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中試控股技術研究院魯工為您講解：35kV電纜介質損耗老化狀態測試儀

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。

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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。

變壓器的類型、容量、電壓等級千差萬

別，但其基本原理都是一樣的，其作用都是變換電壓，傳輸電能，以供給不同的電負荷。

主變壓器是牽引變電所內的核心設備，擔負著將電力系統供給的110KV或220KV的三相電源變換成適合電力機車使用的27.5KV

的單相電。由于牽引負荷具有極度不穩定、短路故障多、諧波含量大等特點，運行環境比一般電力負荷惡劣的多， 因此要求

牽引變壓器過負荷和抗短路沖擊的能力要強，這也是牽引變壓器區別于一般電力變壓器的特點。

動力變壓器一般是給本所以外的非牽引負荷供電，電壓等級一般為27.5/10KV，容量從幾百至幾千KVA不等。

自耦變壓器（AT）是AT供電的專用變壓器，自身阻抗很小，一般沿牽引網每10～20km設一臺，用以降低線路阻抗，提高網壓

水平及減少通信干擾。

所用變壓器（又稱自用電變壓器）是給本所的二次設備、檢修設備以及日常生活、照明負荷供電的設備，電壓一般為

27.5/0.4KV或27.5/0.23KV，容量從幾十至幾百KVA不等。

 

試驗變壓器試驗注意事項

試驗變壓器是對30KV及以下的電氣設備進行交直流耐壓試驗的配套儀器。試驗變壓器的試驗必須要專業人員負責操作，并嚴

格執行試驗標準和相應的國標。試驗現場的地面及操縱臺應并保持干燥。在進行耐壓試驗前，試驗變壓器必須先檢查試品狀

態，是否還在運行是否還帶電；斷開電源并做好清潔。 接線時，必須先做接地處理。儀器和操作設備的外殼必須有接地線。 

耐壓試驗前應該測量設備的絕緣電阻值，檢查其絕緣情況。

  升壓前，要根據試品的試驗電壓要求，必須緩慢升壓，在一定時間內升到試驗電壓之后，在規定試驗時間后，迅速降壓

到零，然后關閉電源。在升壓過程中，如果發現異常情況如指針擺動幅度較大，發生燒焦或冒煙現象，試品發出異常聲響時

，應立即降壓到試驗電壓1/3以下并切斷電源停止試驗，查明原因后方可繼續。測試完畢后，將調壓器歸零，切斷電源。并對

試品做放電處理。

所有試驗完成后，先拆除電源，然后在拆除試驗的導線連線、zui后解除接地線，清理試驗現場，記錄試驗數據。

高壓試驗變壓器操作規程及注意事項

（一）操作要求：

1.在測試物的兩極與高壓試驗裝置可靠連接，切不可亂接，檢查接地線是否完好。

2.將高壓試驗區域的防護欄關閉，擺放好警示牌，確保無安全隱患后方可接通試驗電源。

3.試驗時必須嚴格按標準要求進行接線，根據不同型號的電纜調整相應的時間及試驗電壓。

4.設置好測試時間，按住升壓按鈕，使試驗電壓升至產品試驗電壓的規定要求后松開。在試驗所規定的時間內，若無擊穿現

象，則產品耐壓性能試驗通過；反之，若出現蜂鳴或電壓無法升至規定值，則說明所測試產品的耐壓性能不合格，試驗結束

后須按住降壓按鈕使電壓緩慢降為零，然后關閉試驗裝置，切斷電源，撤離連接裝置。

（二）注意事項：