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電力技術

（電科院）電力高壓電纜介質損耗測試儀

時間：2022-09-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：（電科院）電力高壓電纜介質損耗測試儀

中試控股 ? 塑造中國制造的優質品牌

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-9535 高壓電纜介損測試儀

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。

介質損耗試驗的目的：是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。

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。
介質損耗試驗的目的是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。一般使用西林電橋、電流比較型電橋、M型介質試驗器等儀器進行試驗。

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀特點
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。

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀工作原理
在交流電壓作用下，電介質要消耗部分電能，這部分電能將轉變為熱能產生損耗。這種能量損耗叫做電介質的損耗。當電介質上施加交流電壓時，電介質中的電壓和電流間成在相角差ψ，ψ的余角δ稱為介質損耗角，δ的正切tgδ稱為介質損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質損耗的參數。儀器測量線路包括一標準回路（Cn）和一被試回路(Cx)，如圖2—1所示。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位差，再由數字信號處理器運用數字化實時采集方法，通過矢量運算得出試品的電容值和介質損耗正切值。
三主要技術參數
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

介質損耗因數（tgδ）測量原理
介質損耗測量電橋分類：
（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。需要調節平衡，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、轉換開關、檢流計、高壓標準電容器等組成。調節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
經過運算，按復數相等實部、虛部分別相等的規定可得到：
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，然后調節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值經過計算可得出被試品電容值。總之現場操作使用都比較麻煩，抗干擾能力差，已經不能適應現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，在試品上產生一個電流1x，在標準電容器上也產生一個電流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產生，通過調整Wx、Wn、C、R使lx、Iln兩個電流的幅值相同，相位相反。
（三）數字型高壓介損測試儀（目前廣泛使用的介損儀）
1.基本介紹
數字高壓介損測試儀基本測量原理是基于傳統西林電橋的原理基礎上，測量系統通過標準側R4和被試側R3分別將流過標準電容器和被試品的電流信號進行高速同步采樣，經模數（A/D）轉換裝置測量得到兩組信號波形數據，再經計算處理中心分析系統，分別得出標準側和被試側正弦信號的幅值、相位關系，從而計算出被試品的電容量及介損值。
2. 工作原理
特點：測量系統一值化，粗線簡單；無機械調節部件，測量過程全自動；便于實現抗干機，數據準確可靠。數字型高壓介損測試儀內部組成由顯示控制單元（人機界面，控制儀器的測量過程）、可程控的電子調壓10kV高壓電源（產生測量用的高壓電源一般可以從0.5kV-10kV連續平緩升壓）、測量部分（完成對標準回路和被試回路電流信號實時同步采樣，由計算機分析計算出tg6及電容量）這三部分構成。
三、介質損耗因數（tgδ）測量方式
（一）正接線UST
試品不接地，橋體E端接地，在需要屏蔽的場合，E端也可用于屏蔽。此時橋體處于地電位，R3、C4可安全調節，各種介損測試儀器正接線接線方法基本一致。
（二）反接線GST
這是一種標準反接線接法，在試品接地，橋體U端接地，E端為高壓端，在需要屏蔽的場合，E端也可用于屏蔽。此時橋體處于高電位，R3、C4需通過絕緣桿調節。
這種方式橋體處于高電位，儀器內部高低壓之間需要做好絕緣防護措施。
（三）自激法測量CVT
由于C1較C2電容量要小，所以測量C2時，C1與Cn串聯等效的誤差就比較大。為了減小這種測量誤差，我們在測量C2的時候，以C1作為電橋的標準電容器，這樣可測得C2相對C1的容量比及相對介損值，由于第一次已經將C1的介損及電容量測出，通過c1就可以推算出C2的值。
另外用于串聯C1與標準電容器的導線對地電容與C1、Cn形成了T型網絡，對測量精度有影響。為了減小這種影響，一般可以采用將導線懸空減小對地電容的辦法，目前有些儀器已經加了補償算法。
四、抗干擾方法
（一）干擾源
介損測量受到的主要干擾是感應電場產生的工頻電流。無論何種測量方式，它都會進入橋體。
（二）傾向法
測量一次介損，然后將試驗電源倒相180度再測量一次，取平均值。倒相法是抗干擾最簡單的方法，也是效果最差的方法。因為兩次測量之間干擾電流或試品電流的幅度會發生波動，會引起明顯誤差。
（三）移向法
另一種工頻抗干擾方法是采用大功率移相電源，調整試驗高壓的相位，使試品電流與干擾電流方向相同或相反，這樣干擾電流影響減小，再配合倒相測量，能大大提高測量精度。
再一種方法是采用小功率調幅調相信號源，從R3橋臂上抵消干擾電流（干擾抵償法），再配合倒相測量，能大大提高測量精度。這種方法也是采用工頻抗干擾的最佳方法。
（四）變頻法
干擾十分嚴重時，變頻測量能顯示更強的抗干擾能力。例如用55Hz測量時，測量系統采用了數字濾波技術，只允許55Hz信號通過，50Hz干擾信號被有效抑制。變頻測量時，儀器對流過標準電容的電流ln和被試品的電流1x進行實時同步采樣。得到兩組包含有干擾及信號源的混合信號，儀器再運用快速傅立葉變換算法，將混合信號中信號源的信號（如55Hz信號）與干擾源（如50Hz信號）信號分離。這樣就很容易把我們關心的信號源信號分離出來。達到了抗干擾的目的。
由于介損值與試驗頻率有關，為了更好地與50Hz下的介損值等效，通常儀器分別采用50Hz士5Hz進行兩次測量，再取平均值得到等效50Hz的介損值。為了使試驗頻率更接近50Hz，有時也采用50Hz士2.5Hz進行測量。

電力電纜安全知識15條，電力人必知
電力電纜在電網、地方、工廠和重要建筑設施中有著重要的作用，到目前為止在大部分地區是不可替代的。電力電纜的安全管理是高壓配電網絡的安全運行水平的一個重要環節。所以電力電纜的安全管理直接影響電力企業的經濟效益，是電力系統與用戶直接相連的重要環節。應該合理安全地應用和管理電力電纜，才能保證讓電力給工業，人民帶來更大的效益和幸福。