GB∕T 20833.3-2018
基本信息
标准号： GB∕T 20833.3-2018
中文名称：旋转电机 旋转电机定子绕组绝缘 第3部分：介质损耗因数测量
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 旋转 电机 定子 绕组 绝缘 介质 损耗 因数 测量
标准分类号
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标准简介
GB∕T 20833.3-2018 旋转电机 旋转电机定子绕组绝缘 第3部分：介质损耗因数测量
GB∕T20833.3-2018
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标准内容
ICS29.160.01
中华人民共和国国家标准
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015旋转电机
旋转电机定子绕组绝缘
第3部分：介质损耗因数测量
Rotating electrical machinesStator winding insulation of rotating electricalmachinesPart3:Dielectric dissipation factor measurement(IEC60034-27-3:2015.RotatingelectricalmachinesPart 27-3:Dielectric dissipation factor measurement on stator windinginsulationofrotating electricalmachines,IDT)2018-07-13发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-02-01实施
规范性引用文件
术语和定义
原理及测量技术
试验规程
试验结果
试验报告
附录A（资料性附录）
参考文献
功率因数和损耗因数的关系
并联电路和矢量图
串联电路和矢量图
试验电压与介质损耗关系示意图高压西林电桥基础电路
变压器比例臂电桥
介质损耗测量系统试验装置示意图及电流波形图图7
o.2U电压阶跃下测得的tano与U/Un的曲线图8Www.bzxZ.net
有绝缘间隙保护电极的试品
端部防晕层上的保护电极
失量图
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015IV
表1额定电压为21kV及以下、具有保护电极的新线棒和线圈最大介质损耗因数..
表A.1介质损耗因数tano及绝缘功率因数cosgp的对比及两者之差.... 11
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015GB/T20833《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘》拟分为4个部分：一第1部分：离线局部放电测量；一第2部分：在线局部放电测量；一第3部分：介质损耗因数测量；第4部分：绝缘电阻及极化指数的测量。本部分为GB/T20833的第3部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC60034-27-3：2015《旋转电机第27-3部分：旋转电机定子绕组绝介质损耗因数测量》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T16927.1一2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求（IEC60060-1：2010.MOD);
GB/T16927.2—2013高电压试验技术第2部分：测量系统（IEC60060-2：2010，MOD)。本部分做了下列编辑性修改：
为与现有标准系列一致，将本部分名称改为《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量》。
本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）归口。本部分起草单位：上海电器科学研究所（集团）有限公司、上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、山东华力电机集团股份有限公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、山东济南发电设备厂有限公司、上海德驱驰电气有限公司、江苏环球特种电机有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、浙江沪龙科技股份有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、西安泰富西玛电机有限公司、中车永济电机有限公司。本部分主要起草人：赵超、张生德、周洪发、王庆东、徐伟红、卢启杰、陈仙根、朱文钦、黄慧洁。GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015引言
