中试控股技术研究院鲁工为您讲解：35kV电缆介质损耗测量仪

ZSDJS-9535电缆介损测试仪

电缆介损试验相关标准：

DL/T 1694.6-2020 高压测试仪器及设备校准规范 第6部分：电力电缆介质损耗测试仪
GB/T 3048.11-2007 电线电缆电性能试验方法 第11部分：介质损耗角正切试验
GB/T 3334-1999 电缆纸介质损耗角正切(tgδ)试验方法(电桥法)
GB/T 5654-2007 液体绝缘材料 相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量
GOST 12179-1976 电缆和导线介质损失角正切测定法

简易读懂：电缆介损测试仪是做什么?

ZSDJS-9535电缆介损测试仪针对大容量和高电压容性设备，如高压电缆（介损tgδ：无限制，电流I：20uA ≤ I ≤ 15A，电压HV：1KV ≤ HV ≤ 40KV，频率 f：30Hz≤ f ≤ 300Hz），高压电机，高压套管的出厂试验等，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。

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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。
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。
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

参考文献

交联聚乙烯电缆的介质损耗介绍

现象：电介质在外电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，电缆绝缘介质（XLPE）也不例外。

定义：电介质在电场作用下，在单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率，即介质损耗（diclectric loss），简称为介损。

作用：介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一个重要指标。介质损耗不但消耗了电能，而且使绝缘发热引发热老化。如果介电损耗较大，甚至会引起介质的过热而绝缘破坏，所以从这种意义上讲，介质损耗越小越好。

形成机理：按照电介质的物理性质通常有三种电介质损耗形式。

（1）漏导损耗：实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，这种微小电流称为漏导电流，漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。

对于XLPE电缆，在直流及交流电压下都存在漏导损耗，通常直流电压用泄漏电流的大小或绝缘电阻的大小来反映介质的这一损耗情况。

（2）极化损耗：在介质发生缓慢极化时（松弛极化、空间电荷极化等），带电粒子在电场力的影响下因克服热运动而引起的能量损耗。

对于XLPE电缆，只有在交流电压下才存在极化损耗，而且随着交流频率的增大，极化损耗通常也增大。

（3）局部放电损耗：通常在固态电介质中由于存在气隙或油隙，当外施电压达到一定数值时，气隙或油隙先放电而产生损耗，这一损耗在交流电压下要比直流电压时大的多。

对于XLPE电缆，在直流电压下，可用泄漏电流的大小来反映电介质的损耗，而在交流电压下，介质损耗不能单用泄漏电流来表示，通常用介质损耗正切来表示，即在一定的交流电压下，电缆绝缘所表现出的等效电阻Rg的大小值。

由于交联聚乙烯电力电缆不推直流耐压试验，交流耐压试验仅能反映电缆的电介质击穿特性，不能反映电缆的损耗特性，因此有必要对电力电缆进行介损测量。

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。