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中試控股技術研究院魯工為您講解：電力高壓電纜損耗介質(zhì)測試儀（源頭大廠）

ZSDJS-9535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(guī)范 第6部分：電力電纜介質(zhì)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(zhì)損耗角正切試驗
GB/T 3334-1999 電纜紙介質(zhì)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(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量
GOST 12179-1976 電纜和導線介質(zhì)損失角正切測定法

簡易讀懂：電纜介損測試儀是做什么?

ZSDJS-9535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(lián)諧振等外部加壓設備加壓的環(huán)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(yè)制造 ? 國家電網(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

ZSDJS-9535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(lián)諧振等外部加壓設備加壓的環(huán)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(yè)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(huán)境，可根據(jù)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(yè)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(shù)據(jù)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(xù)工作8小時以上。
8、U盤存儲：本機存儲的數(shù)據(jù)可以通過USB接口保存至U盤中。
參數(shù)：
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(shù)*1.0%+0.040%)，電容量△C x :±(讀數(shù)*1.0%+1.00PF)，頻率 △f:±(讀數(shù)*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(yè)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(shù)據(jù)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(lián)聚乙烯電纜的介質(zhì)損耗介紹

現(xiàn)象：電介質(zhì)在外電場作用下，由于介質(zhì)電導和介質(zhì)極化的滯后效應，其內(nèi)部會有發(fā)熱現(xiàn)象，這說明有部分電能已轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，電纜絕緣介質(zhì)（XLPE）也不例外。

定義：電介質(zhì)在電場作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量稱為電介質(zhì)的損耗功率，即介質(zhì)損耗（diclectric loss），簡稱為介損。

作用：介質(zhì)損耗的大小是衡量絕緣介質(zhì)電性能的一個重要指標。介質(zhì)損耗不但消耗了電能，而且使絕緣發(fā)熱引發(fā)熱老化。如果介電損耗較大，甚至會引起介質(zhì)的過熱而絕緣破壞，所以從這種意義上講，介質(zhì)損耗越小越好。

形成機理：按照電介質(zhì)的物理性質(zhì)通常有三種電介質(zhì)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(zhì)，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發(fā)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(jīng)介質(zhì)時使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質(zhì)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(zhì)的這一損耗情況。

（2）極化損耗：在介質(zhì)發(fā)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(tài)電介質(zhì)中由于存在氣隙或油隙，當外施電壓達到一定數(shù)值時，氣隙或油隙先放電而產(chǎn)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(zhì)的損耗，而在交流電壓下，介質(zhì)損耗不能單用泄漏電流來表示，通常用介質(zhì)損耗正切來表示，即在一定的交流電壓下，電纜絕緣所表現(xiàn)出的等效電阻Rg的大小值。

由于交聯(lián)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(zhì)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。