GB/T20833的本部分给出了成型绕组定子线棒、线圈及完整绕组介质损耗因数的测量方法。介质损耗因数是测量定子绕组绝缘的介电损耗。介质损耗因数测量是评估新的及老的旋转电机定子绕组绝缘质量适宜的方法，该方法也助于评估绝缘制造一致性及介电性能。对于老的定子绕组，介质损耗因数提供了关于绝缘状态的信息相比于离线局部放电测量，介质损耗因数测量不能给出绝缘内损耗分布的信息，也不能确定绝缘结构弱点位置。
在整个电压范围内测量介质损耗因数，将得到不同特性的介电损耗参数，这些参数将作为用于评定的基准。
实际上，经验限值可用于评定定子绕组绝缘结构制造工艺的质量。而且，趋势评定也可提供关于老化进程、必要的测试及大修期间间隔的信息，如作为绝缘结构功能性评定部分的或与旋转电机运行或大修期间有关的诊断试验。然而，这些趋势评定不能用于预测定子绕组绝缘失效的时间。IV
1范围
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量
GB/T20833的本部分规定了旋转电机定子绕组绝缘介质损耗因数测量的试验流程和试验结果评定导则，适用于额定电压6kV及以上且具有端部防晕层的旋转电机本部分适用于已安装/未安装于铁心内的单个成型绕组定子线棒和线圈、新的或老化状态下的电机完整成型定子绕组，
本部分适用于所有类型的真空浸渍或者多胶线棒、线圈及完整绕组，不适用于未浸渍的单个线棒和线圈或完整绕组。
本部分给出了在工频交流电压下对额定电压为6kV及以上电机单个成型定子线棒和线圈进行介质损耗因数测量的必要条件。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEC60060-1高电压试验技术第1部分：一般定义和试验要求（High-voltagetesttechniques-Part l:General definitions and test requirements)IEC60060-2高电压试验技术第2部分：测量系统（High-voltagetesttechniquesPart2：Measuring systems)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
Erated voltage
额定电压
对于规定运行条件的电机，电机端部线间的电压或电压范围（也称作线间电压），通常由制造商规定。
介质损耗因数dielectricdissipationfactortang
在预先规定的温度、频率、电压或介电应力下介质损耗角（绝缘功率因数角的余角）的正切值。注1：有时其他术语可用于表示该性能，如tano、损耗角、介质损耗因数或者介质功率因数。介质损耗因数和功率因数（介质损耗角的正弦值或功率因数角的余弦值）之间物理性存在差异，但当介质损耗因数小于100×10-3时，两个测量值几乎相等（见4.1)。注2：本部分介质损耗因数tano以绝对值表示.其他文件中也可用百分率表示1
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:20153.3
介质损耗因数差值
deltatandelta
以0.2U为间隔，在连续两个试验电压下测得的介质损耗因数之差，3.4
tan delta tip-up
介质损耗因数增量
在0.6Uz和0.2UN试验电压下测得的介质损耗因数之差注：也可使用3.3及3.4未提及的其他电压之间介质损耗因数之差，但在这种情况下表1中建议的限值无效。4原理及测量技术
介质损耗因数测量
如3.2所定义，介质损耗因数tano为在预先规定的试验电压U、频率及温度下介质损耗角（绝缘功率因数角?的余角）的正切值，绝缘结构的介质损耗能用并联（C，R）或串联（R。，C）的等效电路图来表示（见图1和图2）。
IR=U/Rp
Ic=opt
说明：
并联电容：
并联电阻：
2元F角频率；
电容电流：
电阻电流：
绝缘结构的电压：
绝缘结构的总电流。
图1并联电路和失量图
说明：
串联电容；
串联电阻；
绝缘结构电压；
绝缘结构总电流：
电容电压；
电阻电压。
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-32015U
tangwc
Ue-l/oC
图2串联电路和矢量图
