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ZSDJS-9535高压电缆介损仪（电科院）

时间：2022-09-24

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：ZSDJS-9535高压电缆介损仪（电科院）

中试控股 ✔ 塑造中国制造的优质品牌

始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商：ZSDJS-9535 高压电缆介损测试仪

ZSDJS-9535高压电缆介损测试仪主要针对大容量和高电压容性设备，如高压电机、高压套管的出厂试验、高压电缆等，在采用外部大功率试验变压器或串联谐振等外部加压设备加压的环境下，进行介损测试。仪器分为手持终端和测试主机两部分。手持终端与测试主机之间采用2.4G无线通讯方式。可做正接法测试和反接法测试，正接法和反接法的电流测量量程均可达到2uA-15A的超宽范围。外施高压不同频率可自适应测量，范围可达30Hz-300Hz。

介质损耗试验的目的：是通过测量介质损耗因数来判断设备绝缘性能。

ZSDJS-9535高压电缆介损测试仪主要针对大容量和高电压容性设备，如高压电机，高压套管的出厂试验，高压电缆等，在采用外部大功率试验变压器或串联谐振等外部加压设备加压的环境下，进行介损测试。仪器分为手持终端和测试主机两部分。手持终端与测试主机之间采用2.4G无线通讯方式。可做正接法测试和反接法测试，正接法和反接法的电流测量量程均可达到2uA-15A的超宽范围。外施高压不同频率可自适应测量，范围可达30Hz-300Hz。
介质损耗试验的目的是通过测量介质损耗因数来判断设备绝缘性能。一般使用西林电桥、电流比较型电桥、M型介质试验器等仪器进行试验。

ZSDJS-9535高压电缆介损测试仪特点
1、7寸彩色液晶显示工业级电容屏
仪器采用高端电容式触摸7寸彩色液晶显示屏，超大显示界面所有操作步骤中文菜单显示，每一步都清晰明了。
2、超宽电流量程
正接法和反接法电流测量量程都可以达到20uA-15A的超宽范围，更大电流可定制。
3、超宽频率范围
外施高压频率可达30Hz-300Hz的超宽范围，自适应测量。
4、各种高电压可定制
外施高压电压能够满足各种高电压环境，可根据用户需求定制。
5、光纤高压通讯
测试主机高压采样与低压采样之间采用工业级光纤通讯模块，在兼顾高低压之间绝缘性能的同时又能最大程度保障测试数据的精度。
6、独立手持操作终端
手持终端与测试主机完全隔离采用2.4G无线通讯，整个测试过程中用户只需在手持终端上操作即可，最大程度保障操作人员的人身安全。
7、锂电池供电
手持终端、测试主机低压端、测试主机高压端，都采用锂电池供电，充满电可连续工作8小时以上。
8、U盘存储
本机存储的数据可以通过USB接口保存至U盘中。

ZSDJS-9535高压电缆介损测试仪工作原理
在交流电压作用下，电介质要消耗部分电能，这部分电能将转变为热能产生损耗。这种能量损耗叫做电介质的损耗。当电介质上施加交流电压时，电介质中的电压和电流间成在相角差ψ，ψ的余角δ称为介质损耗角，δ的正切tgδ称为介质损耗角正切。tgδ值是用来衡量电介质损耗的参数。仪器测量线路包括一标准回路（Cn）和一被试回路(Cx)，如图2—1所示。标准回路由内置高稳定度标准电容器与测量线路组成，被试回路由被试品和测量线路组成。测量线路由取样电阻与前置放大器和A/D转换器组成。通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位差，再由数字信号处理器运用数字化实时采集方法，通过矢量运算得出试品的电容值和介质损耗正切值。
三主要技术参数
1、使用条件 -15℃∽40℃ RH＜80%
2、标准电容 tgδ: <0.005% Cn: 99.78PF
耐压电压: 40KV
3、分辨率介损tgδ: 0.001%
电容量Cx: 0.001pF
频率f：0.001Hz
4、精度介损△tgδ:±(读数*1.0%+0.040%)
电容量△C x :±(读数*1.0%+1.00PF)
频率 △f:±(读数*1.0%+0.10Hz)
5、测量范围介损tgδ 无限制
电流I 20uA ≤ I ≤ 15A
电压HV 1KV ≤ HV ≤ 40KV
频率 f 30Hz≤ f ≤ 300Hz
6、手持终端锂电池 7800mAh锂电池
7、充电器 DC12.6V 3000mA
8、显示方式 7寸800*480彩色液晶显示屏
9操作方式工业级电容触摸屏
10、手持终端尺寸(mm) 270(L)×160(W)×65(H)
11、测试主机尺寸(mm) 300(L)×300(W)×600(H)
12、存储器大小 200 组支持U盘数据存储
13、重量（手持终端） 1.5Kg
14、重量（测试主机） 23Kg

