中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压电缆介损测试仪（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。

四、耐压试验设备动作电流

低压变压器耐压试验中，在试验电压作用下，变压器绝缘介质中的电场强度达到某一临界值时，其绝缘性能开始丧失，泄漏

电流剧增，当达到耐压设备高压侧过电流继电器预先规定的电流值时，继电器动作，切断高压输出。耐压试验一般均以继电

器动作与否来判定是否击穿，因此过电流继电器的电流整定直接关系到对试品能否正确评判，一般低压电器相关标准明确规

定 100mA为高压侧过电流继电器的整定值。

耐压试验，又称电气强度试验或介电强度试验，是证明设计、选材和制造工艺的合理性。也是考核变压器安全性能的非常重

要的试验项目之一。其目的在于检验变压器能否在实际运行中长期工作，而不致发生绝缘被施加的额定电压出现飞弧事故。

高压试验设备高压试验变压器做泄漏试验的操作及注意事项

高压试验设备做泄漏试验的操作及注意事项

（1）试验前应先检查被试品是否停电，接地放电，一切对外连线是否擦净。要严防将试验电压加到人工作部位上去。

（2）高压试验变压器先接好试验装置的接线后，应复查无误后才可加压。应特别注意检查高压设备及引线与地与操作人员的

安全距离，被试品的外壳是否可靠接地，要按安全规程中所规定的内容进行试验。

（3）对于大电容量设备应缓慢升压，防止被试品的充电电流烧坏微安表。必要时应分级加压，分别读取各级电压下微安表的

稳定读数。

（4）试验过程，应密切监视被试品、试验装置、微安表，一旦发生击穿、闪烁等异常现象应立即降压，切断电源，并查明原

因，详细记录。

（5）高压试验变压器试验完毕，降压，切断电源后应将被试品及试验装置本身充分放电。

    试验变压器在试验现场测试中经常会会有故障出现的情况，而常见故障就是铁心短路造成的，造成铁心短路的主要原因

是：

       (1)变压器内存在导电悬浮物，在电磁场的作用下形成导电小桥，使铁心与油箱壁或油箱底部短接。

       (2)制造变压器或更换铁心大修时，选用的硅钢片质量有问题。如硅钢片表面粗糙不光滑;热轧硅钢片涂的绝缘漆膜脱

落;冷轧硅钢片的绝缘氧化膜附着力差也会脱落。以上几种情况都会造成片间短路，形成多点接地。

       (3)变压器油箱和散热器在制造过程中，焊渣等清理不彻底，在长期的强油循过程中，逐渐被油流带出，将铁心和油

箱壁短接。

       (4)铁心加工工艺不合理。如毛刺超标，剪切中放的不平，夹有细小的金属颗粒或硬质非金属微粒，将叠片压出一个

个小坑，另一面则成小凸点，叠装后也将破坏绝缘层造成片间短路。

       (5)叠压不当。叠压系数取得过大，使压力过大，破坏了片间绝缘。

       (6)运行维护不当。变压器长期超铭牌容量运行使片间绝缘老化;平时巡视和检测不够，使铁心局部过热严重，片间绝

缘遭破坏造成多点接地。还有，变压器在制造或大修过程中，钢刷丝、起重用的钢丝绳的断股及微小金属丝在电磁场的作用

下被竖起，造成铁心与油箱底部短接。

       (7)变压器进水，使铁心底部绝缘垫块受潮或穿芯螺杆绝缘损坏，引起铁心绝缘急剧下降，造成铁心多点接地。

试验变压器串激组合装置由于分散组合都能方便使用，可适合现场多种需要。单个元件重量轻，运输和移动都很方便，使用

有较高电压等级的部门在现场能顺利的取得较高的试验电源。下面我们就用干式试验变压器给大家讲解一下变压器串激的相

关知识。

工作原理

串激系列高电压试验装置，除最高电压的一级试验变压器外，都在高压绕组中串绕激磁绕组，该绕组和后一级试验变压器初

级绕组参数相同。

由控制台供给第I级试验变压器的初级绕组电源。第I级高压绕组尾端和外壳接地，首端则和第II级试验变压器高压尾端及外

壳连接。由第I级串激抽头供给第II级低压绕组的激磁电源，此时第II级试验变压器高压为第I级和第II级输出电压的叠加。

同理，可叠加第III级。

串级组合技术要求

当两台试验变压器作串级联接时，第I台与第II台试验变压器容量之比为2：1，总容量为第I台容量，总电压为两单台最高输

出电压之和，电流为容量与总电压之比。例：5kVA/50kV与3kVA/50kV。两台串级使用时总容量为5 kVA ，总输出电压为100 

kV，输出电流为50mA。

当三台试验变压器作串级联接时，则三台容量之比为3:2:1，总容量同样为第I台容量，总电压为三台输出电压之和。

注：无论两级串、三级串，输出电流严禁超出最后一级额定电流。

充气式变压器一般是指用于各种高压电力、电气设备检测和预防性试验的升压试验设备。变压器是利用电磁感应的原理，将

某一数值的交流电压转变成同频率的所需电压值的交流电的静止的电气设备，大致可分为电力变压器和特种变压器两类。变

压器按铁心的结构分有心式变压器和壳式变压器；按相数分有单相、三相多相变压器；按冷却方式分有干式、油浸式和充气

式变压器；按容量大小分有小型、中型、大型和特大型变压器；按用途分有电力变压器和专用变压器。