中试控股技术研究院鲁工为您讲解：80kV电缆变频损耗介质测试仪

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。

增加；如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与过负荷状态，易烧毁变压器。中试控股技术部特在此作一些实例讲

解。

我们选择试验变压器时，主要考虑以下几点：

（1）电压。依据试品的要求，首先选用具有合适电压的试验变压器，使试验变压器的高压侧额定电压Un高于被试品的试验电

压Us,即Un>Us。其次应检查试验变压器所需的低压侧电压，是否能和现场电源电压，调压器相匹配。

（2）电流。试验变压器的额定输出电流In应大于被试品所需的电流Is，即In>Is。被试品所需的电流可按其电容估算，Is=Us 

w Cx，其中Cx包括试品电容和附加电容（F）。

（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，一般可向制造厂商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‰。

轻型试验变压器交流耐压试验电压的测量属于稳定高压的测量，常用的方法如下：

1、试验变压器低压侧测量

此方法通过测取低压侧电压，再经过变比换算至高压侧电压。这种方法简单、直观，但准确度较低，特别当负荷容量较大时

，误差更大。

2、用电压互感器测量

将电压互感器的原边并接在被试品的两端头上，在副边测量电压，根据测得的电压和电压互感器的变压比计算出高压侧的电

压。

3、用高压静电电压表测量

此方法可直接测量工频电压的有效值，但不适合现场使用。

4、用铜球间隙测量

由一定直径的球形电极构成的空气间隙，如外界条件不便，则一定的间隙　距离有一定的放电电压;距离改变，放电电压也随

之改变。利用这种特性，就可用球间隙来进行电压的测量，球间隙测的是交流电压的峰值。

在进行工频交流耐压试验时，应注意下列事项：

(1)交流耐压试验应在环境温度不低于5℃、空气相对湿度不高于80%条件下进行。

(2)被试品和试验设备应妥善接地，高压引线应有足够的机械强度。

(3)升压必须从零开始，不可冲击合闸。升压速度在40%试验电压以内可任意，其后升压必须均匀，速度约为每秒3%试验电压

。

(4)防止试验电压波形畸变，容性被试品应防止电压谐振。

(5)耐压试验前后应测量被试品的绝缘电阻。

(6)试验应在绝缘电阻和吸收比、直流泄漏及介质损失正切角等试验合格后方可进行。