常規(guī)的電氣設(shè)備介質(zhì)損耗角正切值tgδ的數(shù)值一般都采用介質(zhì)損耗測試儀測量，絕緣在線監(jiān)測損耗因數(shù)tgδ的方法很多，如電橋法、全數(shù)字測量法等，常用的方法是監(jiān)測絕緣體的泄漏電流及PT信號，通過計算泄漏電流和電壓的相角差而得到介質(zhì)損耗角正切值tgδ的數(shù)值。其測量原理大都使用硬件鑒相及過零比較的方法。目前的絕緣在線監(jiān)測產(chǎn)品基本都是用快速傅立葉變換(FFT)的方法來求介損。取運行設(shè)備PT的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號與設(shè)備泄漏電流信號直接經(jīng)高速A/D采樣轉(zhuǎn)換后送入計算機，通過軟件的方法對信號進行頻譜分析，僅抽取50Hz的基本信號進行計算求出介損。這種方法能消除各種高次諧波的干擾，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，能很好地反映出設(shè)備的絕緣變化。但由于絕緣體的泄漏電流非常微弱，而且現(xiàn)場的干擾較大，要準(zhǔn)確監(jiān)測絕緣體的泄漏電流比較困難。因此，要實現(xiàn)絕緣損耗因數(shù)tgδ的在線監(jiān)測，必須解決微弱電流的取樣及抗干擾問題。

　　一、電橋法

　　電橋法在線監(jiān)測tgδ的原理圖如1-1所示，由電壓互感器帶來的角差，可通過RC移相電路予以校正。然而角差會隨負載大小等因素的影響有所變動，所以校正也不可能是很理想的。電橋中R3，C4的調(diào)動可以手動，也可以自動。由于是有觸頭的調(diào)節(jié)，為了長年的使用，必須選擇十分可靠的R3，C4可調(diào)節(jié)元件。

　　電橋法的優(yōu)點是，它的測量與電源波形及頻率不相關(guān);其缺點是，由于R3的接入，改變了被測設(shè)備原有的狀態(tài)。為了安全，還要裝有周密的保護裝置。

　　圖1-1 電橋法在線監(jiān)測tgδ原理圖

　　Cx——試品;C0——標(biāo)準(zhǔn)電容器;PT——電壓互感器;G——指零儀

　　二、全數(shù)字測量法

　　全數(shù)字測量法又稱數(shù)字積分法，這是一種用A/D轉(zhuǎn)換器分別對電壓和電流波形進行數(shù)字采集，然后根據(jù)傅里葉分析法的原理進行的數(shù)字運算，zui終可以求得tgδ值。

　　被測設(shè)備的電壓信號由同相的電壓互感器PT提供，或再經(jīng)電阻分壓器輸出。電流信號由電容式套管末屏Cx2接地線或設(shè)備接地線上所環(huán)繞的低頻電流傳感器CT獲得。由后者把電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。這種CT需要特殊設(shè)計，以使所產(chǎn)生的角差極小。由于獲取電流信號方面的限制，全數(shù)字測量法僅限于使用在電容型設(shè)備上。圖1-2表示電壓和電流信號的拾取。

　　圖1-2 電壓和電流信號的拾取

　　(a)電壓信號的拾取;(b)電流信號的拾取

　　實際的電壓波和電流波是含有諧波的周期性函數(shù)。在電路原理中已闡明，當(dāng)一個周期性函數(shù)f(t)，在滿足狄里赫利條件時，它可以展開成三角形式的傅里葉級數(shù)：

　　f(t)=a0+∑n=1∞(ancosnωt+bnsinnωt) (4-1)

　　f(t)=A0+∑n=1∞Ansin(nωt+θn) (4-2)

　　式中，ω為基波角頻。

　　現(xiàn)只取基波，即只取n=1的一個項，其中幅值

　　A1=√(a12+b12) (4-3)

　　各有關(guān)電路原理的書籍中均已證明了系數(shù)

　　a1=2/T∫0Tf(t)cosωtdt (4-4)

　　其中，T為周期。系數(shù)

　　b1=2/T∫0Tf(t)sinωtdt (4-5)

　　θ1=arctan(a1/b1) (4-6)

　　對于流過試品的電流i(t)和加在試品上同一個相的電壓u(t)的兩路信號，分別可以通過式(4-4)～(4-6)求得各自的電流及電壓基波幅值I1，U1和基波相位θi和θu。這樣可得介質(zhì)損失角正切

　　tanδ≈δ=π/2-(θi-θu) (4-7)

　　所測介質(zhì)的電容為

　　Cx=I1cosδ/(U1ω) (4-8)

　　在理想條件下，根據(jù)采樣定理的概念，A/D的采樣率不必取得很高，即可達到足夠的準(zhǔn)確度。在此條件下，求系數(shù)a1和b1時的數(shù)字積分的運算工作量不大。但是電力系統(tǒng)的頻率f允許在一定范圍內(nèi)變動(我國為50±0.5Hz)，盡管采樣率可以很準(zhǔn)確地達到一定值，但真正要實現(xiàn)同步采樣是比較困難的。同步采樣是指被采樣信號的真正周期T等于等間隔采樣周期Ts的整數(shù)倍。不能實現(xiàn)同步采樣就會產(chǎn)生非同步采樣誤差。為了解決或減小這一誤差，需在軟件或硬件上另行采取措施，例如采樣方法可采用準(zhǔn)同步采樣。

　　本法的優(yōu)點是硬件系統(tǒng)比直接測量介質(zhì)損耗角δ的方法簡單。此外，因只對基波進行運算，故等于對諧波進行了比較理想的數(shù)字濾波。