中试控股技术研究院鲁工为您讲解：超低频电缆介损测试仪

中试控股是ZSHVA-35KV超低频介损高压发生器源头实力大厂
可以完成试验：应用于6kV、10kV、35kV电缆、电力电容器、大中型发电机、电动机的无损耐压及介质损耗等项目的测试，集成介质损耗诊断系统、耐压测试等多种测试功能，峰值电压可达80kV。
参考标准：DL/T849.4-2004和IEEE400.2-2013
ZSHVA-35KV超低频介损高压发生器是由中试控股研发生产，采用 7 寸触模屏、最新 ARM7 单片机、高速 AD 采集电路，并配有后台管理软件。它克服了国内同类产品的诸多缺点，特别适用于绝缘等值电容较大的电气设备（例如：电力电缆、电力电容器、大中型发电机和电动机等）耐压试验，符合 2004 年国家新颁布电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T849.4-2004》要求。
ZSHVA-35KV超低频介损高压发生器采用了降低试验频率，从而降低了试验电源容量的方法。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。

中试控股多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

中试控股一直致力于从事超低频耐压介质损耗测试装置，检测试验与设备维保三位于一体，集设计、生产、销售的服务商，为客户提供一站式工业产品智能系统解决方案。

电气设备的高压耐压试验是《绝缘预防性试验》规定的最重要项目之一。
耐压试验可分为交流耐压试验和直流耐压试验，交流耐压试验又可分为工频、变频和 0.1Hz 超低频介损测试技术，其中 0.1Hz 超低频介损技术是最新技术，是当前国际电工委员会推荐的技术。我公司新一代本系列超低频介损高压发生器是采用最新
美国技术自主开发的核心产品，采用 7 寸触模屏、最新 ARM7 单片机、高速 AD 采集电路，并配有后台管理软件。
ZSHVA超低频耐压介质损耗测试装置远远高于同类进口产品，特别适用于绝缘等值电容较大的电气设备（例如：电力电缆、电力电容器、大中型发电机和电动机等）耐压试验，符合 2004 年国家新颁布电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T849.4-2004》要求。

1.电压（峰值）0-80kv， 灵敏度：0.1kV， 精确度：1 % 
2.波形：超低频正弦波、直流电压，电压正，负峰值误差：≤3％，电压波形失真度：≤1％
3.频率范围：0.1 Hz 0.05 Hz 0.02 Hz 负载范围（超低频测试）：10nF–10μF
4.电流：测量范围：0–70 mA ，灵敏度：1μA ，精确度：1 %
5.介损：
超低频正弦波电压范围：1–80kVrms 
负载范围：50nF–5μF
分辨率：不低于1x10-6
精确度：不低于1x10-3
测量范围：1x10-3–21000x10-3
介损测量频率：0.1Hz 
电容量范围：50nF-5μF
电阻值范围：30MΩ-10GΩ
体积：48cm*28cm*58cm
重量：45kg
6.使用条件：户内、户外；温度：-10℃～+40℃；湿度：≤85％RH
7.电源：频率50Hz,60hz，电压100v -260V±5%。
8.usb通信口。 
9.使用条件：户内、户外；温度：-10℃～+40℃；湿度：≤85％RH
10.电源：电压 220V±5%，50±5Hz

