中试控股技术研究院鲁工为您讲解：80kV电缆损耗介质仪

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。

3)容量。根据试验变压器输出的额定电流及额定电压，便可确定试验变压器的容量，即P=UnIn。

根据部颁标准规定，我国试验变压器的电压等级有：5、10、25、35、50、100、150、300kV等;容量等级有：3、5、10、25、

50、100、150、200kVA等。

由计算结果，查部颁标准即可选出所需要的试验变压器。如有特殊要求，一般可向制造厂订购特殊规格的试验变压器。

例如配电变压器的电压等级和容量是10kV、1000kVA，碰到的试品又基本上是10kV的，就可选择50kV、5kVA的试验变压器，因

为10kV、1000kVA的配电变压器的出厂试验电压为35kV，交流试验电压为30kV;同时又可满足10kV绝缘子以及高压开关柜的试

验(试验电压为42kV)和10kV电缆的直流试验(直流电压为60kV，对应的交流电压为42.83kV)的要求。

在试验容量方面，一台10kV、1000kVA的被试变压器，其充电时的电容电流在30~35kV试验时约为80~110mA，因为

35kV×110mA<5kVA，因此5kVA能满足要求。又如一台35kV、2000~4000kVA的变压器，当试验电压在72~85kV时的电容电流约为

150~260mA，6000~8000kVA的约为300~420mA，10000kVA的约为800~1000mA等，此时所选试验变压器的容量必须大于上述试品

电容电流所对应的容量。一般认为，试验变压器容量为被试品(电力变压器)容量的5‰。

干式试验变压器选型的安全运作和使用期限，非常大的层次上面依赖于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度逾越绝缘耐受

温度使绝缘破坏，影响变压器不能正常的主要原因之一，所以针对变压器的运行温度的监测及其报警控制是非常有必要的

1超温报警、跳闸：经过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测温电阻收集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度持续升高

，若到达155℃时，系统输出超温报警信号;若温度持续上升达170℃，变压器已不能持续运转，须向二次保护回路运送超温跳

闸信号，应使变压器迅速跳闸。

2风机主动控制：经过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运转温度上升，当绕组

温度达110℃时，系统主动发动风机冷却;当绕组温度低至90℃时，系统主动中止风机。

3温度显现系统：经过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度改变值，直接显现各相绕组温度(三相巡检及最大值显现，

并可记载前史最高温度)可将最高温度以420mA 模拟量输出，若需传输至远方(间隔可达1200m核算机，可加配核算机接口，1

只变送器，最多可一起监测31台变压器。系统的超温报警、跳闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作，进一步进步温控保护系

统的可靠性。

二、干式实验变压器选型的防护方法

依据使用环境特征及防护需求，干式变压器可挑选不一样的外壳。

通常选用IP20防护外壳，可避免直径大于12mm固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电

部分供给安全屏障。若须将变压器设备在户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功用外，更可避免与垂直线成60°

角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却才能下降，选用时要注意其运转容量的下降。

三、干式变压器的冷却方法

干式变压器冷却方法分为天然空气冷却(AN和逼迫空气冷却(AF天然空冷时，变压器可在额外容量下暂时接连运转。逼迫风冷

时，变压器输出容量可进步50%.适用于断续过负荷运转，或应急事端过负荷运转;因为过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大

，处于非经济运转状况，故不该使其处于长时刻接连过负荷运转。

四、干式变压器的过载才能

干式变压器的过载才能与环境温度、过载前的负载状况(开始负载)变压器的绝缘散热状况和发热时刻常数等有关，若有需求

，可向出产厂索取干变的过负荷曲线。

如何使用其过载才能呢?笔者提出两点供参阅：

1挑选核算变压器容量时可恰当减小：充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性—尽量使用干式变压器的较强

过载才能而减小变压器容量;对某些不均匀负荷的场所，如供夜间照明等为主的居民区、文化娱乐设施以及空谐和白昼照明为

主的商场等，可充分使用其过载才能，恰当减小变压器容量，使其主运转时刻处于满载或短时过载。