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中試控股技術研究院魯工為您講解：超低頻電纜介損測試儀

中試控股是ZSHVA-35KV超低頻介損高壓發生器源頭實力大廠
可以完成試驗：應用于6kV、10kV、35kV電纜、電力電容器、大中型發電機、電動機的無損耐壓及介質損耗等項目的測試，集成介質損耗診斷系統、耐壓測試等多種測試功能，峰值電壓可達80kV。
參考標準：DL/T849.4-2004和IEEE400.2-2013
ZSHVA-35KV超低頻介損高壓發生器是由中試控股研發生產，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。它克服了國內同類產品的諸多缺點，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業標準《超低頻高壓發生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。
ZSHVA-35KV超低頻介損高壓發生器采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源容量的方法。從國內外多年的理論和實踐證明，用 0.1Hz 超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡單。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的主要原因。

中試控股多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

中試控股一直致力于從事超低頻耐壓介質損耗測試裝置，檢測試驗與設備維保三位于一體，集設計、生產、銷售的服務商，為客戶提供一站式工業產品智能系統解決方案。

電氣設備的高壓耐壓試驗是《絕緣預防性試驗》規定的最重要項目之一。
耐壓試驗可分為交流耐壓試驗和直流耐壓試驗，交流耐壓試驗又可分為工頻、變頻和 0.1Hz 超低頻介損測試技術，其中 0.1Hz 超低頻介損技術是最新技術，是當前國際電工委員會推薦的技術。我公司新一代本系列超低頻介損高壓發生器是采用最新
美國技術自主開發的核心產品，采用 7 寸觸模屏、最新 ARM7 單片機、高速 AD 采集電路，并配有后臺管理軟件。
ZSHVA超低頻耐壓介質損耗測試裝置遠遠高于同類進口產品，特別適用于絕緣等值電容較大的電氣設備（例如：電力電纜、電力電容器、大中型發電機和電動機等）耐壓試驗，符合 2004 年國家新頒布電力行業標準《超低頻高壓發生器通用技術條件 DL/T849.4-2004》要求。

1.電壓（峰值）0-80kv， 靈敏度：0.1kV， 精確度：1 % 
2.波形：超低頻正弦波、直流電壓，電壓正，負峰值誤差：≤3％，電壓波形失真度：≤1％
3.頻率范圍：0.1 Hz 0.05 Hz 0.02 Hz 負載范圍（超低頻測試）：10nF–10μF
4.電流：測量范圍：0–70 mA ，靈敏度：1μA ，精確度：1 %
5.介損：
超低頻正弦波電壓范圍：1–80kVrms 
負載范圍：50nF–5μF
分辨率：不低于1x10-6
精確度：不低于1x10-3
測量范圍：1x10-3–21000x10-3
介損測量頻率：0.1Hz 
電容量范圍：50nF-5μF
電阻值范圍：30MΩ-10GΩ
體積：48cm*28cm*58cm
重量：45kg
6.使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
7.電源：頻率50Hz,60hz，電壓100v -260V±5%。
8.usb通信口。 
9.使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃～+40℃；濕度：≤85％RH
10.電源：電壓 220V±5%，50±5Hz

控制器提示停止試驗
儀器停止高壓輸出，并對試品進行自動放電，則如圖 10 所示，狀態欄中提示信息：“正在放電”。
停機后如圖 11 所示，狀態欄中提示信息：“試驗通過”并執行數據歷史保存。
注：在試驗過程中一般電壓未出現異常情況、試品沒有放電現象或出現過流保護，就可認為試驗通過。
本儀器提供兩種停機方式：
★ 定時停機：當計時達到設定時間，儀器自動停機
★ 手動停機：點擊“停機”鍵可停機。
這兩種停機方式為正常停機。
★ 另外還有兩種非正常停機:過壓保護停機、過流保護停機。
★ 過壓保護停機
當在試驗的過程中，輸出高壓超過設定限值，儀器起動停機指令后，自動切斷輸出，再執行數據歷史保存，停機后如圖 12 所示，狀態欄中提示信息：“過壓保護”并執行數據歷史保存。
圖 12 控制器提示過壓保護
★ 過流保護停機
當在試驗的過程中，輸出電流超過設定限值，儀器起動停機指令后，自動切斷輸出，再執行數據歷史保存，停機后如圖 13 所示，狀態欄中提示信息：“過流保護”并執行數據歷史保存                   
點擊圖 3 的“打印”鍵，可將顯示器上的本次數據打印成試驗報告。
在查看歷史數據狀態下，點擊“打印”鍵，可打印屏幕上當前顯示的歷史數據。（5）查看歷史數據
凡是通過了定時停機、點擊“停機”鍵進行的停機、過壓保護停機、以及過流保護停機的數據儀器自動將其保存為歷史數據。最多能保存 64 次測量的數據，64 次以前的將自動刪除。點擊圖 3 中的“查看”鍵，可出現圖 13 界面,查看最近 64 次試驗的歷史數據。
點擊圖 3 中的“時鐘”按鍵,可出現圖 15 的設置界面，用于設置系統的日期和時間。
七．電力電纜耐壓試驗方法
將與被測試電纜相連的電氣設備全部斷開。
用兆歐表測試電纜各相絕緣參數，測試合格方可進行超低頻耐壓試驗。
整定試驗電壓值：Umax=3Uo，其中 Uo 為電纜的額定相電壓值。
1：某電纜參數：額定線電壓為 10kV、額定相電壓 Uo=6kV，所以試驗電壓整定值為：Umax=3Uo=18kV
各種型號橡塑絕緣電力電纜 0.1Hz 超低頻試驗電壓值整定值如表 4。
表 4 各種型號橡塑絕緣電力電纜 0.1Hz 超低頻試驗電壓和時間