如果介质损耗因数tan小于10o×10-3，绝缘功率因数cosg与tans几乎相等，因此有时可使用绝缘功率因数cos，其适用于目前所有电机定子绕组绝缘结构。注：在本部分中优选使用介质损耗因数tano表征损耗特性。介质损耗因数tano和绝缘功率因数cosp之间的对比参见附录A的表A.1。
如图1所示，绝缘电流I的矢量能分成两个垂直分量，即电容电流c（超U相90\）及电阻电流IR（与电压U同相）。除绝缘的电容分量引起相位移角外，电阻分量也会引起相位移角。介质损耗因数tano通过下述公式表示：
tan =wC.R.=wC,R,
电容分量C。或C，代表被试绝缘的无损电容，电阻分量R。或R，代表各种类型的损耗。损耗特性主要与导体结构（包括内部导体屏蔽，如有）之间的主绝缘、槽部防晕层以及接地外壳有关。在对单个定子线棒或线圈进行测量的情况下，因为使用保护电极，测量结果包含与对地绝缘串联的绝缘部分。在对完整绕组进行损耗因数测量的情况下，应考虑端部防晕层和周围表面情况。当对比不同测量结果时，这些影响因素可能是重要的。
在低于局部放电起始电压下进行介质损耗因数测量，其值表明固体绝缘内介质损耗的大小（介质吸收和电导损耗)以及与接地测量电极接触的电气状态。产生于介质损耗的介质损耗因数分量通常随着电压变化很小，但测量值明显高于正常损耗值表明绝缘结构出现问题，如树脂组份差异或固化不充分。当试验电压升高，两种介质损耗会增加（见图3）：固体绝缘材料的介质损耗（极化、电导）；绝缘结构中气体（空隙）内的局部放电引起介质损耗因数的增加。随着电压升高越来越多的空隙开始放电，介质损耗因数tano会持续增加。3
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015试验电压
固体损耗
介质极化和电导
图3试验电压与介质损耗关系示意图4.2西林电桥
总的介质损耗
电离损耗
采用西林电桥，与变压器比例臂电桥等效的电桥（见4.3）、现代数字测量设备（见4.4）进行测量。使用幅值可调的交流电压电源，电源具有足够的容量以提供施加于试品的测量电压，其满足IEC60060-2的技术要求。图4为高压西林电桥的基本电路，使用具有保护电极的试验电路对定子绕组线棒或线圈进行测量，假定Cx为线棒或线圈的无损电容、Rx为线棒或线圈的电阻损耗。电桥的高压支路包含介质损耗非常低的高压标准电容器（C。）。西林电桥仪器由低压支路构成，其具有可调的电阻（R，和R）和高精度的十进电容（C）。通过灵敏的\零指示器”监测电桥平衡状态（见图4），这是准确测量的必要条件。
高压交流
说明：
高压标准
电容器
接地开关位于A：试验线圈或线棒不接地；接地开关位于B:试验线圈或线棒接地：C
标准电容器：
试品电容；
平衡支路1的可调电容；
平衡支路1的可调电阻：
平衡支路2的可调电阻；
试品绝缘电阻。
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015具有屏藏电极的试品
零指示器
图4高压西林电桥基础电路
西林电桥对对地杂散电容产生的干扰非常灵敏。因此建议使用具有有源屏蔽电位补偿器的双屏蔽同轴测量电缆，如瓦格纳接地电路目前，大多数模拟电桥使用自动平衡程序，如高压西林电桥。电桥设备部分包含低压支路，低压支路具有可调电桥元件C1、R，及R2。在电桥电路中高压标准电容器作为参比标准电容C。.典型的电容器常规值为100pF或1000pF，且在长期运行下其容差小于5%。在最大试验电压下标准电容器的介质损耗因数宜小于0.01×10-3。变压器比例臂电桥
另一个典型电桥示例为变压器比例臂电桥。通过电流比较仪自动运行电桥，电流比较仪由运算放大器和变压器构成，如图5所示。在标准电容器C。和试品电容器Cx下绕组以相反的方向绕制，且绕制在高导磁率的磁芯上。当通过调整匝数N。及可调电阻R。电桥达到平衡时，磁芯的磁通量或者磁力为零。这种方法排除了对地杂散电容的影响，因此该电桥不需要瓦格纳接地电路5
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015高压交流
说明：
试品电容；
试品绝缘电阻；
标准电容器；
试品支路上的线圈匝数；
参比支部上的线圈匝数；
平衡支路的可调电阻；
平衡支路的可调电容：
检查电桥平衡状态的仪器；
放大器。
图5变压器比例臂电桥
4.4数字相移测量
随着数字电子技术，高分辨率AD转换器及滤波装置的发展，出现了数字损耗因数和电容测量系统，该测量系统完全由电脑控制。如图6所示，试验装置由高压电路和位于低压端的电气测量装置构成，高压电路含有试品支路（CxR）和参比支路（标准电容器C）。测量原理是以高压作为参考，是以精确记录通过标准电容（参比）和试品支路的电流为基础。通过这些电流或测量电流之间的相位差计算介质损耗因数。对于损耗因数测量，高灵敏度数字设备具有以下特征：在高幅值的高压支路和时间精度上同步测量正弦电流和电压在时域或频域上，数字滤波器抑制电流和电压的谐波和外部干扰；在参比支路和试品支路之间，灵敏及可靠地测量电流相位差：以从数字电流测量提取的相移和幅值信息为基础，计算损耗因数tano和电容Cx；在电脑控制试验程序期间，可显示与施加试验电压有关的定子绕组绝缘tano和电容Cx的实际值。
