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  主要用于绝缘油等液体绝缘介质的介质损耗因数和直流电阻率的测量，也可对抗燃油进行电阻率测量，内部集成了介损油杯、温控仪、温度传感器、介损测试电桥、交流试验电源、标准电容器、高阻计、直流高压源等主要部件。

  变压器、互感器、套管、油断路器等充油电气设备，内部靠绝缘油同时承担绝缘与散热两项任务。油品一旦受潮、氧化，或者混入纤维、金属皂一类杂质，油中导电离子与极性组分的含量就会上升，电气性能随之下降，设备内部的电场分布也会发生明显的变化。因此，油品电气性能检验测试并非可有可无的例行手续，而是判断设备能否继续带电运行的重要依据。

  在绝缘油的电气性能指标中，介质损耗因数与直流电阻率是两项相互补充的参数。介质损耗因数对极性杂质、氧化产物、胶体颗粒比较敏感；直流电阻率则更直接地反映油中离子导电能力的强弱，对水分、酸值、金属离子一类因素反应明显。两项指标配合使用，既能看出损耗水平的高低，也能判断损耗大多数来源于极化还是来自电导，从而为换油、净油、烘干、投运等处置提供依据。

  GDAT-C1 正是围绕这两项指标设计的一体化设备，可在同一杯油样上完成介质损耗因数、相对电容率与直流电阻率的测定，省去多次取样、多次装杯带来的重复误差，尤其适合油品检测量较大的电力试验单位与油品生产企业。

  相对电容率，也称相对介电常数，表征绝缘油在电场中储存电场能量的能力，数值上等于以该油为介质的电容器电容量与同结构真空电容器电容量之比。矿物绝缘油的相对电容率通常在 2.2 附近，若数值明显偏高，往往说明油中极性组分增多。

  介质损耗因数。在液体在允许电压下不导电的材料领域，习惯把介质损耗角正切称为介质损耗因数，符号记作 tanδ，表征油在交变电场作用下损耗的能量与储存的能量之比。数值越小，说明油中极性组分越少、损耗水平越低。新油的介质损耗因数一般在很低的量级，运行油如果出现明显升高，通常指向受潮、老化或杂质污染。

  直流电阻率。在直流电场作用下，油中离子定向迁移形成微弱电流，由所加直流电压与流过油样的电流之比，结合油杯的几何尺寸换算即得体积电阻率，单位为 Ω·m。电阻率越高，说明油中离子性导电成分越少。

  三个量各有侧重：相对电容率反映极化能力，介质损耗因数反映综合损耗，直流电阻率反映离子导电。三者结合，才能对油品的绝缘状态作出较为完整的判断。

  电导损耗。油中残存的水分、有机酸、金属皂、纤维与金属微粒等，会在电场中离解出载流离子，形成电导电流。油品受潮或酸值升高时，这一部分损耗上升较快。

  极化损耗。油中极性分子、氧化生成的极性产物以及胶体颗粒，在交变电场中反复取向，跟不上电场变化时便产生松弛损耗。温度、频率变化时，这部分损耗的表现会随之改变。

  温度的影响。温度上升，离子迁移加快，介质损耗因数通常上升；与此同时，水分在油中的溶解度随温度上升而增大，同一杯油在不一样的温度下测得的数值差别可能相当明显。正因如此，油介损测试必须在规定的恒温条件下进行，控温精度直接决定结果的可比性。

  GDAT-C1 把测温范围设定在 0～120℃、温度测量误差设定为 ±0.5℃，正是为了让油样在规定的温度点上稳定下来，使测得的介质损耗因数与直流电阻率具备横向与纵向比较的基础。

  GDAT-C1 依据 **GB/T5654-2007《液体在允许电压下不导电的材料 相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量》**设计制造，用于绝缘油等液体绝缘介质的介质损耗因数与直流电阻率测量。该标准对油杯结构、极间间距、加温方式、试样处理与计算方式均有明确规定，油杯选用符合该规定要求的三电极式结构、极间间距 2mm，即由此而来。

