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)一個附加電阻。該電子在交流電壓作用下會產(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。
