干扰的产生与消除

在现场测量tanδ时，特别是在110 kV及以上的变电所进行测量时，被试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都采用了前面所述的屏蔽，但对被试品通常无法做到全部屏蔽，如图3.6所示。这时等值干扰电源电压U′就会通过与被试品高压电极间的杂散电容C′产生干扰电流I′ ，因而影响测量的准确。

当电桥平衡时，流过检流计的电流IG=0，此时捡流计支路可看作开路，干扰电流I′在通过C′以后分成两路，一路经Cx入地，另一路I1经R3及试验变压器的漏抗入地，由于前者的阻抗远大于后者，故可以认为I′实际上全部流过R3。

在没有外电场干扰的情况下，电桥平衡时流过R3的电流即为流过被试品的电流Ix，相应的介质损耗角为δx，如图3.7所示。有干扰时， 由于干扰电流流过R3，改变了电桥的平衡条件，这时要电桥平衡就必须把R3和C4调整到新的数值。由于C4值的改变，测得的损耗角x已不同于没有干扰时的实际损耗角δx了，因此对流过R3的电流已变成，即相当于在上叠加一个干扰电流-′，与的夹角就是。同时R3值的改变也引起了测得的Cx值改变。′引起tanδ和Cx测量值的变化将随′的数值和相位定。在干扰源固定时，′的相量端点的轨迹为一圆。

图3.6　外界电源引起的电场干扰

图3.7　有电场干扰时的相量图

在某些情况下，当干扰结果使的相量端点落在图3.7所示的阴影部分的圆弧上时，tanδ值将变为负值，这时电桥在正常接线下已无法达到平衡，只有把C4从桥臂4换接到桥臂3与R3并联，才能使电桥平衡，并按照新的平衡条件计算出tanδ值。当的相量端点落在图3.7中的A、 B点时，即干扰电流′与同相或反相时，tanδ值不变，但此时的Ix值变大或变小，将引起测得的Cx值变大或变小。为了避免干扰，消除或减小由电场干扰所引起的误差，可采用下列措施。

1.尽量远离干扰源

在无法远离干扰源时，加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网将被试品与干扰源隔开，并将屏蔽罩与电桥的屏蔽相连，以消除C′的影响，但这往往在实际中不易做到。

2.采用移相电源

由图3.7可看出，在有干扰的情况下，只要使与同相或反相，则测得的tanδ值不变。干扰电流′的相位一般是无法改变的，但可以改变电源的相位和电压从而改变的相位以达到上述目的。应用移相电源消除干扰时，在试验前先将Z4短接，将R3调到最大值，使干扰电流尽量通过检流计（因其内阻很小），并调节移相电源的相角和电压幅值，使检流计指示达最小，这表明与′相位相反，移相任务已经完成，即可退去电源电压，保持移相电源相位，拆除Z4间的短接线，然后正式开始测量。若在电源电压正、反相二种情况下测得的tanδ值相等，说明移相效果良好，此时测得的tanδ为真实值。

但正、反相两次所测得的电流IOA =Ix-I′ ，和IOB =Ix-′， Ix =（ IOA +IOB） / 2，因此，被试品电容的实际值应为正、反相两次测得的平均值。用移相法基本上可以消除同频率的电场干扰所造成的测量误差。

3.采用倒相法

倒相法是一种比较简便的方法。测量时将电源正接和反接各测一次，得到二组测量结果tan δ1、C1和tanδ2 、 C2 ，然后进行计算求得tan δ值和Cx值。

如图3.8所示为被试品电流和干扰电流的相量图。在图中，当电源反相时，实际上就相当于把干扰电流反相变成-′而其余相量不动，故在图中用反相的′代替反相的，这样使分析比较方便，而其结果是一样的。由图3.8中可看出：

图3.8　倒相法除干扰的相量图

由于ICx1 = UωC1 ， ICx2 = UωC2代入上式可得

（3-8）

又因

故得

（3-9）

应用式（3-8）和式（3-9）可以正确地计算出tanδ值和CX值。当干扰不大，即tan δ1与tan δ2相差不大且C1与C2相差不大时，式（3-8）可简化为

（3-10）

即可取两次测量结果的平均值，作为被试品的介质损耗角正切值。

在现场进行测量时，不但受到电场的干扰，还可能受到磁场的干扰。一般情况下，磁场的干扰较小，而且电桥本体都有磁屏蔽，CX及CN的引线虽较长，但其阻抗较大，感应弱时，不能引起大的干扰电流。但当电桥靠近电抗器等漏磁通较大的设备时，磁场的干扰较为显著。通常，这一干扰主要是由于磁场作用下电桥检流计内的电流线圈回路所引起的。可以把检流计的极性转换开关放在断开位置，此时如果光带变宽，即说明有此种干扰。为了消除干扰的影响，可设法将电桥移到磁场干扰范围以外。若不能做到，则可以改变检流计极性开关进行两次测量，用两次测量的平均值作为测量结果，以减小磁场干扰的影响。