中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆损耗介质检验仪（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。

2、连线方法：试验时应分相进行，被试相加压，非被试相短接接地。如图9所示

3、按照有关规程的要求，试验电压峰值可按如下公式确定：

Ｕmax＝√2βＫUo

          其中Ｕmax ：为0.1Hz试验电压的峰值（kV）

β：0.1Hz与50Hz电压的等效系数，按我国规程的要求,取1.2

Ｋ：通常取1.3∽1.5  一般取1.5

Ｕo ：发电机定子绕组额定电压（kV）

例如：额定电压为13.8 kV的发电机，超低频的试验电压峰值计算方法为：

                 Ｕmax＝ ×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)

4、试验时间按有关规程进行

5、在耐压过程中，若无异常声响、气味、冒烟以及数据显示不稳定等现象，可以认为绝缘耐受住了试验的考验。为了更好地了解绝缘情况，应尽可能全面监视绝缘的表面状态，

特别是空冷机组。经验指出，外观监视能发现仪表所不能反映的发电机绝缘不正常现象，如表面电晕、放电等。

  

图9 测量定子的某相连线图 

                                                                     九、电力电容器的超低频耐压试验方法

    试验操作方法与上述方法相似，连线方法如图10所示。在确定试验电压和试验时间时，应按照有关规程办。   

十、注意事项

1、本仪器所配升压器不得作它用。

2、机内带电,切勿自行拆机修理，以免发生意外。仪器有故障，应与我公司联系修理。

3、关机后应用放电棒对试品进行充分放电,再拆线。

4、开机前应用放电棒对试品进行充分放电。

5、每次启动升压前应用放电棒对试品进行充分放电。

 

(1)确认所有的连接都已完成，特别是控制器和高压器的接地良好，并且可靠。在此步骤中，应注意确保所有绝缘体、接线柱、电缆端头是清洁且干燥的，避免闪络和泄漏；处理好远端的隔离和绝缘，也就是将一些导体从其他导体及它们的屏蔽层中分离出来，要求所有电缆屏蔽应在电缆的近端点处接地；在电缆中或临近的任何没有被测试的导体或线芯都应接地，以避免电荷的积累及可能存在的电击危险。

 

(2)测试电缆的容量，选择佳频率。将控制器放在测试电缆的附近。

 

(3)中试控股详细讲解接通电源开关，电源指示灯亮。选择仪表模式至恤F档，仪表调零。

 

(4)HOT端口输出连接被试电缆线芯，COM端口输出连接被试电缆接地，测试电缆电容。

 

(5)如果电容表模式电缆电容读数小于6μF，按下×l按钮，按表l选择合适的频率。

 

注：要求Zui小负载电容0．01 p-F，以获得完整输出。

 

(6)中试控股详细讲解带示波器输出接口的，可外接示波器(可选件)用来监测输出波形。示波器需接地且输入应设置到1 V，格，扫描基线应为5 s，格，且触发器应设置为滚动显示，观察波形，有信号存储显示的示波器适合用于此。

 

(7)通过外界泄流电阻将输出线接至试品。确保试品与周围接地体有足够的安全距离。

 

(8)选择电流，电容表模式选择开关至mA档，观察电缆充电电流和放电电流。

 

(9)输出控制按钮应在零位，按下高压开按钮。高压开指示灯亮，此时高压装置上的泵和风扇起动。第一次使用该仪器试验时，在升高输出电压及开始测试之前，将输出控制没为零，并使油循环10 rain，这有助于排除冷却系统中的空气。顺时针缓慢旋转输出控制旋钮，以2 kV／s均匀升压，直至升到所需电压值。对于大电容负载，如果升压过快，会引起过载保护跳闸。观察千伏表，设置电压。请注意输出周期，在0．02 Hz的频率下50 s输出一个完整的正弦波；在O．05 Hz的频率下20 s输出一个完整的正弦波；在O．1 Hz的频率下10 s输出一个完整的正弦波。要设置输出电压，需要多于一个周期才能精确地读出输出结果。获得完整的输出，需要负载电容的Zui小值为0．01 uF。

 

(10)保持输出电压至规定试验时间。

 

(11)中试控股详细讲解在试验过程中，如发现电压表指针摆动较大，电流表指示急剧增加，调压器继续升压值电压基本不变甚至显下降趋势，而电流增加幅度较大，试品电缆发出异味，烟雾或异常响声或闪络等现象，应立即停止升压，并查明原因。若是试品电缆绝缘部分簿弱引起的，则认为耐压试验不合格；若是由空气湿度或表面脏污等原因所致，可将试品电缆清洁，等干燥后再进行试验。

 

(12)试验完毕，按下高压关按钮之前，将输出控制旋钮旋至零位，负载归零，且使仪器循环60 S以上，这样有充分的放电时间。

 

(13)如试验时试品击穿，过载保护电路会断开高压。如出现过载，正常的波形输出将中断，负载将以更慢的速度放电。

 

(14)拆试验回路接线时，观察电压表指针是否回零，然后用放电棒对试品放电。

 

下面中试控股详细介绍对发电机的超低频耐压试验操作方法与以上对电缆的操作方法相似。下面就不同的地方作重点补充说明。

１．在交接、大修、局部更换绕组以及常规试验时，均可进行此项试验。用0.1HZ超低频对电机进行耐压试验，对发电机端部绝缘的缺陷比工频耐压试验更有效。其原因是在工频电压下，由于从线棒流出的电容电流在流经绝缘外面的半导体防晕层时造成