控制器提示停止试验
仪器停止高压输出，并对试品进行自动放电，则如图 10 所示，状态栏中提示信息：“正在放电”。
停机后如图 11 所示，状态栏中提示信息：“试验通过”并执行数据历史保存。
注：在试验过程中一般电压未出现异常情况、试品没有放电现象或出现过流保护，就可认为试验通过。
本仪器提供两种停机方式：
★ 定时停机：当计时达到设定时间，仪器自动停机
★ 手动停机：点击“停机”键可停机。
这两种停机方式为正常停机。
★ 另外还有两种非正常停机:过压保护停机、过流保护停机。
★ 过压保护停机
当在试验的过程中，输出高压超过设定限值，仪器起动停机指令后，自动切断输出，再执行数据历史保存，停机后如图 12 所示，状态栏中提示信息：“过压保护”并执行数据历史保存。
图 12 控制器提示过压保护
★ 过流保护停机
当在试验的过程中，输出电流超过设定限值，仪器起动停机指令后，自动切断输出，再执行数据历史保存，停机后如图 13 所示，状态栏中提示信息：“过流保护”并执行数据历史保存                   
点击图 3 的“打印”键，可将显示器上的本次数据打印成试验报告。
在查看历史数据状态下，点击“打印”键，可打印屏幕上当前显示的历史数据。（5）查看历史数据
凡是通过了定时停机、点击“停机”键进行的停机、过压保护停机、以及过流保护停机的数据仪器自动将其保存为历史数据。最多能保存 64 次测量的数据，64 次以前的将自动删除。点击图 3 中的“查看”键，可出现图 13 界面,查看最近 64 次试验的历史数据。
点击图 3 中的“时钟”按键,可出现图 15 的设置界面，用于设置系统的日期和时间。
七．电力电缆耐压试验方法
将与被测试电缆相连的电气设备全部断开。
用兆欧表测试电缆各相绝缘参数，测试合格方可进行超低频耐压试验。
整定试验电压值：Umax=3Uo，其中 Uo 为电缆的额定相电压值。
1：某电缆参数：额定线电压为 10kV、额定相电压 Uo=6kV，所以试验电压整定值为：Umax=3Uo=18kV
各种型号橡塑绝缘电力电缆 0.1Hz 超低频试验电压值整定值如表 4。
表 4 各种型号橡塑绝缘电力电缆 0.1Hz 超低频试验电压和时间

•一机多用
该仪器自身集成符合IEEE 400.2-2013的耐压测试和介质损耗因数诊断模块。可进行电缆交直流耐压测试、外护套测试及故障定位等多种测试。

•强大的输出
输出电压峰值可达29kV，有效值可达21KV。与同品类仪器相比，电容*大10μF，可测试更长距离电缆。输出电流*大可达20mA，比同类仪器所需测试时间更短。

•无限制运行时间
可对电缆进行持续测量，而同品类仪器在连续工作1小时后，需要将仪器停机散热2小时。

•可视化软件
所有的结果可以通过USB或蓝牙进行下载、编辑并生成报告。软件具有图形分析功能，可以更加直观地读取测试结果并与之前测试结果生成对比。

•DDD安全系统
仪器具有两个独立的接地装置（电子和机械放电），确保仪器运行时因电源被意外切断，也能使仪器放电，保证操作人员的安全。

•返回电压保护
防止测试过程中电缆突然上电对人员造成伤害。当仪器检测到外部电压大于100V时，自动切断电源并有红色指示灯指示，保证操作人员安全。

•运输方便
在尺寸，重量（14 kg）方面都具有突出特点，具有防水等级为IP67的非常坚固的水密外壳，减少了额外的运输箱，便于现场测试及运输。

•高清显示屏
具有高清的彩色显示屏(4,3")，可以轻松读取测试结果。

•干性系统
内部无油填充部件，方便用户日常的维护及运输。

•系统可升级
可根据用户的需要添加局部放电测试模块，同时进行电缆耐压、局部放电、介质损耗因数测试。

何谓超低频，根据IEEE 400.2 规定输出频率范围 0.1 – 0.01 Hz便称为超低频。采用0.1Hz高压发生器产生纯正弦波高压，施加到被测电缆上激发缺陷点的局放，检测系统经耦合电容器分压后接检测阻抗的测量回路，采用脉冲电流法进行局放测量。为何B2HV要采取正弦波呢？首先直流电对电缆损害非常大，超低频余弦也不能测局放和介损。

自2012年以来超低频技术的发展推动了各地的应用，广泛的实践应用又促进了标准的形成：IEEE、IEC等国际标准陆续纳入并推荐配网电缆的超低频介损、局放、耐压的多功能监测式耐压试验。