?一機多用
該儀器自身集成符合IEEE 400.2-2013的耐壓測試和介質損耗因數診斷模塊。可進行電纜交直流耐壓測試、外護套測試及故障定位等多種測試。

?強大的輸出
輸出電壓峰值可達29kV，有效值可達21KV。與同品類儀器相比，電容*大10μF，可測試更長距離電纜。輸出電流*大可達20mA，比同類儀器所需測試時間更短。

?無限制運行時間
可對電纜進行持續測量，而同品類儀器在連續工作1小時后，需要將儀器停機散熱2小時。

?可視化軟件
所有的結果可以通過USB或藍牙進行下載、編輯并生成報告。軟件具有圖形分析功能，可以更加直觀地讀取測試結果并與之前測試結果生成對比。

?DDD安全系統
儀器具有兩個獨立的接地裝置（電子和機械放電），確保儀器運行時因電源被意外切斷，也能使儀器放電，保證操作人員的安全。

?返回電壓保護
防止測試過程中電纜突然上電對人員造成傷害。當儀器檢測到外部電壓大于100V時，自動切斷電源并有紅色指示燈指示，保證操作人員安全。

?運輸方便
在尺寸，重量（14 kg）方面都具有突出特點，具有防水等級為IP67的非常堅固的水密外殼，減少了額外的運輸箱，便于現場測試及運輸。

?高清顯示屏
具有高清的彩色顯示屏(4,3")，可以輕松讀取測試結果。

?干性系統
內部無油填充部件，方便用戶日常的維護及運輸。

?系統可升級
可根據用戶的需要添加局部放電測試模塊，同時進行電纜耐壓、局部放電、介質損耗因數測試。

何謂超低頻，根據IEEE 400.2 規定輸出頻率范圍 0.1 – 0.01 Hz便稱為超低頻。采用0.1Hz高壓發生器產生純正弦波高壓，施加到被測電纜上激發缺陷點的局放，檢測系統經耦合電容器分壓后接檢測阻抗的測量回路，采用脈沖電流法進行局放測量。為何B2HV要采取正弦波呢？首先直流電對電纜損害非常大，超低頻余弦也不能測局放和介損。

自2012年以來超低頻技術的發展推動了各地的應用，廣泛的實踐應用又促進了標準的形成：IEEE、IEC等國際標準陸續納入并推薦配網電纜的超低頻介損、局放、耐壓的多功能監測式耐壓試驗。

是一款10KV電纜超低頻介損測試儀，可評估電纜老化程度，電纜健康情況盡在掌握。僅有14kg重量，現場測試一人搞定，使用時間不受限。另外IP67防護等級使其可在惡略環境下使用；特有的電壓檢測保護以及雙放電裝置，確保操作人員的生命安全，5公里以內電纜介損測試必備神器！

產品考慮到客戶的使用使用情況，可以兼容高壓和低壓側采樣。高壓側采樣的優點是會提高電纜的測試精度（例如10米以下的電纜），低壓側采樣的優點是接線少操作簡便。

輸出電流可達20mA,測試電流的大小決定了測量相同長度及容量的電纜所用的時間長短，長度越長電容越大的電纜對測試電流的要求*越高。而測試輸出電流越大則測試速度*越快。

由于中試控股串聯諧振裝置電源首要運用諧振電抗器和被試品電容諧振發生高電壓和大電流的，實驗電源僅僅供給體系有功的消耗，所以它所需電源功率僅具有實驗容量的1/Q。一起，由于串聯諧振實驗不必大功率調壓設備和工頻實驗變壓器，諧振激磁電源僅要實驗容量的1/Q，使得串聯諧振體系分量和體積方案化的減少。不一樣的是，諧振電源是諧振式濾波電路，其能優化輸出電壓波形，以至于躲避諧波峰值對試品的誤擊穿。但在串聯諧振形式下，當試品絕緣缺陷被擊穿時，電路當即脫諧，回路電流靈敏調整為正常實驗電流的1/Q，所以他還能躲避大的短路電流對缺陷點的燒傷。

