限 值，導(dǎo)致誤判斷。
角差測量法測量tgδ
由于介質(zhì)損耗角很小，如果直接測量其角差很困難，因此，傳統(tǒng)的測 量方法均采用平衡測量法。隨著技術(shù)的進(jìn)步及元器件的發(fā)展，可以通過直接測量電壓和電流的角差來測量tgδ，即角差法測量tgδ。這種方法免去了平衡 測量法中需要調(diào)節(jié)平衡的繁瑣，大大減少了試驗(yàn)的工作量。角差法測量方法很多，如圖所示為角差法典型的測量原理接線圖
其工作原理如下：由原理可知，測量tgδ曠實(shí)際上就是測量流過試品容性電流與全電流 的相角差，在試驗(yàn)時(shí)同時(shí)測量流過標(biāo)準(zhǔn)電容器電流（其相角與流過試品的容性電流的相角一致）和流過試品的電流（全電流），這樣可測得到二者之間 的相角差，從而可以計(jì)算tgδ的數(shù)值。采樣電阻是無感精密電阻。測量回路 將電流信號變?yōu)閿?shù)字信號，通過傅立葉變換能精確穩(wěn)定地測量畸變波形的相 位差。但測量精度完全由高速高精度器件和計(jì)算處理的精度決定。考慮到正、 反接線及高低壓隔離問題，數(shù)據(jù)傳輸可以通過光纖傳輸或?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外 光并發(fā)送到接收器來進(jìn)行隔離。
