從能量守恒定理角度來說，在交流電壓的作用下，絕緣介質必定會在其內部產生一定的損耗,這些損耗包括絕緣介質極化產生的損耗、絕緣介質界面因放電產生的損耗以及絕緣介質內部放電產生的損耗等。

　　摘要：電力系統中檢測高電壓設備的運行可靠性尤其是電氣絕緣方面是否存在缺陷，介質損耗測量是不可或缺的參照指標。本文介紹了當前流行的幾種介質損耗的測量方法，分析了傳統介質損耗測量方法的特點和優劣勢，闡述了新型介質損耗測量方法的原理，并對未來介損測量方法作了展望。

　　關鍵詞：中級工程師電氣類論文范文,高電壓,介質損耗,測量方法

　　當前電力系統中不少事故都是由于絕緣故障造成的，尤其是在高電壓情況下絕緣介質極易發生大面積的損耗，進而影響電力輸送，嚴重的會造成電力系統癱瘓。 因此，及時對介質絕緣性進行事先檢測，是消除介質絕緣性差隱患、提高電力系統安全穩定運行的有效措施。對絕緣介質損耗的研究歷來是國際社會攻關的課題，在實踐中各國也積累了一些有益的經驗和做法，隨著工業化與信息化的日漸融合尤其是計算機技術的快速發展，在傳統的絕緣介質損耗測量方法的基礎上，電子控制的更趨自動化和高穩定性精確性的測量方法在不斷涌現。

　　一、傳統的介質測量方法

　　(一)電橋法

　　電橋法是介損測量領域長期采用的一種方法，而傳統的測量方法主要就是指西林電橋法。分析來看，當前流行的電橋分西林型高壓電橋和電流比較儀型高壓電橋。其中最為典型的要數西林電橋，所謂的電橋法也即西林電橋法。西林電橋屬于比較同類阻抗元件的電橋，它的標準阻抗和被測阻抗都是電容器。在強高壓下進行高精度的介損測量是西林電橋的突出優勢，倘若采取特殊的措施甚至可以在強磁干擾下進行頗高精度的測量;而電流比較儀型高壓電容電橋的原理是用變壓器的比例臂代替普通的阻抗臂，以提高測量的準確度，如若配以專門的輔助電路，可以實現自動平衡電橋。

　　西林電橋法的測量原理是用標準電容和電阻將測試品進行比較性的模擬測量。因為它的模擬電路較為復雜，對元器件的要求比較高。隨著電力電子技術和計算機技術的快速發展，數字化測量方法逐漸取代弊端較多的模擬方法，其原理是利用傳感器從試驗品上取得電壓和電流信號，經預處理后再進行數字化，之后輸至計算單元，算出相位差，最后得到測量值。由于利用了計算機技術，使得模擬電路結構簡化，提高了儀器的性能。目前許多裝置就是基于此原理，像PSC型介質損耗自動測量儀，即為利用電流比較儀線路進行平衡的，采用這一裝置能夠達到很高的測量精度。

　　(二)伏安法

　　伏安法是最常用也是最成熟的一種傳統方法，其工作原理是借助被測試品的端電壓向量和流過被測試品電流向量之比，得到被測試品的阻抗向量，根據Zx的實部和虛部，進一步計算求得介質損耗值tgδ。這種測量方法在精密計算機引入后進一步得到更新完善，基于測量系統的不斷升級，測量數據的處理效率大大提高，而且精準度也得到保證。電力電子技術的滲入使介質損耗測量技術進入一個新時代。

　　二、過零點時差比較法

　　過零點時差比較法是數字化測量介質損耗中較早采用并且效果明顯的一種方法。其主要原理是通過比較施加于介質上的電壓U和電流I的過零時刻兩個值，求得兩個值之間的相位差，從而求得介質損耗角。與此同時，再用脈沖技術求得兩個值的值差。若計數器顯示的脈沖數為n，而計數器的頻率為f,則△t=n/f,測量裝置對損耗角的分辨率也就是2л/Tf。由此可見，只要計數器頻率足夠高，就可以保證較高的分辨率。過零點時差比較法的優點在于測量的分辨率高，容易數字化處理，其缺點是極易受諧波干擾，導致測量數值不準，這也是過零點時差比較法使用程度不高的主要原因。