2.中試控股串聯諧振原理剖析

電路諧振時阻抗值最小，當端口電壓一守時，電路電流將抵達最大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細僅與電阻的阻值有關而與電感和電容無關。諧振時電感電壓與電容電壓數值相等、相位相反，為總電壓的Q倍[4]，即。RLC串聯電路的電流是電源頻率的函數，

在電阻、電感及電容所構成的串聯電路中，當容抗與感抗相等時，電路中的電壓與電流相位一樣，電路呈現純電阻性，此即為串聯諧振[3]。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=R，此時回路總阻抗值最小，回路電流最大值。圖1(a)所示為電感和電容元件串聯構成的一端口網絡，其等效阻抗，當發生諧振時，其端口電壓與電流同相位，即，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，。界說諧振時的感抗或容抗 為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質因數Q。串聯諧振設備

為了研討電路參數對諧振特性的影響，一般選用通用諧振曲線，圖2(b)所示為串聯諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關，且曲線形狀越尖利，電路的選頻功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所對應的頻率方案為通帶寬，理論推導可得，由該式可知通帶寬與品質因數成反比。

即，在電路的電感L、電容C和電源電壓US不變的狀況下，不一樣的R值得到不一樣的Q值，圖2(a)所示為不一樣Q值時的電流幅頻特性曲線。

3.變頻串聯諧振的工程運用剖析

變頻串聯諧振實驗進程中，勵磁變的容量應大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿足實驗需要的前提下盡量降低勵磁變的變比，然后相應減小勵磁變原邊的輸入電流。實驗電源容量S=P+P1，其間P1為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。實驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于實驗電壓和高壓電流，當電抗器選用串并聯以滿足實驗需要時，有必要計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。

在現場實驗中，一般選用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數量級，約0.1-1μH/m，直

流電阻約0.1mΩ，假定接地線有曲折環繞景象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣一般在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿，試品被擊穿剎那間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時間一般在0.1-10μs之間，詳細狀況與擊穿點的實習狀況有關。從放電能量上看，即使放電時，試品的最小電容量只需0.002μF，實習實驗時試品電容量遠大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線或許發生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地線聯接不標準，寄生電感就會增大很多，發生的過電壓或許更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓實驗體系有必要一點可靠接地，分壓器的接地址與大地的聯接線應盡量短，接地線應粗、直、短，然后保證實驗安全。

變頻串聯諧振其諧振頻率，其間L為電抗器的電感值，如有幾個電抗器串并聯運用應思考互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和，現場能夠用電橋或介損儀進行實習丈量獲得。高壓電流I=2πfCU，由被試品的電氣參數和出廠耐壓實驗值，可判定現場的耐壓實驗電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其間P0為勵磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗。

為進行GIS導體對外殼交流耐壓實驗，實驗前先用介損儀在該變#1主變220kV側測得各相對地電容，并根據被試設備電容量計算所需電感以及實驗電流及容量，各相對地電容量如表1所示。根據理論計算進行準備實驗作業，現場實驗實習諧振頻率為73.8Hz，實驗進程中未發生設備部件的閃絡、放電，且實驗前后試品絕緣無明顯變化，設備順暢經過交流耐壓實驗

4.中試控股變頻串聯諧振在工程中的運用典范剖析

以某變電站220kV GIS導體對外殼耐壓實驗為例，產品出廠實驗電壓導體對地為460kV，現場奉告實驗電壓值為出廠實驗的80%，即368kV。實驗設備選用變頻式串聯諧振耐壓實驗設備，實驗按電氣設備奉告實驗標準和規程進行[1，5]。實驗時GIS設備所有氣室均充額定壓力SF6氣體且微水丈量合格，架空線、電力變壓器、避雷器和保護空位與GIS隔脫離。導體對外殼耐壓加壓實驗時，220kV GIS實驗電壓由#1主變220kV側套管處施加，每次一相，別的兩相與接地的外殼短接。

5.結論

因而咱們將中試控股變頻串聯諧振和交流工頻耐壓實驗設備進行比照，然后得知其具有電源容量小、實驗儀器易轉移、輸出電壓波形好等優勢，還能夠有力度的躲避諧波峰值對試品的誤擊穿、一起也能躲避大的短路電流燒傷缺陷點。變頻串聯諧振原理、工程運用聯系和現場實驗充分證明，變頻串聯諧振在電力工程實驗中具有出色的技術專長和龐大的市場需要。

  電纜耐壓原理是在回路頻率f=1/2π√LC時，回路產生諧振，此刻試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為體系質量因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先經過調理變頻電源的輸出頻率使回路發作串聯諧振，再在回路諧振的條件下調理變頻電源輸出電壓使試品電壓到達實驗值。因為回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的實驗電壓。

  串聯諧振裝置選用調理電源的頻率的辦法使得電抗器與被試電容器完成諧振，在被試品上取得高電壓大電流，是當時高電壓實驗的一種新的辦法和潮流，在國內外現已得到廣泛的就使用。