  与油品电气性能相关的其他依据还包括绝缘油的介电强度试验方法、绝缘油的介质损耗因数测定方法，以及液体在允许电压下不导电的材料相对电容率与介质损耗因数测量的国际通行做法等。不同标准针对的指标并不相同：介电强度反映油耐受击穿电压的能力，介质损耗因数与电阻率反映油在电场中的损耗与导电水平，几项指标需分别测定、分别判定，不宜相互替代。

  GDAT-C1 采用一体化结构，把测量所需的各功能单元集中装配在一台机箱内，内部集成的主要部件包括：

  仪器内部采用全数字技术，测量过程由系统自动完成，配备大屏幕 5.7 寸 TFT 纯彩液晶触控显示器与全中文菜单，测试结果能自动存储并打印输出。测量时只需完成油样注入与必要的参数设置，其余环节由仪器按程序执行，操作人员无需经过专业培训即可按菜单提示完成测试。

  需要说明的是，一体化结构的意义不只是节省台面空间。介损测量属于微损耗测量，高阻测量属于极微弱电流测量，两类信号都对引线长度、屏蔽方式与接触电阻敏感。把油杯、电桥、标准电容器、高阻计与高压源集成在同一机箱内并统一接地，可以缩短信号路径、减少外部干扰的引入，更有助于温度控制与测量同步进行。

  测量精度：电容量 ±(1%读数+0.5pF)；相对电容率 ±1%读数；介质损耗因数 ±(1%读数+0.0001)；直流电阻率 ±10%读数

  从上述指标能够准确的看出量程与精度的配置思路：电容量量程 5pF～200pF 与三电极油杯的空杯电容、装油后电容大致对应；介质损耗因数测量下限到 0.00001，可以覆盖新油这类低损耗油样；直流电阻率量程延伸到 20 TΩ m，则适配新油与处理后的高阻油样；交流试验电压 200～2200V 连续可调，便于按标准规定的电场强度施加电压。

  三电极式油杯。油杯采用符合 GB/T5654-2007 的三电极式结构，极间间距 2mm，可消除杂散电容及泄漏对介损测试结果的影响。

  中频感应加热配 PID 控温。加热方式具备油杯与加热体非接触、加热均匀、升温快、控制方便等特点，使温度严控在预设温度误差范围以内。

  SF6 充气标准电容器。内部标准电容器为 SF6 充气三电极式电容，其介损及电容量不受环境和温度、湿度等影响，仪器精度在长时间使用后仍能得到保证。

  交流试验电源采用 AC-DC-AC 转换方式。可有很大成效避免市电电压及频率波动对介损测试准确性的影响，即便由发电机供电，仪器也能正常运行。

  齐备的保护功能。出现过压、过流、高压短路时，仪器迅速切断高压并发出警告信息；温度传感器失效或未连接时，同样发出警告信息；中频感应加热炉内设有限温继电器，温度超过 120 度时继电器释放、加热停止。

  试验参数设置方便。温度设置范围 0～120℃，交流电压设置范围 200～2200V，直流电压设置范围 0～500V。

  触控显示与自动测试。采用大屏幕 TFT 纯彩液晶触控显示器，显示清晰；只需简单设置，仪器即自动来测试，并自动存储和打印测试结果。

  空电极杯校准功能。测量空电极杯的电容量和介质损耗因数，用于判断空电极杯的清洗和装配状况；校准数据自动保存，以利于相对电容率和直流电阻率的精确计算。

  油杯是这台仪器里直接决定测量结果的一环。三电极式结构由高压电极、测量电极与保护电极组成：高压电极施加试验电压，测量电极引出与油样电容、损耗相关的信号，保护电极把沿绝缘表面爬行的泄漏电流引开，使其不进入测量回路。极间间距固定为 2mm，属于标准规定的结构参数。

  三电极设计要解决的是低损耗油样测量中的两个干扰源：其一为杂散电容，来自电极与机箱、电极与周边金属件之间的耦合；其二为泄漏电流，来自油面与绝缘支撑表面的污染与受潮。保护电极把这两部分电流旁路掉，测量回路中剩下的才是油样本身的容性与损耗分量。