　　三、諧波分析法

　　諧波分析法的工作程序是首先由波形采集裝置u和i的時域波形同步地轉換為數字波形并存儲，然后計算機將兩個數字波形調入內存，用離散傅立葉變換出兩個信號的基波，最后由特定的換算公式求出絕緣介質損耗角和等值電容。諧波分析法的關鍵步驟是基于傅立葉變換作等量，考慮到三角函數的正交性，傅立葉變換求解電壓和電流的基波是不受高次諧波的影響，也不會受儀器電子電路所產生的零漂影響，因此可以達到比較高的穩定性和測量精準度。

　　然而，諧波分析法的軟肋也是很明顯的。由于現實中電網頻率的不穩定與采樣誤差，極為容易造成對采樣信號作DFT時出現偏差，數據不真實影響最終測量結果，因此又多出了一道消除偏差的程序，從而增加了麻煩。

　　四、異頻電源法

　　異頻電源法是一種全新的抗干擾方法。其原理是在介質損耗測量中測試電源頻率偏離干擾電源頻率，通過頻率識別或濾波技術排除干擾電源的影響。實際上tgδ 是隨著頻率的變化而變化的，這就出現了不同頻率下的介質損耗測量結果的等同性問題。異頻電源頻率不能偏離工頻太遠，否則測量結果與工頻下的損耗值失去等同性;但也不能偏離太近，否則又會增大頻率分辨的難度，同樣會造成較大的誤差。技術層面上看，將異頻頻率和工頻頻率分辨開來可以采用DFT。理論上只要滿足同步采樣條件，DFT就不會出現泄漏效應，也就意味著可以準確地將異頻電源頻率所對應的頻譜抽取出來，從而得到該頻率波的初相位。

　　不過，同樣由于電網頻率的不穩定性，加之同步采樣環節存在的某些誤差，自然會造成對采樣信號作DFT時出現較大的誤差，所以在對信號作DFT時應該去針對性的措施來消弭誤差，確保測量的tgδ精準度。

　　五、現代介損測量技術的發展動向

　　分析對比以上提出的介損測量技術，發現都存在某些局限，因此現代測量介損技術的發展趨向是在吸取借鑒以上幾種技術優勢的同時，進一步克服其存在的弊端，并與新型的計算機技術融合，在裝置性能逐漸走向了量程廣，功能上強調自動校正與補償，自動測量自動輸出數據，抗干擾能力強大，測量精度高的路子上來。如制造業強國德國最新推出的LDV-5型精密型介質損耗測量裝置，采用了數字信號處理(DSP)芯片支持系統，該系統對實時信號的接受和數據處理可以在計算時間內完成，而且由于捕獲測量值的時間短，使測量中面臨的諧波靈敏度降到了最低程度，大大提高了檢測數據的精準度，再加上該裝置能實現全自動化測量，這也提高了測量效率，同時最大限度地避免了傳統檢測方法容易出現的技術失誤。

　　六、小結

　　在以上介紹的幾種介質損耗測量方法當中，有一個共同的相似點就是涉及到的介質損耗角度數。介質損耗角是衡量電力設備絕緣性能的重要參考指標之一。在相當長的一段時間內，介質損耗角的測量是借助西林電橋。然在實際操作中為使電橋取得平衡，常常需要反復調節，這樣不但程序麻煩，耗費時間，而且容易出現技術性誤差，這對近年來逐漸興起的追求測量過程自動化的在線監測來說，電橋法是極其不方便的。隨著電力電子技術尤其是計算機集成技術的快速發展，數字化測量技術得以興起并得到廣泛運用，逐漸取代了以前依靠電橋來測量電力設備損耗角的測量方法。不可否認，自動化測量將是今后介損測量技術的發展方向，我國“十二五”時期規劃的電力行業要向高壓輸變電方向的發展目標，對高壓下如何最大限度減少介質絕緣損耗，更好地促進電力系統安全穩定運行提出了全新的要求，相信在工業化與信息化深度融合的背景下，自動化測量技術將不斷得到運用和發展。

　　參考文獻：

　　[1]鄒艷平.測量高電壓絕緣介質損耗的方法[J].寧夏電力,2009(01).

　　[2]劉上椿.高壓絕緣介質損耗的本質[J].絕緣材料,2009(03).

　　[3]吳集光,潘留占,楊文麗.高壓電氣設備介質損耗測量方法綜述[J].電子技術應用,2007(04).

　　[4]齊連成.絕緣介質損耗的檢測及應用[J].煤炭技術,2006(07).