变压器套管的故障是由什么引起的？
本文主要分析了变压器套管的常见故障以及引起故障的主要原因，我们一起来看下。
1.绕组的主绝缘和匝间绝缘故障
变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。其主要原因是：由于长期过负荷运行，或散热条件差，或使用年限长，使变压器绕组绝缘老化脆裂，抗电强度大大降低；变压器多次受短路冲击，使绕组受力变形，隐藏着绝缘缺陷，一旦遇有电压波动就有可能将绝缘击穿；变压器油中进水，使绝缘强度大大降低而不能承受允许的电压，造成绝缘击穿；在高压绕组加强段处或低压绕组部位，因统包绝缘膨胀，使油道阻塞，影响散热，使绕组绝缘由于过热而老化，发生击穿短路；由于防雷设施不完善，在大气过电压作用下，发生绝缘击穿。
2.引线绝缘故障
变压器引线通过变压器套管内腔引出与外部电路相连，引线是靠套管支撑和绝缘的。由于套管上端帽罩（将军帽）封闭不严而进水，引线主绝缘受潮而击穿，或变压器严重缺油使油箱内引线暴露在空气中，造成内部闪络，都会在引线处发生故障。
3.铁芯绝缘故障
变压器铁芯由硅钢片叠装而成，硅钢片之间有绝缘漆膜。由于硅钢片紧固不好，使漆膜破坏产生涡流而发生局部过热。同理，夹紧铁芯的穿芯螺丝、压铁等部件，若绝缘破坏，也会发生过热现象。此外，若变压器内残留有铁屑或焊渣，使铁芯两点或多点接地，都会造成铁芯故障。
4.变压器套管闪络和爆炸
变压器高压侧（110kV及以上）一般使用电容套管，由于瓷质不良故而有沙眼或裂纹；电容芯子制造上有缺陷，内部有游离放电；套管密封不好，有漏油现象；套管积垢严重等，都可能发生闪络和爆炸。
5.分接开关故障
变压器分接开关是变压器常见故障部位之一。分接开关分无载调压和有载调压两种，常见故障的原因是：
1）无载分接开关：由于长时间靠压力接触，会出现弹簧压力不足，滚轮压力不均，使分接开关连接部分的有效接触面积减小，以及连接处接触部分镀银磨损脱落，引起分接开关在运行中发热损坏；分接开关接触不良，引出线连接和焊接不良，经受不住短路电流的冲击而造成分接开关被短路电流烧坏而发生故障；由于管理不善，调乱了分接头或工作大意造成分接开关事故。
2）有载分接开关：带有载分接开关的变压器，分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油，则分接开关在切换中会发生短路故障，使分接开关烧坏。
在套管大修中，抽真空不彻底，使屏间残存空气，运行后在高电场作用下，发生局部放电，甚至导致绝缘层击穿，造成事故。

高压介损试验
2.1 做额定电压下介损的必要性
（1）常规10kV试验方法存在的问题
目前，在电气试验中主要都是通过10kV下的介损试验测量（tanδ）的大小来发现设备的缺陷。可是，10kV的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实反映设备运行时的状况。良好的绝缘在允许的电压范围内，无论电压上升或下降，其介损值均无明显变化。但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质损耗（tanδ）值会随着电压的升高而变大或变小。所以在设备运行电压下做介质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。
2.2 额定电压下做高压介损的升压方式
装置概述
通常进行高压介损测量时都是采用工频试验变压器升压的方式来得到试验高压。试验时需要电源控制箱、高压试验变压器、高于标准电容高压介损电桥等设备。当试验设备容量较大且电压很高时，要求电源的输出功率很大，所以电源部分的设备十分的笨重，对现场试验造成很多的不便。利用串联谐振方式升压就可以成倍地降低对输入电源功率的要求。只要我们适当地选择串联回路的参数，就能使谐振频率在工频范围内，满足介损测量的要求。
1）高压介损测试仪主机
能实现现场多点测试、自动升压、自动画出介损-电压曲线。它集高压介损电桥和变频电源于一体。只需外部配置励磁变压器、高压标准电容器、谐振电抗器、补偿电容器就可以实现高压介损的测试。
测量时试验电压先连续升压测量、后再连续降压，自动完成被试设备电容量、tgδ、试验电压值的多点连续测量、并显示、绘制相应曲线。同时还可实现数据的存储、打印、USB接口输出。又具有装置体积小重量轻，适合现场使用。
2）励磁变压器
利用变频串联谐振装置工作原理通过调频控制器提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品CX上，通过改变调频控制器的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频控制器的输出电压，使试品上高压达到所需要的电压值。
3）谐振电抗器
通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感L和试器电容C发生串联谐振。既是感抗等于容抗，来减少励磁变压器的容量。，谐振电压即为试品上所加电压。
4）高压标准电容器
因为被试品所加电压高，采用外接标准电容器是为了保护仪器和人身安全。
5）补偿电容器
回路的谐振频率取决于被试品电容CX和电抗器的电感L，谐振频率。装置试验频率是采用接近工频的交流电压，通过补偿电容器来改变试验的总电容量，使谐振频率在45Hz-55Hz范围内，近似工频保证了试验结果的可靠性和真实性。
6）测量原理
系统由可调频、调幅的正弦波变频电源，经由励磁变压器、高压谐振电抗器于电容器谐振，产生高压电源，施加于标准电容器和被试设备上。将两者低压侧的电流信号输入高压介损测试仪，采样低压侧信号，根据电桥原理，运用计算机的数据处理能力，实现高电压下电气设备介质损耗等参数的自动化、数字化测量，并显示输出被试品的电容量和介损测量值并绘制测量曲线。
2.3 额定电压下反接线做高压介损
反接线做高压介损的必要性
由于高压隔离技术的局限性，通常对接地试品在额定电压下的介损试验只能采用正接法，这样现场设备必须打开接地刀闸，给现场操作带来繁琐和不安全性。
反接线（对接地试品）测量原理及特点
外加独立的高压端采样系统，并通过光纤将高压侧电流信号高精度传送到介损电桥，实现额定电压下的反接线测试功能，测量桥体仍然处于低电位。

