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電力技術
高壓電力電纜介質損耗儀（電科院）
時間：2022-09-24
中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓電力電纜介質損耗儀（電科院）
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始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商：ZSDJS-9535 高壓電纜介損測試儀
ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀主要針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電機、高壓套管的出廠試驗、高壓電纜等，在采用外部大功率試驗變壓器或串聯諧振等外部加壓設備加壓的環境下，進行介損測試。儀器分為手持終端和測試主機兩部分。手持終端與測試主機之間采用2.4G無線通訊方式。可做正接法測試和反接法測試，正接法和反接法的電流測量量程均可達到2uA-15A的超寬范圍。外施高壓不同頻率可自適應測量，范圍可達30Hz-300Hz。
介質損耗試驗的目的：是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。
ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀主要針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電機，高壓套管的出廠試驗，高壓電纜等，在采用外部大功率試驗變壓器或串聯諧振等外部加壓設備加壓的環境下，進行介損測試。儀器分為手持終端和測試主機兩部分。手持終端與測試主機之間采用2.4G無線通訊方式。可做正接法測試和反接法測試，正接法和反接法的電流測量量程均可達到2uA-15A的超寬范圍。外施高壓不同頻率可自適應測量，范圍可達30Hz-300Hz。
介質損耗試驗的目的是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。一般使用西林電橋、電流比較型電橋、M型介質試驗器等儀器進行試驗。
ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀特點
1、7寸彩色液晶顯示工業級電容屏
儀器采用高端電容式觸摸7寸彩色液晶顯示屏，超大顯示界面所有操作步驟中文菜單顯示，每一步都清晰明了。
2、超寬電流量程
正接法和反接法電流測量量程都可以達到20uA-15A的超寬范圍，更大電流可定制。
3、超寬頻率范圍
外施高壓頻率可達30Hz-300Hz的超寬范圍，自適應測量。
4、各種高電壓可定制
外施高壓電壓能夠滿足各種高電壓環境，可根據用戶需求定制。
5、光纖高壓通訊
測試主機高壓采樣與低壓采樣之間采用工業級光纖通訊模塊，在兼顧高低壓之間絕緣性能的同時又能最大程度保障測試數據的精度。
6、獨立手持操作終端
手持終端與測試主機完全隔離采用2.4G無線通訊，整個測試過程中用戶只需在手持終端上操作即可，最大程度保障操作人員的人身安全。
7、鋰電池供電
手持終端、測試主機低壓端、測試主機高壓端，都采用鋰電池供電，充滿電可連續工作8小時以上。
8、U盤存儲
本機存儲的數據可以通過USB接口保存至U盤中。
ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀工作原理
在交流電壓作用下，電介質要消耗部分電能，這部分電能將轉變為熱能產生損耗。這種能量損耗叫做電介質的損耗。當電介質上施加交流電壓時，電介質中的電壓和電流間成在相角差ψ，ψ的余角δ稱為介質損耗角，δ的正切tgδ稱為介質損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質損耗的參數。儀器測量線路包括一標準回路（Cn）和一被試回路(Cx)，如圖2—1所示。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位差，再由數字信號處理器運用數字化實時采集方法，通過矢量運算得出試品的電容值和介質損耗正切值。
三主要技術參數
1、使用條件 -15℃∽40℃ RH＜80%
2、標準電容 tgδ: <0.005% Cn: 99.78PF
耐壓電壓: 40KV
3、分辨率 介損tgδ: 0.001%
電容量Cx: 0.001pF
頻率f：0.001Hz
4、精度 介損△tgδ:±(讀數*1.0%+0.040%)
電容量△C x :±(讀數*1.0%+1.00PF)
頻率 △f:±(讀數*1.0%+0.10Hz)
5、測量范圍 介損tgδ 無限制
電流I 20uA ≤ I ≤ 15A
電壓HV 1KV ≤ HV ≤ 40KV
頻率 f 30Hz≤ f ≤ 300Hz
6、手持終端鋰電池 7800mAh鋰電池
7、充電器 DC12.6V 3000mA
8、顯示方式 7寸800*480彩色液晶顯示屏
9操作方式 工業級電容觸摸屏
10、手持終端尺寸(mm) 270(L)×160(W)×65(H)
11、測試主機尺寸(mm) 300(L)×300(W)×600(H)
12、存儲器大小 200 組 支持U盤數據存儲
13、重量（手持終端） 1.5Kg
14、重量（測試主機） 23Kg
變壓器油介質損耗因數tgδ值是判斷變壓器油絕緣狀態的重要參數之一。當絕緣有缺陷時，油介質損耗因數tgδ值就有變化（有的上升、有的下降）。例如：變壓器油進水受潮、局部放電等缺陷，都會使油介質損耗因數tgδ值發生變化，就說明變壓器油的絕緣性能降低了，因此現場進行變壓器油介損試驗時，要求tgδ值不應有明顯的增加和下降，即要求tgδ值在歷次試驗中不應有明顯的變化。
