中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆损耗介质测量仪（源头大厂）

ZSDJS-9535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-9535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-9535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。

介质损耗因数的定义是：
介质损耗因数:tgδ只与材料特性有关，与材料的尺寸、体积无关，便于不同设备之间进行比较。
测量介质损耗因数:tgδ判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。它能反映出绝缘的一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等。这时流过绝缘的电流中有功分量IRX增大了，:tgδ也加大。
按照电力设备预防性试验规程的规定，对多种电力设备（如电力变压器、发电机组、高压开关、电压电流互感器、套管、耦合电容等）都需要做介质损耗因素（:tgδ）的测量。
所以:tgδ试验是一项必不可少而且非常有效的试验。能较灵敏地反映出设备绝缘情况，发现设备缺陷。
二、介质损耗因数（tgδ）测量原理
介质损耗测量电桥分类：
（一）西林电桥（如QS1）
1.西林电桥简介
西林电桥即QS1电桥是80年代以前广泛使用的现场介损测试仪器。试验时需配备外部标准电容器（如BR16型标准电容器），以及10kV升压器及电源控制箱。需要调节平衡，结果需要换算，使用不太方便。
2.西林电桥工作原理
高压西林电桥是由：交流阻抗器、转换开关、检流计、高压标准电容器等组成。调节R3、C4使电桥平衡，此时a、b两点电压幅值相位完全相等，即R3、C4两端电压相等。
3.西林电桥测量原理
经过运算，按复数相等实部、虚部分别相等的规定可得到：
按串连模型介损定义：由于R4是固定的3184Q，频率是50Hz、C4单位为uF时，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盘上读出介损，通过R3、R4、Cn可以计算Cx。
现场使用QS1电桥时，需要先将升压装置，标准电容器和电桥等进行连线，然后调节R3和C4，使得检流计指示为零。这时电桥平衡。读得C4值即为tgδ值，R3值经过计算可得出被试品电容值。总之现场操作使用都比较麻烦，抗干扰能力差，已经不能适应现在电气试验工作的需要。
（二）电流比较仪电桥
1.电流比较仪电桥工作原理
特点是测晕精度高，适合实验室高精度测量，电流比较仪电桥的工作原理是采用安匝平衡的原理。平衡过程见右图，当交流电源加在试品、标准电容器和电桥及地之间，在试品上产生一个电流1x，在标准电容器上也产生一个电流ln，当两个电流流过Wx、Wn时，由于lx、ln两个电流的相位、幅值不相同，使Wd 有电流ld产生，通过调整Wx、Wn、C、R使lx、Iln两个电流的幅值相同，相位相反。

控制输出线接升压器端的航空插头需要往下压再旋转，才能拔出！

建议使用220V交流电源。若一定要使用发电机供电，由于0.1Hz超低频是根据电源输入频率来调制的，对发电机有较高的要求。

要求是：频率50Hz±2%，电压220V±5%，功率大于5KW，特别要求发电机输出频率稳定，频率不随负载的变化而变化（使用数码变频发电机）。

并且在发电机的输出端并联一只功率不小于800W的阻性负载(如电炉等)，以便稳定发电机的运转速度，如果频率不能稳定，肯定不能正常升压。在整个升压过程中。

必须使用连续工作的阻性负载，不能使用会自动切断的阻性负载(如电开水壶、有温控开关的电炉，水开以后或者温度达到后，会自动切断负载)，否则一定会严重损坏仪器！

在做电缆耐压试验时，必须将芯线和绝缘层物理上分离，不能用其它物品覆盖在其上面，否则会引起高压放电，损坏仪器！

超低频高压发生器又叫超低频电缆耐压测试仪，超低频发电机耐压测试仪，结合现代工艺，自动升压、降压、放电，运有光电控制输出0.1HZ正弦波，自动化程度高；大屏幕液晶显示，便于用户清晰直观；同时还有过压、过流保护，给用户双重保护。

中试控股的 ZSVLF-30KV 40KV 50KV 60KV 80KV / 0.1Hz 超低频高压发生器属于超轻型交流耐压试验，打耐压时候对电缆没有损伤。

80KV/0.5μF智能/全自动0.1Hz超低频高压发生器

超低频高压发生器与直流高压发生器都带是高压发生器，作用都是检验发现电气设备绝缘内部隐藏的缺陷，以便了解和掌握设备的绝缘状态，确保高压电气设备安全、可靠运行。但它们在性能上有着天壤之别。

ZSVLF-30KV 40KV 50KV 60KV 80KV / 0.1Hz 超低频高压发生器适用于：交联聚乙烯绝缘电力电缆的耐压试验 /

水力发电机和大型发电机的耐压试验。0.1Hz超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。尤其在对大型发电机、电缆等试品进行工频耐压试验时，发挥着明显巨大的作用。

1.输出额定电压：30KV，40KV，50KV，80KV，90KV

2.输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.带载能力：

0.1Hz 最大1.1μF

0.05Hz

最大2.2μF

0.02Hz

最大5.5μF

4.测量精度：3%

5.电压正，负峰值误差：≤3％

6.电压波形失真度：≤5％

7.使用条件：户内、户外；温度：-10℃∽+40℃；湿度：≤85％RH

8、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz；

9、带载能力：0.1

Hz 1.1μF

0.05

Hz 2.2μF

0.02

Hz 5.5μF；

80KV/0.5μF智能/全自动0.1Hz超低频高压发生器结合现代工艺，采用微机控制，升压、降压、测量、保护完全自动化，并且在自动升压过程中能进行人工干预，其作用在实际使用过程中获得完美提醒！超低频高压发生器的使用虽说作业以及效果非常明显,但实际使用时安全还是要放在最重要的位置。

1、使用超低频高压发生器的工作人员,必须具有“高压试验上岗证”的专业人员。

2、使用超低频高压发生器请用户必须按《电力安规》168条规定，并在工作电源进入试验器前加装两个明显断开点。当更换试品和接线时，应先将两个电源断开点明显断开。

3、试验前请检查所有试验接线、控制箱、倍压筒和试品的接地线是否接好。试验回路接地线应按说明书进行，一点接地。

4、直流高压在200kV及以上时，尽管试验人员穿绝缘鞋，且处在安全距离以外区域，但由于高压直流离子空间电场分布的影响，会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位。试验人员不要互相握手或用手接触接地体等，否则会有轻微电击现象，此现象在干燥地区和冬季较为明显，但由于能量较小，一般不会对人体造成伤害。

5、对大电容试品的放电应用ZS专用放电电阻棒对试品放电。放电时不能将放电电阻棒立即接触试品，应先将放放电电阻棒逐渐接近试品，到一定距离空气间隙开始游离放电，有嘶嘶声，当无声音时可用放电电阻棒放电，然后直接接上地线放电。

6、便携式超轻型直流高压发生器控制箱电源为交流AC

220V±10%，50Hz。如果电源经1/1隔离变或现场用自发电源，则必须人为将电源有一点与大地联接。

从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻，理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的主要原因。

80KV/0.5μF智能/全自动0.1Hz超低频高压发生器适用于绝缘等值电容较大的电气设备耐压试验项目，如测量电力电缆、电力电容器、中型发电机和电动机等)耐压试验。

超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。因为使用工频耐压方法测量大容量设备时，需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样才导致使用十分不便，为了解决这一矛盾，电力部门采用了降低试验频率，降低了试验电源的容量，从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻，理论上容量约为工频的五百分之一，与工频试验相比优越性更多。