在電壓作用下電介質中產生的一切損耗稱為介質損耗或介質損失。如果電介質損耗很大，會使電介質溫度升高，促使材料發生老化(發脆、分解等)，如果介質溫度不斷上升，甚至會把電介質熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導致熱擊穿，因此電介質損耗的大小是衡量絕緣介質電性能的一項重要指標。
    在外加交流電壓作用下，絕緣介質就流過電流，電流在介質中產生能量損耗，這種損耗成為介質損耗。介質損耗很大時，就會使介質溫度升高而老化，甚至導致熱擊穿。因此，介質損耗的大小就反映了介質的優劣狀況。
    加交流電壓時的等值電路：

圖1-1 在絕緣物上加交流電壓時的等值電路及相量圖

    由相量圖可知，介質損耗由IR＆產生，夾角IR＆大時， 就越大，故稱δ為介質損失角，其正切值為
      tgδ＝IR／IC＝(U／R)／(U／ωC)＝1／ωCR    (1-1)
    介質損耗 P＝U2／R＝U2ωCtgδ    (1-2)
    由上式可見，當U、ω、C一定時，P正比于tgδ，所以用tgδ來表征介質損耗。
    當絕緣受潮、老化時，有功電流IR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，有時測tgδ就不靈敏，這是因為集中性缺陷為局部的，可以把介質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；有缺陷部分為R2和C2的并聯。當有缺陷部分占的比例很小時， 就很小，所以測整體的tgδ時就不易發現局部缺陷。
    在《電力設備預防性試驗規程》中對電機、電纜等絕緣，因為缺陷的集中性及體積較大，通常不做此項試驗；而對套管、電力變壓器、互感器、電容器等則做此項試驗。
    一、測量原理及方法
    介質損失角正切的測量方法：平衡測量法和角差測量法。
    平衡測量法為傳統的測量方法，即高壓西林電橋法。
    角差測量法，現代的數字式介損測量儀，采用變頻抗干擾、數字處理DSP和傅立葉變換數字濾波技術，操作簡單，精度高。
    1.用高壓西林電橋法測量tgδ
    (1)接線：正接線、反接線、對角線接線法
    正接線用于兩極對地絕緣的設備，用于試驗室或繞組間測 。
    反接線用于現場被試設備為一極接地的設備，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節R3和C4?，F場試驗通常采用反接線試驗方法。
    對角線接線用于被試設備為一極接地的設備且電橋沒有足夠的絕緣。

圖1-2 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—標準電容；R3—可變電阻；C4—可變電容；G—檢流計

   (2)電橋測試中的注意事項
    在電橋測試中，有些問題往往容易被忽視，使測量數據不能反映被試設備的真實情況，常被忽視的問題有：
    A.外界電場干擾的影響。在電壓等級較低(例如35kV電壓等級)的電氣設備tgδ測試中，容易忽視電場干擾的影響。
    B.高壓標準電容器的影響。現場經常使用的BR-16型標準電容器，電容量為50pF，要求tgδ%＜0.1%。由于標準電容器經過一段時間存放、應用和運輸后，本身的質量在不斷變化，會受潮、生銹，如忽視了這些質量問題，同樣會影響測試的數據。
    C.試品電容量變化的影響。在用QS1型西林電橋測量電氣設備絕緣狀況時，往往重視 值，而容易忽視試品電容量的變化，由此而產生一些事故。
    D.消除表面泄漏的方法。當測量電氣設備絕緣的tgδ時，空氣相對濕度對其測量結果影響很大，當絕緣表面臟污，且又處于濕度較大的環境中時，表面泄漏電流增加，對其測量結果影響更大。
    采取其有效的方法，如電熱風法、瓷套表面瓷群涂擦法、化學去濕法等。
    E.測試電源的選擇。在現場測試中，有時會遇到試驗電壓與干擾電源不同步，用移相等方法也難以使電橋平衡的情況。
    F.電橋引線的影響：
    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引線約為1～1.5m，其電容約為300～500pF。當R4＝3184歐和R3較小時，對測量結果影響很小，但若進行小容量試品測試時，就會產生偏大的測量誤差。
    高壓引線與試品夾角的影響。測量小容量試品時，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時，當試驗電壓超過一定數時，就可能產生電暈。例如若用一般的導線做高壓引線，當電壓超過50kV后，就會出現電暈現象。電暈損耗通過雜散電容將被計入被試品的tgδ內。嚴重影響測量結果，并可能導致誤判斷。
    引線接觸不良的影響。當QS1電橋高壓線或測量引出線與被試品接觸不良時，相當于被試支路串聯一個附加電阻。該電阻在交流電壓作用下會產生有功損耗并與被試品自身有功損耗疊加，使測量的介質損耗因數超過規定的限值，導致誤判斷。
    接線的影響。小電容(小于500pF)試品主要有電容型套管、3～110kV電容式電流互感器等。對這些試品采用QS1型電橋的正、反接線進行測量時，其介質損耗因數的測量結果是不同的。
    按正接線測量一次對二次或一次對二次及外殼(墊絕緣)的介質損耗因數，測量結果是實際被試品一次對二次及外殼絕緣的介質損耗因數。而一次和頂部周圍接地部分的電容和介質損耗因數均被屏蔽掉(電橋正接線測量時，接地點是電橋的屏蔽點)。
    由于正接地具有良好的抗電場干擾，測量誤差較小的特點，一般應以正接線測量結果作為分析判斷絕緣狀況的依據。
    2.角差測量法測量tgδ--異頻抗干擾介質損耗測試儀
    由于介質損耗角很小，如果直接測量其角差很困難，因此，傳統的測量方法均采用平衡測量法。隨著計算機技術的進步，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節平衡的繁瑣，大大減少了試驗的工作量。角差法測量方法很多，如圖1-3所示為角差法典型的測量原理接線圖，其工作原理如下：

圖1-3 角差法(非平衡法)測量tgδ接線示意圖

    測量tgδ實際上就是測量流過試品容性電流與全電流的相角差，在試驗時同時測量流過標準電容器電流(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，從而可以計算tgδ的數值。采樣電阻是無感精密電阻。測量回路將電流信號變為數字信號，通過傅立葉變換能精確穩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算處理的精度決定?？紤]到正、反接線及高低壓隔離問題，數據傳輸可以通過光纖傳輸或將數據轉換為紅外光并發送到接收器來進行隔離。