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中华人民共和国国家标准
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015旋转电机
旋转电机定子绕组绝缘
第3部分：介质损耗因数测量
Rotating electrical machinesStator winding insulation of rotating electricalmachinesPart3:Dielectric dissipation factor measurement(IEC60034-27-3:2015.RotatingelectricalmachinesPart 27-3:Dielectric dissipation factor measurement on stator windinginsulationofrotating electricalmachines,IDT)2018-07-13发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-02-01实施
规范性引用文件
术语和定义
原理及测量技术
试验规程
试验结果
试验报告
附录A（资料性附录）
参考文献
功率因数和损耗因数的关系
并联电路和矢量图
串联电路和矢量图
试验电压与介质损耗关系示意图高压西林电桥基础电路
变压器比例臂电桥
介质损耗测量系统试验装置示意图及电流波形图图7
o.2U电压阶跃下测得的tano与U/Un的曲线图8Www.bzxZ.net
有绝缘间隙保护电极的试品
端部防晕层上的保护电极
失量图
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015IV
表1额定电压为21kV及以下、具有保护电极的新线棒和线圈最大介质损耗因数..
表A.1介质损耗因数tano及绝缘功率因数cosgp的对比及两者之差.... 11
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015GB/T20833《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘》拟分为4个部分：一第1部分：离线局部放电测量；一第2部分：在线局部放电测量；一第3部分：介质损耗因数测量；第4部分：绝缘电阻及极化指数的测量。本部分为GB/T20833的第3部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC60034-27-3：2015《旋转电机第27-3部分：旋转电机定子绕组绝介质损耗因数测量》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T16927.1一2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求（IEC60060-1：2010.MOD);
GB/T16927.2—2013高电压试验技术第2部分：测量系统（IEC60060-2：2010，MOD)。本部分做了下列编辑性修改：
为与现有标准系列一致，将本部分名称改为《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量》。
本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）归口。本部分起草单位：上海电器科学研究所（集团）有限公司、上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、山东华力电机集团股份有限公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、山东济南发电设备厂有限公司、上海德驱驰电气有限公司、江苏环球特种电机有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、浙江沪龙科技股份有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、西安泰富西玛电机有限公司、中车永济电机有限公司。本部分主要起草人：赵超、张生德、周洪发、王庆东、徐伟红、卢启杰、陈仙根、朱文钦、黄慧洁。GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015引言
