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中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：電力電纜介損測試儀（源頭大廠）

ZSDJS-9535電纜介損測試儀

電纜介損試驗相關(guān)標準：

DL/T 1694.6-2020 高壓測試儀器及設(shè)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(shè)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(shè)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?？勺稣臃y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-9535高壓電纜介損測試儀主要針對大容量和高電壓容性設(shè)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(shè)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?？勺稣臃y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(guān)，與材料的尺寸、體積無關(guān)，便于不同設(shè)備之間進行比較。
測量介質(zhì)損耗因數(shù):tgδ判斷電氣設(shè)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(shè)備預防性試驗規(guī)程的規(guī)定，對多種電力設(shè)備（如電力變壓器、發(fā)電機組、高壓開關(guān)、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(shè)備絕緣情況，發(fā)現(xiàn)設(shè)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(jié)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(guān)、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。

(5)“AC220V"：電源輸入插座，內(nèi)藏保險管。

 

(6)“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時亮，關(guān)時熄。

 

(7)“打印機"：打印測試報告。

 

(8)“液晶顯示器"：顯示測試數(shù)據(jù)。

 

2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

 

 

六 操作說明

 

1、連線方法

 

 

連線說明：用本產(chǎn)品隨機配備的兩根專用線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。

 

2、操作程序

 

(1) 開機。(注意:每次開機前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機時請先按停機鍵，再用電源開關(guān))

 

按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機上電復位下，自動進入如圖4所示的設(shè)限界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷。大小應按表1提供的數(shù)據(jù)更換。

 

(2) 設(shè)置限定參數(shù)

 

 

在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗的需要設(shè)定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側(cè)的過壓保護值、過流保護值、試驗時間。將光標移到相應的設(shè)定，按確定鍵選擇。

 

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz

 

試驗電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設(shè)定電壓值時，就不再升壓，并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。

 

電壓保護值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。一般情況下電壓保護值設(shè)定為比試驗電壓高4KV。

 

電流保護值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。

 

定時修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗時間的長短。單位為分鐘。

 

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數(shù)據(jù)，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。

 

將光標移到“啟動試驗電壓"按確定鍵，儀器進入圖5所示的升壓界面。

 

 

圖5（升壓畫面）

 

自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當升壓值接近設(shè)定值時出現(xiàn)圖6

 

 

此時按“上下"鍵，微調(diào)電壓，按“確定"鍵，儀器開始計時，計時結(jié)束后自動打印試驗報告?；氐介_始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測量。

 

★另外還有兩種非正常停機：過壓保護停機、過流保護停機。停機后出現(xiàn)相應的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。

 

七　電纜的超低頻耐壓試驗方法

 

1、將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。

 

2、采用10000V兆歐表對試品電纜各相分別進行絕緣電阻試驗，記錄試驗值。

 

3、試驗電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導體對地或金屬屏蔽之間的額定工作電壓。例如：額定電壓為10KV電纜，單相額定電壓 Ｕo：

 

5、可分相進行測試。試品電纜的電容值在試驗設(shè)備負載容量能力范圍內(nèi)時，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時進行耐壓試驗。

 

6、用隨機附帶的專用柔性連接電纜將試驗設(shè)備與試品電纜按圖７所示的方法相連接。合上電源，設(shè)定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護值、過壓保護值，然