  配套的空电极杯校准功能，相当于给测量过程留了一道自检环节。测量空杯的电容量与介质损耗因数，能判断油杯是否清理洗涤干净、装配是不是到位。如果空杯的介质损耗因数偏高，说明杯体或电极表面存在污染，此时应先行清洗，否则装油后测得的数值会整体偏大。校准数据自动保存，参与相对电容率与直流电阻率的计算，这一点对高阻测量的准确性尤为重要。

  油介损对温度十分敏感，同一杯油在不一样的温度下的介质损耗因数可能相差成倍。因此，加热方式与控温精度是这类仪器的关键环节。

  GDAT-C1 采用中频感应加热配合 PID 控温算法。感应加热的作用是把热量直接产生在油杯金属壳体上，油杯与加热体之间无需接触，热量自杯壁均匀传入油样，避免了接触式加热常见的局部过热与温度梯度问题；PID 控温则根据实测温度与设定值的偏差连续调节加热功率，把温度稳定在预设点附近。测温范围 0～120℃，温度测量误差 ±0.5℃。

  安全方面，中频感应加热炉内另设限温继电器，温度超过 120 度时继电器释放、加热停止，与软件层的温度判断构成双重保护。

  介损测量需要在油样上施加稳定的交流电压，并测量流过油样的微弱电流。市电电压波动或频率偏移都会直接影响测量结果的重复性，因此交流试验电源的稳定性相当重要。

  GDAT-C1 的交流试验电源采用 AC-DC-AC 转换方式：先把市电整流为直流，再由内部电路重新生成稳定的交流试验电压。这一过程切断了对市电瞬时波动的直接依赖，即使试验现场由发电机供电，仪器也能正确运行。交流试验电压在 200～2200V 范围内连续可调，输出频率为 50Hz。

  直流电阻率测量则依靠内置直流高压源，在 0～500V 范围内连续可调。测量时先施加直流电压，测出流过油样的微弱电流，再由高阻计把电流信号转换为电阻读数并换算为电阻率。高阻测量对绝缘、屏蔽与表面清洁度的要求比介损测量更高，操作时应保持油杯外表面与接线端干燥清洁。

  油介损测试要在油样上施加数千伏的交流电压，安全设计属于产品的基础要求。GDAT-C1 的保护功能分几个层次：

  过压、过流与高压短路保护。出现上面讲述的情况时，仪器迅速切断高压并发出警告信息，避免试品与仪器受损。

  温度异常保护。温度传感器失效或没有连接时发出警告信息，避免在测温失真的状态下继续加热；加热炉内的限温继电器在温度超过 120 度时动作，停止加热。

  操作层面的要求。测试过程中不得触碰油杯与高压接线部位，取放油杯前应先切断高压、确认电压释放；仪器外壳应可靠接地，接地是否良好既关系到测量结果的稳定，也关系到操作安全。

  以下流程按该类油介损测试仪的一般使用顺序整理，具体步骤以随机使用说明书为准。

  环境与设备检查。确认环境和温度在 0℃～40℃、相对湿度低于 75%，仪器放置在平稳台面，外壳可靠接地，电源为 AC 220V±10%、频率 50Hz/60Hz ±1%。

  油杯清洗与干燥。按规定要求清洗油杯与电极，去除前次油样的残留与表面污染，干燥后按正确位置装配。

  空杯校准。在未注入油样的状态下测量空电极杯的电容量与介质损耗因数，确认清洗与装配状况良好，校准数据由仪器自动保存。

  油样准备。按规定方法取样，油样应有代表性，避免在取样与转运过程中受潮或混入杂质。

  注入油样。把油样缓慢注入油杯，注油过程避免产生气泡；油面高度应达到规定位置，装好后静置片刻，让气泡逸出。

  参数设置。在触控屏上设置试验温度（0～120℃）、交流试验电压（200～2200V）、直流试验电压（0～500V）等参数。介质损耗因数与相对电容率一般在规定温度下测量，直流电阻率按规定要求选择温度点与电压值。

