絕緣油介質(zhì)損耗，是指在交變電場作用下，絕緣油因電導(dǎo)和介質(zhì)極化滯后效應(yīng)而導(dǎo)致的電能損耗，通常用損耗因數(shù)（tanδ）來表示，即介質(zhì)損耗角的正切值。對于純凈、干燥的新油，其tanδ值非常小。然而，在運行過程中，油品會逐漸氧化生成有機酸、醇、醛等極性物質(zhì)，也會吸收水分，還可能混入纖維、金屬微粒等雜質(zhì)。這些因素會導(dǎo)致油的電導(dǎo)率增加，偶極極化加劇，從而使tanδ顯著增大。因此，tanδ是一個能靈敏、綜合地反映絕緣油電氣性能老化程度的指標，也是評價其絕緣性能的重要依據(jù)之一。

一、測試原理與標準方法

介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）的測量通常基于交流電橋法原理，主流標準（如GB/T 5654, IEC 60247）也主要規(guī)定了電橋法。

1. 西林電橋法原理：這是一種經(jīng)典且高精度的測量方法。儀器內(nèi)部集成了一臺精密交流高壓西林電橋或與其等效的數(shù)字化自動平衡電橋。將被試油樣注入專用測試油杯，油杯構(gòu)成標準電容器（Cx，其介質(zhì)為被試油）。在電橋線路中，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻（R3）和電容（C4）等橋臂，使電橋達到平衡（指零儀指示為零或最小）。在平衡狀態(tài)下，可以根據(jù)橋臂參數(shù)計算出油樣的電容值Cx及其介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。

2. 自動測量技術(shù)：現(xiàn)代測試儀在保持測量原理核心的基礎(chǔ)上，普遍采用數(shù)字化技術(shù)。由內(nèi)置微處理器控制的電路自動完成施加試驗電壓（通常為2kV工頻或特定頻率）、尋找電橋平衡點、采集橋臂參數(shù)、實時計算并顯示tanδ值和電容值，并自動進行溫度補償?shù)取＿@大大簡化了操作，降低了對人員專業(yè)水平的依賴，也提高了測量的一致性和效率。

3. 測量條件：測量通常在規(guī)定的恒定溫度下進行（常用的是90°C，有時也參考70°C或其它溫度），因為在不同溫度下，油中水分、雜質(zhì)和老化產(chǎn)物的影響程度不同，溫度的統(tǒng)一是保證測量結(jié)果可比性的關(guān)鍵。因此，高精度恒溫油杯是儀器的核心部件之一。

二、現(xiàn)代測試儀器的系統(tǒng)構(gòu)成

一套功能完善的絕緣油介質(zhì)損耗測試儀通常包括以下關(guān)鍵部分：

• 高壓源與電橋單元：產(chǎn)生0至設(shè)定值（如0-2000V）連續(xù)可調(diào)的工頻高壓，并集成高精度數(shù)字化電橋測量電路，實現(xiàn)信號的施加、采集與處理。

• 恒溫測試油杯系統(tǒng)：

• 油杯本體：采用三電極結(jié)構(gòu)（高壓電極、測量電極、保護電極）以消除邊緣效應(yīng)影響，通常由不銹鋼等惰性材料制成，保證清洗方便。

• 加熱與溫控單元：采用內(nèi)置或外置的精密加熱器和Pt100等溫度傳感器，配合PID溫控算法，確保油杯內(nèi)油樣溫度能快速、穩(wěn)定地達到設(shè)定值（如90°C），并保持足夠長的恒溫時間。

• 控制與數(shù)據(jù)處理單元：核心為微處理器，負責(zé)運行自動測量程序、控制升壓、平衡電橋、采集數(shù)據(jù)、計算最終結(jié)果、管理溫度控制邏輯，并具備自檢和故障診斷功能。

