中试控股技术研究院鲁工为您讲解：80kV电缆介损仪

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。

本发明公开了一种高压电缆绝缘老化测试电路及其测试方法，涉及高压电缆绝测试技术领域，针对现有技术对于高压电缆系统，谐振耐压和介损测量所需要的设备体积庞大，现场试验接线时间过长，技术复杂，测试难度大，难以实现大规模的电缆绝缘测试的技术问题，采用保护电阻、直流电源、示波器、电子开关、以及计算机，所述示波器包括第一示波器和第二示波器等器具进行连接并测试，本发明提供的测试电路结构简单、连接方便、便于携带，具有很好的检测效果和推广价值，本发明提供的测试方法易于操作、准确度高，具有良好的使用效果和广泛的市场前景。
纳米是长度计量的最小单位，1纳米的长度为1毫米的百万分之一，纳米技术是在1nm-100nm的长度范围内，直接用构成各种元素及物质的原子、原子团、分子、分子团组装具有特定功能的材料或具有特别性能产品的高精尖技术。成功的纳米技术可应用在电子、化工、军事等各个领域，世界各国均在研究开发。纳米技术（纳米原料）应用在绝缘材料中，是将有机相和无机相在纳米范围内复合，增大两相之间的界面面积，增强粘接力。作为绝缘材料，它是由多种化学原料组成，经科学配制，独特的理化反应而成的，如果配方及工艺不合理，即使加入一些纳米级原料，在品质上也不会有太大提高。
不同的电工设备对绝缘材料性能的要求各有侧重，高压电缆等高压设备用的绝缘材料要求有高的击穿性能和低的介质损耗，但现有技术中高压电缆绝缘材料为了具有高击穿性能、低介质损耗等多种效果，但难以兼顾韧性、强度等基本性能。

出电压之和，电流为容量与总电压之比。例：5kVA/50kV与3kVA/50kV。两台串级使用时总容量为5 kVA ，总输出电压为100 

kV，输出电流为50mA。

当三台试验变压器作串级联接时，则三台容量之比为3:2:1，总容量同样为第I台容量，总电压为三台输出电压之和。

注：无论两级串、三级串，输出电流严禁超出最后一级额定电流。

工频试验变压器广泛应用于各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料的工频或直流高压下的绝缘强度试验。由于产品本身具

有体积小、重量轻、通用性强和使用方便等优点，一直被电力系统、工矿企业、科研部门列为高压试验中必不可少的耐压试

验设备。

大家都知道，一般工频耐压试验装置包含试验变压器和变压器操作台（箱），但是除了这两个主要组成部分之外，配上一些

选配件，可以让试验进行得更安全可靠。

这些选配件包括：高压放电棒、交流微安表、滤波电容、水阻、硅堆。下面结合这些产品的性能，详细解释一下在工频、直

流耐压试验中，这些设备都起什么作用呢？

高压放电棒

高压放电棒又称为伸缩型高压放电棒，简称放电棒。放电棒是利用新型绝缘材料加工而成，便携式伸缩型高压放电棒广泛应

用于室外各项高电压试验。在试验变压器做完直流耐压试验后，放电棒可以对试品上积累的电荷进行对地放电，确保人身安

全。

交流微安表

交流微安表用于测量直流泄漏电流或电导电流值。在耐压试验中，交流微安表可与试验变压器配套使用。用于测量直流泄漏

电流或电导电流值，测量高压电器或绝缘材料等被试品的直流耐压和泄漏电流，是试验过程中十分重要的一款直流电流表。

滤波电容

滤波电容是并联在整流电源电路输出端，用以降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出的一种储能器件。滤波电容用在电源整

流电路中，用来滤除交流成分，使输出的直流更平滑。在直流耐压试验中，采用并联电容电路的组合方式，可以有效提高滤

波电容的工作效果。

水阻

水阻是指利用电解液的阻值特性，通过调节极板间距离来实现降压起动之用。

在直流耐压试验中充当限流电阻功能。当试验变压器给试品加压，到达击穿或闪烁时，水阻可以及时阻止电流，从而保证试

验设备不被损坏。

通常试品为氧化锌避雷器、普阀式避雷器等小电流、小电容试品时，可以不用限流电阻，而当试品是电力电缆、变压器、电

机等大容量电气设备时，应在高圧回路内串接限流电阻做试验，保护试验设备。

硅堆

硅堆是把几个二极管组成的整流电路一起封装在树脂中，形成的整流电路，是高压整流中将交流变成直流必不可少的原件，

主要用于高压整流。在直流耐压试验中，可用多个硅堆组成倍压整流电路，可以跟试验变压器配合取得“升压”效果.

有些电力工程类的客户，还会配一个电源线盘和小拖车，解决现场试验中搬运和用电的问题。在采购试验变压器之前，可以

根据自己的试验要求合理配置。达到既百分百满足试验要求，又获得经济效益最大化。

 高压试验变压器容量等级选择

       标称高压试验变压器容量Pn的确定公式：

       Pn=kVn2WCt10-9

       式中：Pn-标称试验变压器容量(kVA)；

       k -安全系数；

       Vn-试验变压器的额定输出高压的有效值(kV)；

       W -角频率，W=2πf,f为试验电源的频率；

       Ct-被试品的电容量(PF)。

     对于不同的试验电压Vn，选择适当的安全系数k，高压试验变压器标称试验电压较低时，k值可取高一些；以下列出不同

的试验电压Vn，所选用的安全系数k值，供参考：

      Vn=50～100kV           k=4；

      Vn=150～300kV         k=3；