  加温恒温。启动加热，待油样温度升至设定值并稳定后方可开始测量，避免温度未稳时读数。

  执行测量。按程序依次完成介质损耗因数、相对电容率与直流电阻率的测量，仪器自动完成数据采集与计算。

  记录与输出。测量结果自动保存，可随自带实时时钟记录的日期与时间一并显示、打印或输出。

  停机与收尾。测量结束后先降温、断电，再取出油杯进行清理洗涤，废油按规定收集处理。

  温度。温度是油介损测量中影响相当明显的一项。升温不充分、恒温时间不够，都会让读数偏离；同一油样在不一样的温度下的数值不具备可比性。

  油杯清洁度与装配状态。电极表面的残留油膜、纤维与水分会直接抬高介质损耗因数。空杯校正是发现这类问题的有效手段。

  气泡。油中残留气泡在高电压下可能会导致局部放电，使损耗读数异常偏大。注油后应留出静置时间。

  电压取值。交流试验电压应按规定要求施加，电压过低不具代表性，过高可能引入其他效应。

  直流测量的极化管理。直流电阻率测量后油样会残留极化电荷，重复测量时应按规定进行放电与静置，否则读数不稳。

  环境干扰与接地。外部电磁干扰与接地不良会影响微弱信号的测量，仪器应远离强干扰源并保持良好接地。

  油杯与电极。每次测试后按标准方法清洗并干燥，避免残留油样在电极表明产生油膜；按时进行检查电极间距与装配位置是否保持在 2mm。

  标准电容器与内部部件。SF6 充气标准电容器属精密元件，应避免剧烈振动与碰撞，长期不用时按说明书要求定期通电。

  温控与温度传感器。定期核对温度示值与实际油温的一致性，传感器接线应保持可靠连接。

  高阻测量部分。保持接线端子与油杯外表面干燥清洁，避免表面漏电影响直流电阻率读数。

  电力系统油务监督。用于变压器油、互感器油、套管油、断路器油的介损与电阻率测定，配合油品色谱、耐压等试验结果综合判断油品状态。

  充油电气设备出厂与交接试验。设备注油后按标准测量油样的介损与电阻率，作为设备能否交付与投运的判据之一。

  油品生产与再生处理。在净油、再生、脱气、脱水等处理工艺前后对比测量，评估处理效果。

  设备状态评估与故障分析。对异常设备取油样测量，结合介损随温度的变化趋势判断是否受潮、是否老化。

  科研与教学。用在液态物体在允许电压下不导电的材料电气性能研究、油品介电特性实验与有关标准方法的教学演示。

  第三方检验测试的机构。作为油品介电性能检验测试的常规设备，与介质损耗因数、电阻率相关的委托检验测试的项目均可承接。

  一体化与自动化。把加温、控温、加压、测量、计算与输出集中在一台设备内自动完成，减少人为操作差异，是本类设备近年来的主要方向。

  微损耗与高阻测量的信号解决能力提升。随着数字信号处理技术的应用，介质损耗因数与直流电阻率的分辨能力持续提高，测试结果的一致性也更好。

  数据管理与接口。测试结果的自动存储、打印输出以及与实验室信息管理系统的对接，正在成为常规配置需求。

  油品状态综合评价。单一指标难以完整反映油品状态，把介损、电阻率、水分、酸值、色谱、耐压等结果联合分析，将成为更具实用价值的评价路线。

  标准方法的持续更新。有关标准会随材料与设备发展修订，设备的测量功能与计算方式也需要相应跟进。

  绝缘油的介损与电阻率属于判断油品绝缘状态的基础数据，两项指标针对的损耗机制不同，不能相互替代。GDAT-C1 把介损油杯、温控系统、介损测试电桥、交流试验电源、标准电容器、高阻计与直流高压源集成于一体，按 GB/T5654-2007 的要求配备三电极油杯，在 0～120℃ 范围内控温，在 200～2200V 交流与 0～500V 直流条件下完成测量，并以空杯校正、自动存储与实时时钟等功能保障数据的可追溯性。

  对使用者而言，把设备能力与规定要求、油样状态、试验条件三方面对应起来，比单纯追求某一项读数的高低更有意义。规范取样、规范控温、规范清洗，往往比更换设备更能改善测量结果的稳定性。

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