GB/T20833的本部分给出了成型绕组定子线棒、线圈及完整绕组介质损耗因数的测量方法。介质损耗因数是测量定子绕组绝缘的介电损耗。介质损耗因数测量是评估新的及老的旋转电机定子绕组绝缘质量适宜的方法，该方法也助于评估绝缘制造一致性及介电性能。对于老的定子绕组，介质损耗因数提供了关于绝缘状态的信息相比于离线局部放电测量，介质损耗因数测量不能给出绝缘内损耗分布的信息，也不能确定绝缘结构弱点位置。
在整个电压范围内测量介质损耗因数，将得到不同特性的介电损耗参数，这些参数将作为用于评定的基准。
实际上，经验限值可用于评定定子绕组绝缘结构制造工艺的质量。而且，趋势评定也可提供关于老化进程、必要的测试及大修期间间隔的信息，如作为绝缘结构功能性评定部分的或与旋转电机运行或大修期间有关的诊断试验。然而，这些趋势评定不能用于预测定子绕组绝缘失效的时间。IV
1范围
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量
GB/T20833的本部分规定了旋转电机定子绕组绝缘介质损耗因数测量的试验流程和试验结果评定导则，适用于额定电压6kV及以上且具有端部防晕层的旋转电机本部分适用于已安装/未安装于铁心内的单个成型绕组定子线棒和线圈、新的或老化状态下的电机完整成型定子绕组，
本部分适用于所有类型的真空浸渍或者多胶线棒、线圈及完整绕组，不适用于未浸渍的单个线棒和线圈或完整绕组。
本部分给出了在工频交流电压下对额定电压为6kV及以上电机单个成型定子线棒和线圈进行介质损耗因数测量的必要条件。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEC60060-1高电压试验技术第1部分：一般定义和试验要求（High-voltagetesttechniques-Part l:General definitions and test requirements)IEC60060-2高电压试验技术第2部分：测量系统（High-voltagetesttechniquesPart2：Measuring systems)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
Erated voltage
额定电压
对于规定运行条件的电机，电机端部线间的电压或电压范围（也称作线间电压），通常由制造商规定。
介质损耗因数dielectricdissipationfactortang
在预先规定的温度、频率、电压或介电应力下介质损耗角（绝缘功率因数角的余角）的正切值。注1：有时其他术语可用于表示该性能，如tano、损耗角、介质损耗因数或者介质功率因数。介质损耗因数和功率因数（介质损耗角的正弦值或功率因数角的余弦值）之间物理性存在差异，但当介质损耗因数小于100×10-3时，两个测量值几乎相等（见4.1)。注2：本部分介质损耗因数tano以绝对值表示.其他文件中也可用百分率表示1
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:20153.3
介质损耗因数差值
deltatandelta
以0.2U为间隔，在连续两个试验电压下测得的介质损耗因数之差，3.4
tan delta tip-up
介质损耗因数增量
在0.6Uz和0.2UN试验电压下测得的介质损耗因数之差注：也可使用3.3及3.4未提及的其他电压之间介质损耗因数之差，但在这种情况下表1中建议的限值无效。4原理及测量技术
介质损耗因数测量
如3.2所定义，介质损耗因数tano为在预先规定的试验电压U、频率及温度下介质损耗角（绝缘功率因数角?的余角）的正切值，绝缘结构的介质损耗能用并联（C，R）或串联（R。，C）的等效电路图来表示（见图1和图2）。
IR=U/Rp
Ic=opt
说明：
并联电容：
并联电阻：
2元F角频率；
电容电流：
电阻电流：
绝缘结构的电压：
绝缘结构的总电流。
图1并联电路和失量图
说明：
串联电容；
串联电阻；
绝缘结构电压；
绝缘结构总电流：
电容电压；
电阻电压。
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-32015U
tangwc
Ue-l/oC
图2串联电路和矢量图
如果介质损耗因数tan小于10o×10-3，绝缘功率因数cosg与tans几乎相等，因此有时可使用绝缘功率因数cos，其适用于目前所有电机定子绕组绝缘结构。注：在本部分中优选使用介质损耗因数tano表征损耗特性。介质损耗因数tano和绝缘功率因数cosp之间的对比参见附录A的表A.1。
如图1所示，绝缘电流I的矢量能分成两个垂直分量，即电容电流c（超U相90\）及电阻电流IR（与电压U同相）。除绝缘的电容分量引起相位移角外，电阻分量也会引起相位移角。介质损耗因数tano通过下述公式表示：
