中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆介质损耗试验仪（电科院）

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。

很大一部分是由于绝缘缺陷所导致的。因此为了有效的减少事故的发生机率，在电力运行时，电力专业人员可以用各种高压

试验的方法来对设备运行时的数据和信息进行有效的试验，从而对设备运行的可行性进行判断。随着现在电力市场发展的不

断完善，电力企业处于激烈的市场竞争当中，为了有效的占领市场，在竞争中占据优势，保证电力设备的质量，确保在使用

中的安全是电力企业提高自己的市场竞争力的重要手段。

试验变压器分为许多种，通常情况下可以将电力变压器的高压试验分为二大类，特性试验和绝缘试验。其中的特性试验主要

是对电力变压器等电器设备的断路器的主回路接触电阻、安伏曲线以及GIS、极性等进行的试验。而绝缘试验包括破坏性以及

非破坏性两种，前者涉及到直流交流等耐压试验，因为具有较高的电压，所以在试验过程中很容易发现设备所出现的缺陷，

但是由于它具有破坏性，所以在试验的过程中很容易将设备的绝缘性损伤，从而大大降低了其寿命的长度。后者一般是采用

不具有破坏性的方法对其进行试验，能够发现电气设备整体上的缺陷，但是由于具有比较低的电压，所以灵敏度也比较低。

不同的试验之间所产生的效果也各不相同，但在实际试验当中，非破坏性试验还是较为常采取的一种试验方法。

变压器很容易受潮，一般是由其外皮引起的。通常情况下，电场中的水分子电性是正的，但是如果在变压器的绕组中施加一

个正极性的电压时，会引起水分子的变化，水量不断变少，因而电流通过变压器的量也会变少。而当施加的电压是负极性时

，则通过变压器的电流量会增多。但是实际上，变压器不会全部都受到电压极性的影响，例如，新型的电力变压器一般不会

出现受潮的现象，因此，新型变压器中的含水量是极低的，甚至可以忽略不计。这样看来，试验电压的极性和电流泄露之间

并没有一定的。

为了保证电力变压器的安全准确的工作，对电力高压试验变压器是保证其安全运行的重要保障。在高压试验中专业性要求较

高，所以应选择专业知识较强的专业技术人员来进行试验，同时在试验前要做好各项安全防护措施，并在试验中灵活的掌握

试验的技巧，从而尽量避免影响试验结果的各种因素的发生，从而保证试验结果的准确性。

 高压试验变压器事故时有发生，而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看，抗短路能力不够已成为电力变压器事故的

首要原因，对电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。变压器经常会发生以下事故：外部多次短路冲击，线圈变形逐渐

严重，zui终绝缘击穿损坏;外部短时内频繁受短路冲击而损坏;长时间短路冲击而损坏;一次短路冲击就损坏。

变压器短路损坏的主要形式有以下几种：

1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。

2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生*性变形，通常两饼间

的变形是对称的。

3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴

向力促使倾斜增加，严重时就倒塌;导 线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二