進行變壓器油介損試驗，也是預防性試驗，其目的就是監視電壓器油的絕緣性能，以確保變壓器的安全運行。
關于介質損耗的一些基本概念
1、介質損耗
什么是介質損耗：絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。
2、介質損耗角δ
在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數角Φ)的余角(δ)。 簡稱介損角。
3、介質損耗正切值tgδ
又稱介質損耗因數，是指介質損耗角正切值，簡稱介損角正切。介質損耗因數的定義如下:
如果取得試品的電流相量 和電壓相量 ，則可以得到如下相量圖：
總電流可以分解為電容電流Ic和電阻電流IR合成，因此：
這正是損失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此現在的數字化儀器從本質上講，是通過測量δ或者Φ得到介損因數。
測量介損對判斷電氣設備的絕緣狀況是一種傳統的、十分有效的方法。絕緣能力的下降直接反映為介損增大。進一步就可以分析絕緣下降的原因，如：絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質等等。
測量介損的同時，也能得到試品的電容量。如果多個電容屏中的一個或幾個發生短路、斷路，電容量就有明顯的變化，因此電容量也是一個重要參數。
4、功率因數cosΦ
功率因數是功率因數角Φ的余弦值，意義為被測試品的總視在功率S中有功功率P所占的比重。功率因數的定義如下:
有的介損測試儀習慣顯示功率因數(PF:cosΦ)，而不是介質損耗因數(DF:tgδ)。一般cosΦ<tgδ，在損耗很小時這兩個數值非常接近。
5、高壓電容電橋
高壓電容電橋的標準通道輸入標準電容器的電流、試品通道輸入試品電流。通過比對電流相位差測量tgδ，通過出比電流幅值測量試品電容量。因此用電橋測量介損還需要攜帶標準電容器、升壓PT和調壓器。接線也十分煩瑣。
1. 本儀器只能在停電的設備上使用；接地端應可靠接在接地網，儀器盡量選擇在寬暢，安全可靠的地方使用。
2. 測試過程中如遇危及安全的特殊情況時，可緊急關閉總電源。
3. 為保證測量精度，特別當小電容量試品損耗小時，一定要保證被試設備低壓端（或二次端）絕緣良好，在相對濕度較小的環境中測量。
4. 儀器自帶有升壓裝置，應注意高壓引線的絕緣距離及人員安全；10、儀器應可靠接地，接地不好可能引起機器保護或造成危險。
5. 儀器啟動后，除特殊情況外，不允許突然關斷電源，以免引起過壓損壞設備；
6. 儀器所配（HVx）專用高壓電線雖出廠時已檢測合格，但測量時仍需遠離人體及低壓測試線（Cx）；高壓芯線與高壓屏蔽線均不允許接地和測試回路的低電位部分。
CX輸入線的芯線和屏蔽線均不允許接觸測試回路的帶高壓部分。
7. 儀器應注意防潮，防劇烈振動。
8. 當現場干擾較大，用工頻無法得到確定結果時，應使用異頻測量，其它情況應使用工頻測量。
9. 當發出測量指令后，較長時間（1分鐘）屏幕上不出現測量結果，有可能是試品電容太大或死機造成，重新開機后降低測量電壓再測。
10. 試品短路將無法測量，儀器自動保護。機機頭上方出紙口處伸出一段時，按一下按鍵停止走紙。打印紙允許往外拉。
測量介質損耗的意義在哪里？
在電力系統中，用于介質損耗是用于測量高壓套管，互感器的絕緣分布情況，介質損耗角正切值又稱介質損耗因數或介損角，通常用δ表示，在平時的預防性項目或者檢修過程中，測量介質損耗因數是一項靈敏度很高的試驗，通過施加高壓可以發現電力設備絕緣整體受潮、劣化變質以及小體積被試設備貫通和未貫通的局部缺陷，這就是測量介質損失的最大的意義。
介質損耗測量結果的實際案例
例如：測量變壓器套管的介質損耗測試儀，正常狀態時，tg值為0.5％，而當受潮后tg值為3.5％，兩個數據相差7倍，而用測量絕緣電阻檢測，
受潮前后的數值相差不大，由此我們也可以得出，通過介質損耗的測量能更深入的發現電氣設備的受潮情況。
目前，測量介質損耗存在的問題
（1）抗干擾能力
由于介質損耗測試是一個靈敏度很高的項目，因此測試數據也極易受到外界電場的干擾，目前介損測試儀采取的抗干擾方法主要有：倒相法、移相法、異頻法等，雖然這些方法能在一定程度下解決干擾的問題，但當外界干擾很強的情況下，仍會產生較大的偏差。
（2）反接法的測試精度問題
現場很多電力設備均已接地，因此必須使用反接法進行檢測，但反接時，影響測試數據的因素較多，往往數據會有很大偏差，特別是當被試品容量較小（如套管），
高壓導線拖地測試時（有些介損測試儀所配高壓導線雖能拖地使用，但對地泄漏電流較大），會嚴重影響測試的準確度。
介質損耗測試儀的工作原理：在交流電壓作用下，電介質要消耗部分電能，這部分電能將轉變為熱能產生損耗。這種能量損耗叫做電介質的損耗。當電介質上施加交流電壓時，電介質中的電壓和電流間存在相角差Ψ，Ψ的余角δ稱為介質損耗角，δ的正切tgδ稱為介質損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質損耗的參數。儀器測量線路包括一標準回路（Cn）和一被試回路（Cx）。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位等，再由單片機運用數字化實時采集方法，通過矢量運算便可得出試品的電容值和介質損耗正切值。
介質損耗測試儀主要用于測量高壓工業絕緣材料的介質損失角的正切值及電容量。主要可以測量電容器、互感器、變壓器、絕緣紙、電容器薄膜等各種電工油及各種固體絕緣材料在工頻高壓下的介質損耗(tgδ)和電容量( Cx)，其測量線路采用“正接法”即測量對地絕緣的試品。由于電橋內附有一個2500KV的高壓電源及一臺高壓標準電容器，并將副橋和檢流計與高壓電橋有機的結合在一起，特別適應測量各類絕緣油和絕緣材料的介損(tgδ)及介電常數(ε)。
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