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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜介質損耗測量儀（電科院）

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。

隨著我國經濟的不斷發展，對電網運行的安全性與可靠性要求越來越高，確保電網運行穩定的有效設施之一便是電力高壓試

驗的變壓器，對于電力系統來講，電力高壓試驗變壓器有著極為特殊的意義，起著重要作用。通過對高壓試驗以及電力變壓

器的簡述，提出電力高壓變壓器試驗的重要性，并從電壓極性、溫度、濕度以及升壓速度等多個因素進行分析，分析出對電

力高壓試驗變壓器的影響。

電力高壓試驗變壓器具有很多特點，其重量輕、體積小、通用性極強、各個功能齊全、結構緊湊等特點，在使用上非常方便

，對電力系統來講，是不可或缺的，起著重要作用。電力高壓試驗變壓器適用于工礦企業、電力系統以及科研部門等，便于

其對電氣元件、高壓設備、絕緣材料等進行直流高壓或者是工頻下的絕緣度試驗。在高壓試驗中，電力高壓試驗變壓器是重

要的試驗設備之一。本文將對電力高壓試驗的變壓器進行研究與分析。

一、電氣高壓試驗的簡述

進行電氣高壓試驗的主要目的是，檢查電氣設備的絕緣性是否良好，各個功能是否正常，以確保電氣設備能夠正常運行。在

對變壓器進行高壓試驗時，要在屏蔽的條件下進行，因為空氣中的濕度與溫度等問題都會對試驗造成影響，使得試驗結果的

準確性受到影響。在屏蔽的條件下進行高壓試驗，試驗結果將會更加準確。

二、影響試驗變壓器試驗的因素

對于試驗變壓器的安全性來講，受到試驗數據準確性，試驗的可行性影響嚴重，在進行高壓試驗時，影響到試驗的因素很多

，下面對主要的影響因素進行逐一分析。

首先，高壓試驗會受到濕度與溫度的影響。濕度：高壓試驗節進行時，必須在屏蔽的條件下進行，而試驗過程中會受到空氣

濕度的影響，使得實驗數據的準確性受到影響。對于測量的數據來講，通過一次試驗是不可能得到精準數據的，需要通過大

量的試驗來確保數據的精準性，通過歷史數據與標準數據的比較得出相應的結果，而在試驗過程中，空氣濕度的指數越大，

測量出的結果準確性越低，因此，在高壓試驗過程中，受到空氣中濕度的影響是主要原因之一。

受到溫度的影響：高壓試驗過程中，溫度的影響主要表現在試驗材料對溫度的敏感性。變壓器所使用的材料是絕緣的，當受

溫度很高時，材料的絕緣性就會變差，絕緣的電阻阻值將會降低，主要原理如下：

離子與分子的不規則運動。分子的不規則運動受到溫度的影響嚴重，當溫度變高時，分子的運動將會變得劇烈。同樣，離子

在絕緣電阻中，當溫度升高時，運動也將會逐漸加快。電阻的極性變大，從而使得阻值降低。

水分溶解。絕緣電阻中有水分出現，當溫度升高時，水分會溶解到電阻內部使得阻值變小。

通常情況下，電阻的阻值與溫度成反比，所以在試驗過程中需要在屏蔽的條件下進行。與此同時，在實驗過程中還要確保絕

緣電阻的表面清潔，這也會造成測量誤差出現。另外，還需要注意的是，對于干變壓器來講，在溫度40度前，絕緣電阻的阻

值是與溫度成正比的。

其次，泄露電流與電壓極性的關系。由于變壓器繞阻時的極性不同，所以電阻內部含有的水分也是不同的。當電阻的極性為

正極時，正電荷的水分子將會受到排斥，從而使得水分子減少，內部所擁有的電流就越少，從而此時流失的電流便會越多；

相反，如果是負極，那么水分子就會增多，內部的電流也就越大。會造成上述現象的單獨源頭便是變壓器受潮。當電壓器受