在电力系统中，准确评估电气设备的绝缘性能至关重要。介损测试仪作为一种专业的检测仪器，能够精准测量高压电力设备的介损正切值及电容量，为判断设备绝缘状况提供关键数据支持。了解介损测试仪的工作原理及使用过程中的注意事项，对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。
一、工作原理
1.1 基本原理
在交流电压作用下，电介质会消耗部分电能并转化为热能，这就是电介质损耗。当给电介质施加交流电压时，电压与电流之间存在相角差 Ψ，Ψ 的余角 δ 被称为介质损耗角，而 δ 的正切值 tgδ 则是衡量电介质损耗的重要参数。
介损测试仪的测量线路一般包含标准回路（Cn）和被试回路（Cx）。标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成，被试回路由被试品和测量线路构成。测量线路由取样电阻、前置放大器和 A/D 转换器组成。通过测量电路分别获取标准回路电流与被试回路电流的幅值及其相位等信息，再借助单片机采用数字化实时采集方法，经过矢量运算得出试品的电容值和介质损耗正切值。
1.2 测量电路工作流程
启动测量后，高压设定值会传送到变频电源。变频电源运用 PID 算法，将输出缓慢调整至设定值。测量电路把实测高压反馈给变频电源，通过微调低压，实现准确的高压输出。根据正 / 反接线设置，测量电路能依据试验电流自动选择输入并切换量程。测量电路采用傅立叶变换技术滤除干扰，分离出信号基波，然后对标准电流和试品电流进行矢量运算，通过幅值计算电容量，利用角差计算 tgδ。为保证测量结果的准确性，会反复进行多次测量，最终经过排序选择一个中间结果。测量结束后，测量电路发出降压指令，变频电源缓速降压至 0。
1.3 正接线与反接线原理
按被测试品是否接地，介损测试仪存在正接线测量方式和反接线测量方式两种。
在正接线测量方式中，Cx 为非接地试品。高压电源的 10kV 侧，一路连接机内标准电容 CN（该电容介损极小，可视为纯容性电流，其电流 ICN 作为容性电流基准）；另一路连接被试品 Cx，试品电流 Icx 从试品末端进入采样电阻 R，从而得到全电流值。在这种接线方式下，桥体 E 端接地，在需要屏蔽的场合，E 端也可用于屏蔽，此时桥体处于地电位，R3、C4 可安全调节，各种介损测试仪器正接线接线方法基本一致。
反接线测量方式中，Cx 为接地试品。机内 Cx 端直接接地，电流 Icx 从试品高压端进入机内采样电阻以取得全电流值。在此方式下，桥体处于高电位，R3、C4 需通过绝缘杆调节，且仪器内部高低压之间要做好绝缘防护措施。
1.4 变频法抗干扰原理
在实际测量过程中，介损测量易受到感应电场产生的工频电流干扰。为解决这一问题，介损测试仪采用变频测量技术。仪器对流过标准电容的电流 In 和被试品的电流 Ix 进行实时同步采样，得到两组包含干扰及信号源的混合信号。然后运用快速傅立叶变换算法，将混合信号中信号源的信号（如 55Hz 信号）与干扰源（如 50Hz 信号）信号分离。由于介损值与试验频率相关，为更好地与 50Hz 下的介损值等效，通常仪器分别采用 50Hz±5Hz 进行两次测量，再取平均值得到等效 50Hz 的介损值。通过这种方式，从根本上解决了强电场干扰下准确测量的难题。
二、使用注意事项
2.1 安全操作
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停电作业：介损测试仪只能在停电的设备上使用，严禁在带电设备上操作，以避免触电事故。同时，仪器的接地端应可靠连接到接地网，确保良好的接地保护。
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高压防护：仪器自带有升压装置，在使用过程中要特别注意高压引线的绝缘情况，高压引线需远离人体，防止人员触电。操作人员应穿戴绝缘手套、绝缘鞋，并站在绝缘垫上，确保自身安全。测试区域需设置警示标识，禁止非操作人员进入。
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紧急情况处理：测试过程中如遇到危及安全的特殊情况，如设备冒烟、起火或人员触电等，应立即紧急关闭总电源，采取相应的应急措施，并及时报告相关人员。
2.2 设备与环境
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设备状态检查：在对被试设备进行测试前，需将被试设备从运行状态断开高压引线转为检修状态，并对其进行清扫。同时，要对被试设备进行初步绝缘试验，确保绝缘良好后，方可使用介损测试仪进行试验。这样可防止因被试设备绝缘低劣，在加压过程中损坏仪器。
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接线方式选择：根据设备的安装情况，合理确定采用正接线还是反接线方式，并在仪器相应的菜单选项中正确选择接线方法。错误的接线方式可能导致测量结果不准确，甚至损坏仪器。
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测试电压选择：依据不同设备的耐压等级，正确选择测试电压等级，并在仪器菜单选项中选择所需电压。过高的测试电压可能会对被试设备造成损坏，而过低的电压则可能无法准确测量设备的介损值。
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环境条件：仪器应尽量选择在宽敞、安全可靠的地方使用。同时，要注意环境的温湿度和电磁环境。一般来说，环境温度应在 0 - 40℃，湿度≤80% RH，避免湿度过高引发爬电现象。此外，要远离强电磁干扰源，如变频器、大功率电机等，以确保测量数据的准确性。
2.3 仪器操作与维护
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操作规范：在进行测量前，需确认测试线无破损、绝缘层无老化，电极表面清洁无氧化。若仪器报警（如 “过流”“超压” 等），应立即停止测试并查明原因。在测试过程中，严禁触碰高压端或测试线裸露部分，设备完全放电后方可操作试样。
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电源要求：仪器输入电压为 AC220V±10%，50Hz，应避免电压波动过大损坏设备。若使用发电机供电，发电机本体接地，输出零线也需接地，否则仪器可能会提示接地错误。
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重复测量：断开面板上电源开关，并明显断开 220V 试验电源后，才能进行接线更改或结束工作。重复对同一试验设备进行复测时，可按下复位后重新测量，也可在上一次测试完成后选择重复进行。
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测量精度保证：为保证测量精度，特别是当小电容量试品损耗较小时，一定要确保被试设备低压端（或二次端）绝缘良好，尽量在相对湿度较小的环境中测量。在进行大电容试品实验时，仪器的接地与被试品接地不应在同一接地点，以防接地放电时反击电压或者流动波影响仪器的安全。
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维护与保养：仪器应注意防潮，避免剧烈震动。日常使用后，需用干布擦拭机身，禁止使用腐蚀性溶剂。定期由计量机构对仪器进行校准，一般每 12 个月校准一次，重点校验电压精度和漏电流测量误差。对于高压线、保险管等易损件，需使用原厂配件进行更换，禁止使用非标配件。