• 人機交互與顯示單元：大尺寸液晶顯示屏，實時顯示測試電壓、當(dāng)前溫度、tanδ值、電容值、測試時間等全部關(guān)鍵信息，并引導(dǎo)用戶完成操作。

• 輔助部件：包括與油杯匹配的專用連接線、油杯蓋、測試報告打印機（部分機型集成）以及儀器保護箱等。

三、主要應(yīng)用場景與測試流程

該儀器是電力公司、大型工礦企業(yè)、科研院所油化試驗室的核心設(shè)備之一，應(yīng)用廣泛：

• 新油驗收：檢測新購入絕緣油的tanδ，確保其初始性能符合標準。

• 運行油定期監(jiān)督試驗：根據(jù)規(guī)程（通常1-3年）對運行中的變壓器油進行取樣檢測，跟蹤其tanδ的變化趨勢，評估其老化狀況。

• 故障診斷與檢修輔助：當(dāng)設(shè)備發(fā)生異常或進行大修后，通過檢測tanδ來分析油質(zhì)變化是否為影響因素之一。

• 油品凈化或再生后效果評估：評估濾油、脫水或再生處理后，油品電氣性能的恢復(fù)情況。

標準試驗流程：

1. 取樣與準備：嚴格按照標準方法，使用清潔、干燥的專用取樣瓶從設(shè)備中采取代表性油樣。樣品在試驗室靜置，使氣泡逸出。

2. 油杯清洗與干燥：這是獲得準確數(shù)據(jù)的關(guān)鍵前提。用適當(dāng)溶劑清洗油杯，再用電熱恒溫干燥箱烘干。

3. 注油與安裝：將油樣緩慢注入已清洗干燥的油杯中，確保無氣泡。旋緊油杯蓋，并正確連接至儀器。

4. 參數(shù)設(shè)置與試驗：開啟儀器，設(shè)定試驗溫度（如90°C）和試驗電壓。啟動測試程序，儀器自動加熱、恒溫、加壓并完成測量。

5. 讀取與記錄：待測試完成后，記錄屏幕上穩(wěn)定顯示的tanδ值和電容值。必要時，記錄試驗時的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)。

6. 結(jié)果分析與判斷：將測量值與規(guī)程標準、歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備其它試驗結(jié)果進行比對，綜合判斷油質(zhì)狀況及對設(shè)備絕緣的影響。

四、設(shè)備選型的參考維度

在選擇適用的介質(zhì)損耗測試儀時，以下幾點可以作為參考依據(jù)：

• 測量準確度與范圍：儀器tanδ的測量準確度（如±（讀數(shù)×1% + 0.0001））和量程范圍是否滿足標準要求。

• 溫度控制精度與穩(wěn)定性：恒溫油杯的溫度控制精度（如±0.5°C以內(nèi)）和均勻性，這是保證測量重復(fù)性和可比性的核心。

• 自動化與易用性：測量過程是否全自動，操作界面是否友好，是否支持數(shù)據(jù)存儲和導(dǎo)出功能，便于建立油品檔案。

• 安全性與可靠性：高壓輸出是否具有過壓、過流、短路等多重保護，儀器接地是否可靠，整體結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固。

• 符合標準：儀器設(shè)計是否符合國家及國際相關(guān)標準（如GB/T 5654）的要求。

武漢特高壓電力科技有限公司關(guān)注電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)的精細化診斷。絕緣油介質(zhì)損耗測試儀作為深入洞察液體絕緣微觀電特性的精密工具，其價值在于將油品的復(fù)雜老化過程，凝練為一個直觀、量化的電氣指標。通過持續(xù)監(jiān)測這一指標的變化，電力試驗人員能夠更早地發(fā)現(xiàn)潛在隱患，科學(xué)地評估設(shè)備絕緣健康狀況，為制定精準的維護策略提供堅實的實驗依據(jù)，從而服務(wù)于電網(wǎng)資產(chǎn)的長周期安全穩(wěn)定運行。