2.4 成套设备主要技术指标
成套设备介绍
要满足能够实现同时正接线二通道介质损耗测量和反接线二通道介质损耗测量，各单元之间通过标准接线实现整套装置的连接。为了能在500kV变电站准确测量，装置具应有良好的抗干扰性能。

1）高压介损测试仪
测量范围：介损测量范围：0-100.00%，分辨率：0.001%，额定输出电压：0-160V，额定输出电流：19A，输出波形：正弦波。
2）变频电源技术参数
输出电压：0-160V，最大输出电流30A，额定输出功率：不小于5kW。输出波形：正弦波，波形畸变<2%，输出频率：30-300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度<0.05%。
3)谐振电抗器（干式）
共4台，串联使用。额定容量：10 Kvar，额定电压：40kV，额定电流：0.25A，额定电感：600H，工作频率范围：30-300Hz。额定条件下工作时间：15min。
4）励磁变压器
额定容量：5 Kvar，额定输入电压：0-160V，额定输入电流：0-30A，额定输出电压：10000V，额定输出电流：0.5A。
5)补偿电容器
额定电容：2000 pF，额定电压：160kV，工作频率范围：30-300Hz。额定条件下工作时间：15min。
6）标准电容器
以SYL160-100为例
额定工作电压：160kV，电容器实测值误差不大于±0.5%，与标称值误差不大于±0.3%。电容器内充FS6气体，在20℃时，压力为0.4+0.1Mpa

测量原理
测量仪(原理见图4-1)中由可变频、调幅的低压电源,励磁变压器,高压电抗器组成的内置高压试验电源SR与试品电容CX、标准电容CN串联谐振,信号采集部分将两者的低压侧信号输入高压介损测试仪,再根据电桥原理,运用计算机的数据处理能力,实现高电压下电气设备介质损耗等参数的自动化、数字化测量后传至显示控制部分,显示出被试品的电容量、介损测量值和测量曲线。
其中测量系统的两套高速采样电路对标准侧和试品侧取样得到的正弦信号实时同步高速采样,得到两组几万个数据,通过计算分别得出标准侧、被试侧的电流信号幅值及有、无功分量,进而得出试品的介损及电容量。这种测量方法在测试波形畸变时也不影响测量精度,所用SF6标准电容器容值稳定。每次测量前仪器均自校以补偿元器件漂移引起的系统误差。
测量系统构成
系统以51系列单片机为核心协调各部分工作（见图4-3）。从高压端隔离取样的电压和电流信号分别经滤波放大后，同时进入各自采样保持的A/D，选择的12位A/D转换器位数和器件满足了测量精度要求，系统的性价比高。为了保证电压和电流信号同时采样，两片AD芯片共用一个采样控制信号。
试验目的
通过在额定电压下测量tanδ发现一系列绝缘缺陷，如绝缘整体受潮、老化、绝缘气隙放电等。
介质损耗试验的目的
介质损耗试验的目的是通过测量介质损耗因数来判断设备绝缘性能。一般使用西林电桥、电流比较型电桥、M型介质试验器等仪器进行试验。
测量介质损耗因数在预防性试验中是*的项目。因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。
绝缘能力的下降直接反映为介质损耗因数的增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
所以，在出厂试验时要进行介质损耗的试验，运行中的电气设备亦要进行此种试验。测量介质损耗的同时，也能得到试品的电容量。电容量的明显变化，反映了多个电容中的一个或几个发生短路、断路。
扩展资料
在交流电压作用下，电介质要消耗部分电能，这部分电能将转变为热能产生损耗。这种能量电介质的损耗。
当电介质上施加交流电压时，电介质中的电压和电流间存在相角差Ψ，Ψ的余角δ称为介质损耗角，δ的正切tgδ称为介质损耗角正切。