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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV電纜變頻介質損耗測試儀

ZSDJS-9510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-9510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。

中試控股始于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-9510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。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1是本發明提供的實施例接線示意圖，如圖1所示，一種高壓電纜絕緣老化測試電路，包括：保護電阻1、直流電源2、示波器、電子開關4、以及計算機8，所述示波器包括第一示波器3和第二示波器6；

保護電阻1一端與直流電源2正極連接，保護電阻1另一端與電子開關4第一端子連接，電子開關4第二端子與第一示波器3信號端連接，第一示波器3信號地端與直流電源2負極連接，電子開關4公共端與被測電纜線芯連接，被測電纜絕緣層與第二示波器6信號端連接，第二示波器6信號地端與直流電源2負極連接；

第一示波器3和第二示波器6通過數據線7與計算機8連接；其中，所述示波器采用型號為（泰克示波器mso2024b）的示波器，該示波器能夠同時記錄5～10mhz以及20～800hz電流波形；所述保護電阻1的阻值為10kω～20kω；所述直流電源2為負極性直流電源2，該電源最大輸出電壓為20kv；所述電子開關4是由40個晶閘管（kk800-18），20串2并組成的電子開關4，該電子開關4工作電壓大于40kv，該電子開關4最大工作頻率為20khz，最大負載電流為50a。

針對上述的高壓電纜絕緣老化測試電路，其測試方法采用以下步驟：

步驟s1、將被測電纜懸空；

步驟s2、連接測試電路，根據圖1接線；

步驟s3、接通電子開關4的公共端和第一端子給被測電纜充電并保持一段時間，充電電壓為20kv并至少保持15分鐘；

步驟s4、完成步驟s3后將電子開關4公共端和第二端子接通，對電纜進行放電；

步驟s5、通過示波器記錄放電數據，包括放電過程中的高頻分量和低頻分量；

步驟s6、利用計算機8將示波器內的數據進行讀取并分析。

根據上述的步驟，首先被試電纜5導體應該懸空，并且電纜外表鎧裝與示波器連接后接地，隨后使用負極性直流電源2給被試電纜5進行充電，電壓保持在20kv以下，充電時間保證在15分鐘以上。充電過程就稱為極化過程，其中保護電阻1可以限制被試電纜5擊穿短路時引起的短路電流。當極化完成之后，將電子開關4調整到被試電纜5短路放電的位置，放電過程可以用配置的2個示波器記錄去極化電流的衰減過程，示波器通過數據線7與計算機8相連，計算機8可以將去極化電流量的衰減過程存儲下來，并篩選出其中的高頻分量和低頻分量進行分析。

上述所配備的2個示波器，配置有能夠同時記錄5～10mhz以及20～800hz電流波形的模塊；保護電阻1在10kω～20kω之間，可以保證最大短路電流在2a以下；負極性直流電源2，最大輸出電壓為20kv；電子開關4其正、反向工作電壓在40kv以上，開關頻率上限是20khz，最大負載電流是50a。

2、工作中的注意事項

     工作時必須確認需檢修的電纜。需檢修的電纜可分為2種：

     (1)終端頭故障及電纜體表面有明顯故障點的電纜。這類電纜故障，故障跡象較明顯，容易確認。

     (2)電纜表面沒有暴露出故障點的電纜。對于這類故障電纜，除查對資料，核實電纜名稱外，還必須用電纜識別儀進行

識別，使其與其他運行中的帶電電纜區別開來，尤其是在同一斷面內的眾多電纜時，嚴格區分需檢修的電纜與其他帶電的電

纜尤為重要。同時這也可以有效地防止由于電纜牌掛錯而認錯電纜，導致誤斷帶電電纜事故的發生。

     油浸式試驗變壓器，是根據《試驗變壓器》標準依托武高所的研發技術在原同類產品基礎上經過大量改進后，研制生產

的系列試驗變壓器，該產品遵照DL/T848.2-2004《高壓試驗裝置通過技術-第2部分：工頻高壓試驗裝置》，研制生產的一中

新型產品。本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、通過性強和使用方便等特點。特別適用于電力系統、工

礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電器元件、絕原材料進行工頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。是高壓試驗中必不

可少的重要設備。

試驗變壓器故障的資料并進行分析的結果表明,盡管老化趨勢及使用不同,故障的基本原因仍然相同。多種因素都可能影響到

絕緣材料的預期壽命,負責電氣設備操作的人員應給予細致地考慮。這些因素包括:誤操作、振動、高溫、雷電或涌流、過負

荷、三相負載不平衡、對控制設備的維護不夠、清潔不良、對閑置設備的維護不夠、不恰當的潤滑以及誤用等。

    1、試驗變壓器故障原因分析

    下面給出了在過去幾十年中美國HSB公司總結出的有關變壓器故障的基本原因。

    1.1線路涌流。這一類中包括由誤操作、變壓器解并列、有載調壓分接頭拉弧等原因引起的操作過電壓、電壓峰值、線路

故障以及其他輸配方面的異常現象。這類起因在變壓器故障中占有絕大部分的比例。

    1.2試驗變壓器絕緣老化。由于絕緣老化的因素,變壓器的平均壽命僅有17.8年,大大低于預期為35～40年的壽命,在1983

年,發生故障時變壓器的平均壽命為20年。

    1.3受潮。受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分。

    1.4試驗變壓器過載。過負荷經常會發生在發電廠或用電部門持續緩慢提升負荷的情況下,zui終造成變壓器超負荷運行,

過高的溫度導致了絕緣的過早老化。

    1.5雷擊。雷電波看來比以往的研究要少,除非明確屬于雷擊事故,一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。

    1.試驗變壓器6三相負載不平衡。由于三相負載不平衡所引起某相長期過載,而使該相溫度偏高進而使絕緣老化,產生匝間

短路或相間短路。