tan =wC.R.=wC,R,
电容分量C。或C，代表被试绝缘的无损电容，电阻分量R。或R，代表各种类型的损耗。损耗特性主要与导体结构（包括内部导体屏蔽，如有）之间的主绝缘、槽部防晕层以及接地外壳有关。在对单个定子线棒或线圈进行测量的情况下，因为使用保护电极，测量结果包含与对地绝缘串联的绝缘部分。在对完整绕组进行损耗因数测量的情况下，应考虑端部防晕层和周围表面情况。当对比不同测量结果时，这些影响因素可能是重要的。
在低于局部放电起始电压下进行介质损耗因数测量，其值表明固体绝缘内介质损耗的大小（介质吸收和电导损耗)以及与接地测量电极接触的电气状态。产生于介质损耗的介质损耗因数分量通常随着电压变化很小，但测量值明显高于正常损耗值表明绝缘结构出现问题，如树脂组份差异或固化不充分。当试验电压升高，两种介质损耗会增加（见图3）：固体绝缘材料的介质损耗（极化、电导）；绝缘结构中气体（空隙）内的局部放电引起介质损耗因数的增加。随着电压升高越来越多的空隙开始放电，介质损耗因数tano会持续增加。3
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015试验电压
固体损耗
介质极化和电导
图3试验电压与介质损耗关系示意图4.2西林电桥
总的介质损耗
电离损耗
采用西林电桥，与变压器比例臂电桥等效的电桥（见4.3）、现代数字测量设备（见4.4）进行测量。使用幅值可调的交流电压电源，电源具有足够的容量以提供施加于试品的测量电压，其满足IEC60060-2的技术要求。图4为高压西林电桥的基本电路，使用具有保护电极的试验电路对定子绕组线棒或线圈进行测量，假定Cx为线棒或线圈的无损电容、Rx为线棒或线圈的电阻损耗。电桥的高压支路包含介质损耗非常低的高压标准电容器（C。）。西林电桥仪器由低压支路构成，其具有可调的电阻（R，和R）和高精度的十进电容（C）。通过灵敏的\零指示器”监测电桥平衡状态（见图4），这是准确测量的必要条件。
高压交流
说明：
高压标准
电容器
接地开关位于A：试验线圈或线棒不接地；接地开关位于B:试验线圈或线棒接地：C
标准电容器：
试品电容；
平衡支路1的可调电容；
平衡支路1的可调电阻：
平衡支路2的可调电阻；
试品绝缘电阻。
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015具有屏藏电极的试品
零指示器
图4高压西林电桥基础电路
西林电桥对对地杂散电容产生的干扰非常灵敏。因此建议使用具有有源屏蔽电位补偿器的双屏蔽同轴测量电缆，如瓦格纳接地电路目前，大多数模拟电桥使用自动平衡程序，如高压西林电桥。电桥设备部分包含低压支路，低压支路具有可调电桥元件C1、R，及R2。在电桥电路中高压标准电容器作为参比标准电容C。.典型的电容器常规值为100pF或1000pF，且在长期运行下其容差小于5%。在最大试验电压下标准电容器的介质损耗因数宜小于0.01×10-3。变压器比例臂电桥
另一个典型电桥示例为变压器比例臂电桥。通过电流比较仪自动运行电桥，电流比较仪由运算放大器和变压器构成，如图5所示。在标准电容器C。和试品电容器Cx下绕组以相反的方向绕制，且绕制在高导磁率的磁芯上。当通过调整匝数N。及可调电阻R。电桥达到平衡时，磁芯的磁通量或者磁力为零。这种方法排除了对地杂散电容的影响，因此该电桥不需要瓦格纳接地电路5
GB/T20833.3—2018/IEC60034-27-3:2015高压交流
说明：
试品电容；
试品绝缘电阻；
标准电容器；
试品支路上的线圈匝数；
参比支部上的线圈匝数；
平衡支路的可调电阻；
平衡支路的可调电容：
检查电桥平衡状态的仪器；
放大器。
图5变压器比例臂电桥
4.4数字相移测量
随着数字电子技术，高分辨率AD转换器及滤波装置的发展，出现了数字损耗因数和电容测量系统，该测量系统完全由电脑控制。如图6所示，试验装置由高压电路和位于低压端的电气测量装置构成，高压电路含有试品支路（CxR）和参比支路（标准电容器C）。测量原理是以高压作为参考，是以精确记录通过标准电容（参比）和试品支路的电流为基础。通过这些电流或测量电流之间的相位差计算介质损耗因数。对于损耗因数测量，高灵敏度数字设备具有以下特征：在高幅值的高压支路和时间精度上同步测量正弦电流和电压在时域或频域上，数字滤波器抑制电流和电压的谐波和外部干扰；在参比支路和试品支路之间，灵敏及可靠地测量电流相位差：以从数字电流测量提取的相移和幅值信息为基础，计算损耗因数tano和电容Cx；在电脑控制试验程序期间，可显示与施加试验电压有关的定子绕组绝缘tano和电容Cx的实际值。
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