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中試控股技術研究院魯工為您講解：80kV電纜介損測試儀

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?？勺稣臃y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?；诒景l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。

圖中：D – 短路桿 VD – 高壓硅堆

三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的結線原理見圖5。串級高壓試驗變壓器有很大的優越性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試

驗變壓器組成，單臺試驗變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸

出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經濟實惠。圖5中，在*級和第二級的每個單

元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺串級試驗變器基本原理圖中，低壓電源加在試驗變壓器I的初級繞

組a1x1上，單臺試驗變壓Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第二級試驗變壓器Ⅱ的初級繞組供電；第二級試驗

變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第三級試驗變壓器Ⅲ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別

處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器I的箱體是接地的。這樣*級、第二級、第三試驗變壓器

對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。

               圖5：三臺試驗變壓器串級接線原理圖

圖中：P - 容量（KVA） V – 電壓（KV） G1、G1 – 絕緣支架

TQSB試驗變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫出，其原理與上圖相同。

使用方法：

TQSB試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見圖6。

                圖6：被試品工頻耐壓試驗接線圖

圖中：R1 – 限流電阻 RCF – 阻容分壓器 RF – 球間隙保護電阻

       G – 球間隙 CX – 被試品

注：高壓尾必須可靠接地。

工頻耐壓試驗中限流電阻R1應根據試驗變壓器的額定容量來選擇。如高壓側額定輸出電流在100 – 300mA時，可取0.5 - 1Ω

∕ⅴ（試驗電壓）；高壓側額定輸出電流為1A以上時，可取1Ω∕ⅴ（試驗電壓）。常用水電阻作為限流電阻，管子長度可按

150KV∕m考慮，管子的粗細應具有足夠的熱容量（水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值）。

球間隙及保護電阻：當電壓超過球間隙整定值時（一般取試驗電壓的110％ - 120％）球間隙放電，對被試品起到保護作用。

球間隙保護電阻可按1Ω∕ⅴ（試驗電壓）選取。

在工頻耐壓試驗中，低壓側測量電壓（儀表電壓）不是非常準確的，其原因是由于試驗變壓器存在著漏抗，在這上個漏抗上

必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗時，被試品上的電

壓高于試驗變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現象。感應耐壓試驗時，試驗變壓器的漏抗必須存在著壓降。為了準確測量

被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側接入RCF阻容分壓器來測量電壓（見圖6）。

工頻耐壓試驗操作注意事項：

試驗人員應做好分工，明確相互間辦法。并有專門人監護現場安全及觀察試品狀態。

被試品應先清掃干凈，并干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。

對于大型試驗，一般都應先進行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調整球間隙。