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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV電纜損耗介質測試儀

ZSDJS-9535電纜介損測試儀

電纜介損試驗相關標準：

DL/T 1694.6-2020 高壓測試儀器及設備校準規范 第6部分：電力電纜介質損耗測試儀
GB/T 3048.11-2007 電線電纜電性能試驗方法 第11部分：介質損耗角正切試驗
GB/T 3334-1999 電纜紙介質損耗角正切(tgδ)試驗方法(電橋法)
GB/T 5654-2007 液體絕緣材料 相對電容率、介質損耗因數和直流電阻率的測量
GOST 12179-1976 電纜和導線介質損失角正切測定法

簡易讀懂：電纜介損測試儀是做什么?

ZSDJS-9535電纜介損測試儀針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電纜（介損tgδ：無限制，電流I：20uA ≤ I ≤ 15A，電壓HV：1KV ≤ HV ≤ 40KV，頻率 f：30Hz≤ f ≤ 300Hz），高壓電機，高壓套管的出廠試驗等，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。

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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。
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。
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

參考文獻

交聯聚乙烯電纜的介質損耗介紹

現象：電介質在外電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，其內部會有發熱現象，這說明有部分電能已轉化為熱能耗散掉，電纜絕緣介質（XLPE）也不例外。

定義：電介質在電場作用下，在單位時間內因發熱而消耗的能量稱為電介質的損耗功率，即介質損耗（diclectric loss），簡稱為介損。

作用：介質損耗的大小是衡量絕緣介質電性能的一個重要指標。介質損耗不但消耗了電能，而且使絕緣發熱引發熱老化。如果介電損耗較大，甚至會引起介質的過熱而絕緣破壞，所以從這種意義上講，介質損耗越小越好。

形成機理：按照電介質的物理性質通常有三種電介質損耗形式。

（1）漏導損耗：實際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發生移動而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導電流，漏導電流流經介質時使介質發熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質損耗稱為“漏導損耗”。

對于XLPE電纜，在直流及交流電壓下都存在漏導損耗，通常直流電壓用泄漏電流的大小或絕緣電阻的大小來反映介質的這一損耗情況。

（2）極化損耗：在介質發生緩慢極化時（松弛極化、空間電荷極化等），帶電粒子在電場力的影響下因克服熱運動而引起的能量損耗。

對于XLPE電纜，只有在交流電壓下才存在極化損耗，而且隨著交流頻率的增大，極化損耗通常也增大。

（3）局部放電損耗：通常在固態電介質中由于存在氣隙或油隙，當外施電壓達到一定數值時，氣隙或油隙先放電而產生損耗，這一損耗在交流電壓下要比直流電壓時大的多。

對于XLPE電纜，在直流電壓下，可用泄漏電流的大小來反映電介質的損耗，而在交流電壓下，介質損耗不能單用泄漏電流來表示，通常用介質損耗正切來表示，即在一定的交流電壓下，電纜絕緣所表現出的等效電阻Rg的大小值。

由于交聯聚乙烯電力電纜不推直流耐壓試驗，交流耐壓試驗僅能反映電纜的電介質擊穿特性，不能反映電纜的損耗特性，因此有必要對電力電纜進行介損測量。

（三）數字型高壓介損測試儀（目前廣泛使用的介損儀）
1.基本介紹
數字高壓介損測試儀基本測量原理是基于傳統西林電橋的原理基礎上，測量系統通過標準側R4和被試側R3分別將流過標準電容器和被試品的電流信號進行高速同步采樣，經模數（A/D）轉換裝置測量得到兩組信號波形數據，再經計算處理中心分析系統，分別得出標準側和被試側正弦信號的幅值、相位關系，從而計算出被試品的電容量及介損值。
2. 工作原理
特點：測量系統一值化，粗線簡單；無機械調節部件，測量過程全自動；便于實現抗干機，數據準確可靠。數字型高壓介損測試儀內部組成由顯示控制單元（人機界面，控制儀器的測量過程）、可程控的電子調壓10kV高壓電源（產生測量用的高壓電源一般可以從0.5kV-10kV連續平緩升壓）、測量部分（完成對標準回路和被試回路電流信號實時同步采樣，由計算機分析計算出tg6及電容量）這三部分構成。
三、介質損耗因數（tgδ）測量方式
（一）正接線UST
試品不接地，橋體E端接地，在需要屏蔽的場合，E端也可用于屏蔽。此時橋體處于地電位，R3、C4可安全調節，各種介損測試儀器正接線接線方法基本一致。
（二）反接線GST
這是一種標準反接線接法，在試品接地，橋體U端接地，E端為高壓端，在需要屏蔽的場合，E端也可用于屏蔽。此時橋體處于高電位，R3、C4需通過絕緣桿調節。
這種方式橋體處于高電位，儀器內部高低壓之間需要做好絕緣防護措施。
（三）自激法測量CVT
由于C1較C2電容量要小，所以測量C2時，C1與Cn串聯等效的誤差就比較大。為了減小這種測量誤差，我們在測量C2的時候，以C1作為電橋的標準電容器，這樣可測得C2相對C1的容量比及相對介損值，由于第一次已經將C1的介損及電容量測出，通過c1就可以推算出C2的值。
另外用于串聯C1與標準電容器的導線對地電容與C1、Cn形成了T型網絡，對測量精度有影響。為了減小這種影響，一般可以采用將導線懸空減小對地電容的辦法，目前有些儀器已經加了補償算法。
四、抗干擾方法
（一）干擾源
介損測量受到的主要干擾是感應電場產生的工頻電流。無論何種測量方式，它都會進入橋體。
（二）傾向法
測量一次介損，然后將試驗電源倒相180度再測量一次，取平均值。倒相法是抗干擾最簡單的方法，也是效果最差的方法。因為兩次測量之間干擾電流或試品電流的幅度會發生波動，會引起明顯誤差。
（三）移向法
另一種工頻抗干擾方法是采用大功率移相電源，調整試驗高壓的相位，使試品電流與干擾電流方向相同或相反，這樣干擾電流影響減小，再配合倒相測量，能大大提高測量精度。
再一種方法是采用小功率調幅調相信號源，從R3橋臂上抵消干擾電流（干擾抵償法），再配合倒相測量，能大大提高測量精度。這種方法也是采用工頻抗干擾的最佳方法。
（四）變頻法
干擾十分嚴重時，變頻測量能顯示更強的抗干擾能力。例如用55Hz測量時，測量系統采用了數字濾波技術，只允許55Hz信號通過，50Hz干擾信號被有效抑制。變頻測量時，儀器對流過標準電容的電流ln和被試品的電流1x進行實時同步采樣。得到兩組包含有干擾及信號源的混合信號，儀器再運用快速傅立葉變換算法，將混合信號中信號源的信號（如55Hz信號）與干擾源（如50Hz信號）信號分離。這樣就很容易把我們關心的信號源信號分離出來。達到了抗干擾的目的。
由于介損值與試驗頻率有關，為了更好地與50Hz下的介損值等效，通常儀器分別采用50Hz士5Hz進行兩次測量，再取平均值得到等效50Hz的介損值。為了使試驗頻率更接近50Hz，有時也采用50Hz士2.5Hz進行測量。