介質(zhì)損耗因數(shù)的定義是：
介質(zhì)損耗因數(shù):tgδ只與材料特性有關，與材料的尺寸、體積無關，便于不同設備之間進行比較。
測量介質(zhì)損耗因數(shù):tgδ判斷電氣設備的絕緣狀況是一種傳統(tǒng)的、十分有效的方法。它能反映出絕緣的一系列缺陷，如絕緣受潮，油或浸漬物臟污或劣化變質(zhì)，絕緣中有氣隙發(fā)生放電等。這時流過絕緣的電流中有功分量IRX增大了，:tgδ也加大。
按照電力設備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定，對多種電力設備（如電力變壓器、發(fā)電機組、高壓開關、電壓電流互感器、套管、耦合電容等）都需要做介質(zhì)損耗因素（:tgδ）的測量。
所以:tgδ試驗是一項必不可少而且非常有效的試驗。能較靈敏地反映出設備絕緣情況，發(fā)現(xiàn)設備缺陷。
二、介質(zhì)損耗因數(shù)（tgδ）測量原理
介質(zhì)損耗測量電橋分類：
（一）西林電橋（如QS1）
1.西林電橋簡介
西林電橋即QS1電橋是80年代以前廣泛使用的現(xiàn)場介損測試儀器。試驗時需配備外部標準電容器（如BR16型標準電容器），以及10kV升壓器及電源控制箱。需要調(diào)節(jié)平衡，結果需要換算，使用不太方便。
2.西林電橋工作原理
高壓西林電橋是由：交流阻抗器、轉(zhuǎn)換開關、檢流計、高壓標準電容器等組成。調(diào)節(jié)R3、C4使電橋平衡，此時a、b兩點電壓幅值相位完全相等，即R3、C4兩端電壓相等。
3.西林電橋測量原理
經(jīng)過運算，按復數(shù)相等實部、虛部分別相等的規(guī)定可得到：
按串連模型介損定義：由于R4是固定的3184Q，頻率是50Hz、C4單位為uF時，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盤上讀出介損，通過R3、R4、Cn可以計算Cx。
現(xiàn)場使用QS1電橋時，需要先將升壓裝置，標準電容器和電橋等進行連線，然后調(diào)節(jié)R3和C4，使得檢流計指示為零。這時電橋平衡。讀得C4值即為tgδ值，R3值經(jīng)過計算可得出被試品電容值。總之現(xiàn)場操作使用都比較麻煩，抗干擾能力差，已經(jīng)不能適應現(xiàn)在電氣試驗工作的需要。
（二）電流比較儀電橋
1.電流比較儀電橋工作原理
特點是測暈精度高，適合實驗室高精度測量，電流比較儀電橋的工作原理是采用安匝平衡的原理。平衡過程見右圖，當交流電源加在試品、標準電容器和電橋及地之間，在試品上產(chǎn)生一個電流1x，在標準電容器上也產(chǎn)生一個電流ln，當兩個電流流過Wx、Wn時，由于lx、ln兩個電流的相位、幅值不相同，使Wd 有電流ld產(chǎn)生，通過調(diào)整Wx、Wn、C、R使lx、Iln兩個電流的幅值相同，相位相反。

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。

1 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。

2 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(shù)據(jù)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(jié)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(shù)據(jù)的準確性受到影響。對于測量的數(shù)據(jù)來講，通過一次試驗是不可能得到數(shù)據(jù)的，需要通過大量的

試驗來確保數(shù)據(jù)的性，通過歷史數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)的比較得出相應的結果，而在試驗過程中，空氣濕度的指數(shù)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(xiàn)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(guī)則運動。分子的不規(guī)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(xiàn)，當溫度升高時，水分會溶解到電阻內(nèi)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(xiàn)。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(nèi)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(nèi)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(nèi)部的電流也就越大。會造成上述現(xiàn)象的*源頭便是變壓器受潮。當電壓器受潮時

，所測量出的電流數(shù)據(jù)是不準確的，因此，在進行電力高壓試驗時，應該選擇新的變壓器，以提高試驗數(shù)據(jù)測量的準確性。

zui后，升壓速度對試驗的影響。泄露電流是由于變壓器受潮后所導致，此電流的產(chǎn)生與空氣的濕度、溫度、絕緣子表面的整

潔度以及電壓等因素有關。泄露電流是否收到升壓速度的影響，事實上，泄露電流是受到升壓速度的影響的。通過大量的試

驗表明，泄露電流的實際測量值受到升壓速度的影響，在升壓速度的影響下，實際測量值會與理論值有一定的偏差，這種區(qū)

別在大容量變壓器中更加明顯。

3 預設的試驗程序

3.1 試驗含有的準備時段

在實驗四周做好安全防護網(wǎng)，并在安全網(wǎng)上貼上警告牌，嚴格按照相關的規(guī)定要求進行試驗。安全網(wǎng)周圍要有專人看守，嚴

謹無關人員靠近而造成不必要的后果。負責人要由專業(yè)人員擔任。在對變壓器進行高壓試驗時，安全問題是首要考慮的問題