中试控股技术研究院鲁工为您讲解：80kV电缆介损测试装置

ZSDJS-9510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-9510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-9510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。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的实施例接线示意图，如图1所示，一种高压电缆绝缘老化测试电路，包括：保护电阻1、直流电源2、示波器、电子开关4、以及计算机8，所述示波器包括第一示波器3和第二示波器6；

保护电阻1一端与直流电源2正极连接，保护电阻1另一端与电子开关4第一端子连接，电子开关4第二端子与第一示波器3信号端连接，第一示波器3信号地端与直流电源2负极连接，电子开关4公共端与被测电缆线芯连接，被测电缆绝缘层与第二示波器6信号端连接，第二示波器6信号地端与直流电源2负极连接；

第一示波器3和第二示波器6通过数据线7与计算机8连接；其中，所述示波器采用型号为（泰克示波器mso2024b）的示波器，该示波器能够同时记录5～10mhz以及20～800hz电流波形；所述保护电阻1的阻值为10kω～20kω；所述直流电源2为负极性直流电源2，该电源最大输出电压为20kv；所述电子开关4是由40个晶闸管（kk800-18），20串2并组成的电子开关4，该电子开关4工作电压大于40kv，该电子开关4最大工作频率为20khz，最大负载电流为50a。

针对上述的高压电缆绝缘老化测试电路，其测试方法采用以下步骤：

步骤s1、将被测电缆悬空；

步骤s2、连接测试电路，根据图1接线；

步骤s3、接通电子开关4的公共端和第一端子给被测电缆充电并保持一段时间，充电电压为20kv并至少保持15分钟；

步骤s4、完成步骤s3后将电子开关4公共端和第二端子接通，对电缆进行放电；

步骤s5、通过示波器记录放电数据，包括放电过程中的高频分量和低频分量；

步骤s6、利用计算机8将示波器内的数据进行读取并分析。

根据上述的步骤，首先被试电缆5导体应该悬空，并且电缆外表铠装与示波器连接后接地，随后使用负极性直流电源2给被试电缆5进行充电，电压保持在20kv以下，充电时间保证在15分钟以上。充电过程就称为极化过程，其中保护电阻1可以限制被试电缆5击穿短路时引起的短路电流。当极化完成之后，将电子开关4调整到被试电缆5短路放电的位置，放电过程可以用配置的2个示波器记录去极化电流的衰减过程，示波器通过数据线7与计算机8相连，计算机8可以将去极化电流量的衰减过程存储下来，并筛选出其中的高频分量和低频分量进行分析。

上述所配备的2个示波器，配置有能够同时记录5～10mhz以及20～800hz电流波形的模块；保护电阻1在10kω～20kω之间，可以保证最大短路电流在2a以下；负极性直流电源2，最大输出电压为20kv；电子开关4其正、反向工作电压在40kv以上，开关频率上限是20khz，最大负载电流是50a。

5．5．1 高压绕组采用了QZ-2/180漆包铜圆线，它的耐温为180℃，绝缘等级为H级，它的绕制方法采用了分段塔式结构，层

间电压低，远低于普通层式绕组层间电压。层间承受的电压越低，变压器的电气性能越好，由高电压引起的局部放电值也越

低，从而减少了由局部放电引起的绝缘材料的寿命损失，增加了变压器的使用寿命。

5．5．2低压绕组采用了ZBT纱包铜扁线，它的耐温为150℃，绝缘等级为F级，它绕制在铁芯元柱上，次级高压绕组套在低压

绕组的外侧，这种同轴布置减少绕组间的耦合损耗，大大的利用了内部空间。

5．5．3 仪表绕组也采用了QZ-2/180漆包铜圆线，它绕制在低压绕组上与高压绕组隔开，减少了高电压对仪表绕组的干扰，

从而保证了测量精度。

5．6高压套管设计：

5．6．1 高压输出采用了尼龙套管，它具有耐压高，抗震能力强，同时便于加工的特点，套管内部高压区绝缘采用了聚酰亚

胺薄膜缠绕在高压棒上并实施对尼龙套管真空浇铸，增加了尼龙套管的绝缘强度。

6、采用（制造）的标准：

6．1 采用DL/T848.2—2004电力行业标准。

7、设备的成套性：

7．1 交流试验变压器120KVA/100KV                              壹台；

7．2 电动控制台120KVA/0.4KV （含：感应调压器）               壹台；

8、变压器主要技术条件和参数：

8．1 形式：油浸式

8．2 额定容量：120KVA

8．3 输入电压：0 ~ 600V

8．4 输入电流：200A

8．5 输出电流：1200mA

8．6 输出电压：0 ~100kv

8．7 阻抗电压：＜10%

8．8 变   比：1000

8．9 外形尺寸：780×550×1500（mm）

8．10 重   量：580kg

8．11 本产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、使用方便等特点。

8．12 本产品试验变压器为单框式铁芯，线圈采用同芯圆筒多层塔式结构，初级低压绕组绕在铁芯上，次级高压绕组绕在低

压绕组外侧，这种同轴布置减少了绕组间的藕合损耗。产品的外壳采用八角形结构，减小变压器自身的局放量,整体外形美观

大方。

9、电源控制台主要技术条件和参数：

9．1额定容量：120KVA

9．2输入电压：AC380V±10%  50Hz

9．3输入电流：316A

9．4输出电压：0 ~650V

9．5输出电流：185A

9．6产品结构：设有调压器上、下限位功能

9．7冷却方式：油浸式

9．8调压方式：电动调压

9．9功能说明：设有测量绕组电压表

             试验变压器一次绕组电压表、试验变压器一次绕组电流表

             设有调压器上、下限位保护、零位启动

             耐压计时、过流保护、报警等功能

9．10短路能力：暂态容量状态下试验变压器输出端通过试品保护电阻对试品放电时，放电持续时间5个周波内不应对调压器

绕组造成任何热损坏和机械变形。

9．11外形尺寸：700×650×1200mm（控制台）

￠1500×1800mm（感应调压器）

9．12重    量： 95kg（控制台）

750kg（感应调压器）

变频谐振试验变压器常见故障

  变频谐振是变压器、GIS系统、SF6开关、CT/PT、绝缘子、母线、电缆、套管等容性设备是变电站中最常见的一种电气设备

。根据220V以及以下变电站一次电气设备耐压的试验规程要求，相应的交/直流流耐试验设备既要满足高电压、小电流的试验

条件，又要满足低电压，大电流的试验条件，要求兼顾较宽的适用范围.

  采用串联谐振的原理，由变频电源控制箱(操作台)、激励变压器、电抗器、电容分压器组成了主设备，在电容分压器上，