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中試控股技術研究院魯工為您講解：80kV電纜損耗介質儀

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。

本發明公開了一種高壓電纜絕緣老化測試電路及其測試方法，涉及高壓電纜絕測試技術領域，針對現有技術對于高壓電纜系統，諧振耐壓和介損測量所需要的設備體積龐大，現場試驗接線時間過長，技術復雜，測試難度大，難以實現大規模的電纜絕緣測試的技術問題，采用保護電阻、直流電源、示波器、電子開關、以及計算機，所述示波器包括第一示波器和第二示波器等器具進行連接并測試，本發明提供的測試電路結構簡單、連接方便、便于攜帶，具有很好的檢測效果和推廣價值，本發明提供的測試方法易于操作、準確度高，具有良好的使用效果和廣泛的市場前景。
納米是長度計量的最小單位，1納米的長度為1毫米的百萬分之一，納米技術是在1nm-100nm的長度范圍內，直接用構成各種元素及物質的原子、原子團、分子、分子團組裝具有特定功能的材料或具有特別性能產品的高精尖技術。成功的納米技術可應用在電子、化工、軍事等各個領域，世界各國均在研究開發。納米技術（納米原料）應用在絕緣材料中，是將有機相和無機相在納米范圍內復合，增大兩相之間的界面面積，增強粘接力。作為絕緣材料，它是由多種化學原料組成，經科學配制，獨特的理化反應而成的，如果配方及工藝不合理，即使加入一些納米級原料，在品質上也不會有太大提高。
不同的電工設備對絕緣材料性能的要求各有側重，高壓電纜等高壓設備用的絕緣材料要求有高的擊穿性能和低的介質損耗，但現有技術中高壓電纜絕緣材料為了具有高擊穿性能、低介質損耗等多種效果，但難以兼顧韌性、強度等基本性能。

根據部頒標準規定，我國試驗變壓器的電壓等級有：5、10、25、35、50、100、150、300kV等;容量等級有：3、5、10、25、

50、100、150、200kVA等。

由計算結果，查部頒標準即可選出所需要的試驗變壓器。如有特殊要求，一般可向制造廠訂購特殊規格的試驗變壓器。

例如配電變壓器的電壓等級和容量是10kV、1000kVA，碰到的試品又基本上是10kV的，就可選擇50kV、5kVA的試驗變壓器，因

為10kV、1000kVA的配電變壓器的出廠試驗電壓為35kV，交流試驗電壓為30kV;同時又可滿足10kV絕緣子以及高壓開關柜的試

驗(試驗電壓為42kV)和10kV電纜的直流試驗(直流電壓為60kV，對應的交流電壓為42.83kV)的要求。

在試驗容量方面，一臺10kV、1000kVA的被試變壓器，其充電時的電容電流在30~35kV試驗時約為80~110mA，因為

35kV×110mA<5kVA，因此5kVA能滿足要求。又如一臺35kV、2000~4000kVA的變壓器，當試驗電壓在72~85kV時的電容電流約為

150~260mA，6000~8000kVA的約為300~420mA，10000kVA的約為800~1000mA等，此時所選試驗變壓器的容量必須大于上述試品

電容電流所對應的容量。一般認為，試驗變壓器容量為被試品(電力變壓器)容量的5‰。

干式試驗變壓器選型的安全運作和使用期限，非常大的層次上面依賴于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度逾越絕緣耐受

溫度使絕緣破壞，影響變壓器不能正常的主要原因之一，所以針對變壓器的運行溫度的監測及其報警控制是非常有必要的

1超溫報警、跳閘：經過預埋在低壓繞組中的PTC非線性熱敏測溫電阻收集繞組或鐵心溫度信號。當變壓器繞組溫度持續升高

，若到達155℃時，系統輸出超溫報警信號;若溫度持續上升達170℃，變壓器已不能持續運轉，須向二次保護回路運送超溫跳

閘信號，應使變壓器迅速跳閘。

2風機主動控制：經過預埋在低壓繞組最熱處的Pt100熱敏測溫電阻測取溫度信號。變壓器負荷增大，運轉溫度上升，當繞組

溫度達110℃時，系統主動發動風機冷卻;當繞組溫度低至90℃時，系統主動中止風機。

3溫度顯現系統：經過預埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測取溫度改變值，直接顯現各相繞組溫度(三相巡檢及最大值顯現，

并可記載前史最高溫度)可將最高溫度以420mA 模擬量輸出，若需傳輸至遠方(間隔可達1200m核算機，可加配核算機接口，1

只變送器，最多可一起監測31臺變壓器。系統的超溫報警、跳閘也可由Pt100熱敏傳感電阻信號動作，進一步進步溫控保護系

統的可靠性。

二、干式實驗變壓器選型的防護方法

依據使用環境特征及防護需求，干式變壓器可挑選不一樣的外殼。

通常選用IP20防護外殼，可避免直徑大于12mm固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動物進入，造成短路停電等惡性故障，為帶電

部分供給安全屏障。若須將變壓器設備在戶外，則可選用IP23防護外殼，除上述IP20防護功用外，更可避免與垂直線成60°

角以內的水滴入。但IP23外殼會使變壓器冷卻才能下降，選用時要注意其運轉容量的下降。

三、干式變壓器的冷卻方法

干式變壓器冷卻方法分為天然空氣冷卻(AN和逼迫空氣冷卻(AF天然空冷時，變壓器可在額外容量下暫時接連運轉。逼迫風冷

時，變壓器輸出容量可進步50%.適用于斷續過負荷運轉，或應急事端過負荷運轉;因為過負荷時負載損耗和阻抗電壓增幅較大

，處于非經濟運轉狀況，故不該使其處于長時刻接連過負荷運轉。

四、干式變壓器的過載才能

干式變壓器的過載才能與環境溫度、過載前的負載狀況(開始負載)變壓器的絕緣散熱狀況和發熱時刻常數等有關，若有需求

，可向出產廠索取干變的過負荷曲線。

如何使用其過載才能呢?筆者提出兩點供參閱：

1挑選核算變壓器容量時可恰當減小：充分考慮某些軋鋼、焊接等設備短時沖擊過負荷的可能性—盡量使用干式變壓器的較強

過載才能而減小變壓器容量;對某些不均勻負荷的場所，如供夜間照明等為主的居民區、文化娛樂設施以及空諧和白晝照明為

主的商場等，可充分使用其過載才能，恰當減小變壓器容量，使其主運轉時刻處于滿載或短時過載。