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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV電纜介質損耗測量儀

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。

高壓介損試驗
2.1 做額定電壓下介損的必要性
（1）常規10kV試驗方法存在的問題
目前，在電氣試驗中主要都是通過10kV下的介損試驗測量（tanδ）的大小來發現設備的缺陷。可是，10kV的試驗電壓遠低于設備的運行電壓，不能真實反映設備運行時的狀況。良好的絕緣在允許的電壓范圍內，無論電壓上升或下降，其介損值均無明顯變化。但現場試驗數據顯示，不同絕緣介質設備的介質損耗（tanδ）值會隨著電壓的升高而變大或變小。所以在設備運行電壓下做介質損耗測試才能真實反映設備的絕緣情況。
2.2 額定電壓下做高壓介損的升壓方式
裝置概述
通常進行高壓介損測量時都是采用工頻試驗變壓器升壓的方式來得到試驗高壓。試驗時需要電源控制箱、高壓試驗變壓器、高于標準電容高壓介損電橋等設備。當試驗設備容量較大且電壓很高時，要求電源的輸出功率很大，所以電源部分的設備十分的笨重，對現場試驗造成很多的不便。利用串聯諧振方式升壓就可以成倍地降低對輸入電源功率的要求。只要我們適當地選擇串聯回路的參數，就能使諧振頻率在工頻范圍內，滿足介損測量的要求。
1） 高壓介損測試儀主機
能實現現場多點測試、自動升壓、自動畫出介損-電壓曲線。它集高壓介損電橋和變頻電源于一體。只需外部配置勵磁變壓器、高壓標準電容器、諧振電抗器、補償電容器就可以實現高壓介損的測試。
測量時試驗電壓先連續升壓測量、后再連續降壓，自動完成被試設備電容量、tgδ、試驗電壓值的多點連續測量、并顯示、繪制相應曲線。同時還可實現數據的存儲、打印、USB接口輸出。又具有裝置體積小重量輕，適合現場使用。
2） 勵磁變壓器
利用變頻串聯諧振裝置工作原理 通過調頻控制器提供供電電源，試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品CX上，通過改變調頻控制器的輸出頻率，使回路處于串聯諧振狀態；調節變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達到所需要的電壓值。
3） 諧振電抗器
通過調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試器電容C發生串聯諧振。既是感抗等于容抗，來減少勵磁變壓器的容量。，諧振電壓即為試品上所加電壓。
4） 高壓標準電容器
因為被試品所加電壓高，采用外接標準電容器是為了保護儀器和人身安全。
5） 補償電容器
回路的諧振頻率取決于被試品電容CX和電抗器的電感L，諧振頻率。裝置試驗頻率是采用接近工頻的交流電壓，通過補償電容器來改變試驗的總電容量，使諧振頻率在45Hz-55Hz范圍內，近似工頻保證了試驗結果的可靠性和真實性。
6） 測量原理
系統由可調頻、調幅的正弦波變頻電源，經由勵磁變壓器、高壓諧振電抗器于電容器諧振，產生高壓電源，施加于標準電容器和被試設備上。將兩者低壓側的電流信號輸入高壓介損測試儀，采樣低壓側信號，根據電橋原理，運用計算機的數據處理能力，實現高電壓下電氣設備介質損耗等參數的自動化、數字化測量，并顯示輸出被試品的電容量和介損測量值并繪制測量曲線。
2.3 額定電壓下反接線做高壓介損
反接線做高壓介損的必要性
由于高壓隔離技術的局限性，通常對接地試品在額定電壓下的介損試驗只能采用正接法，這樣現場設備必須打開接地刀閘，給現場操作帶來繁瑣和不安全性。
反接線（對接地試品）測量原理及特點
外加獨立的高壓端采樣系統，并通過光纖將高壓側電流信號高精度傳送到介損電橋，實現額定電壓下的反接線測試功能，測量橋體仍然處于低電位。