是一款10KV电缆超低频介损测试仪，可评估电缆老化程度，电缆健康情况尽在掌握。仅有14kg重量，现场测试一人搞定，使用时间不受限。另外IP67防护等级使其可在恶略环境下使用；特有的电压检测保护以及双放电装置，确保操作人员的生命安全，5公里以内电缆介损测试必备神器！

产品考虑到客户的使用使用情况，可以兼容高压和低压侧采样。高压侧采样的优点是会提高电缆的测试精度（例如10米以下的电缆），低压侧采样的优点是接线少操作简便。

输出电流可达20mA,测试电流的大小决定了测量相同长度及容量的电缆所用的时间长短，长度越长电容越大的电缆对测试电流的要求*越高。而测试输出电流越大则测试速度*越快。

和传统实验办法相对来说，变频串联谐振具有输入电源容量小、设备分量轻，品质因数高，而且具有主动调谐、两层防护、组合办法活络优势[2]。

由于中试控股串联谐振装置电源首要运用谐振电抗器和被试品电容谐振发生高电压和大电流的，实验电源仅仅供给体系有功的消耗，所以它所需电源功率仅具有实验容量的1/Q。一起，由于串联谐振实验不必大功率调压设备和工频实验变压器，谐振激磁电源仅要实验容量的1/Q，使得串联谐振体系分量和体积方案化的减少。不一样的是，谐振电源是谐振式滤波电路，其能优化输出电压波形，以至于躲避谐波峰值对试品的误击穿。但在串联谐振形式下，当试品绝缘缺陷被击穿时，电路当即脱谐，回路电流灵敏调整为正常实验电流的1/Q，所以他还能躲避大的短路电流对缺陷点的烧伤。

2.中试控股串联谐振原理剖析

电路谐振时阻抗值最小，当端口电压一守时，电路电流将抵达最大值，如图1(b)所示，且该值的巨细仅与电阻的阻值有关而与电感和电容无关。谐振时电感电压与电容电压数值相等、相位相反，为总电压的Q倍[4]，即。RLC串联电路的电流是电源频率的函数，

在电阻、电感及电容所构成的串联电路中，当容抗与感抗相等时，电路中的电压与电流相位一样，电路呈现纯电阻性，此即为串联谐振[3]。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=R，此时回路总阻抗值最小，回路电流最大值。图1(a)所示为电感和电容元件串联构成的一端口网络，其等效阻抗，当发生谐振时，其端口电压与电流同相位，即，由此可推得谐振角频率和谐振频率分别为，。界说谐振时的感抗或容抗 为特性阻抗ρ，则特性阻抗ρ与电阻R的比值即为品质因数Q。串联谐振设备

为了研讨电路参数对谐振特性的影响，一般选用通用谐振曲线，图2(b)所示为串联谐振电路的通用谐振曲线。通用谐振曲线的形状只与Q值有关，且曲线形状越尖利，电路的选频功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所对应的频率方案为通带宽，理论推导可得，由该式可知通带宽与品质因数成反比。

即，在电路的电感L、电容C和电源电压US不变的状况下，不一样的R值得到不一样的Q值，图2(a)所示为不一样Q值时的电流幅频特性曲线。

3.变频串联谐振的工程运用剖析

变频串联谐振实验进程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足实验需要的前提下尽量降低励磁变的变比，然后相应减小励磁变原边的输入电流。实验电源容量S=P+P1，其间P1为变频电源本身的损耗，由电源端输入电压为380V可得电源电流I1=。实验中电抗器的额定电压和电流也应大于实验电压和高压电流，当电抗器选用串并联以满足实验需要时，有必要计算每个电抗器上所承受的电压和电流不超限值。

在现场实验中，一般选用16mm2以上的裸铜线接地，裸铜线其寄生电感在μH数量级，约0.1-1μH/m，直

流电阻约0.1mΩ，假定接地线有曲折环绕景象，电感量可增加到10-1000μH/m。试品绝缘一般在交流电压的正峰值或负峰值被击穿，试品被击穿刹那间试品上的电压最高，击穿后试品上的电压跌落到零的时间一般在0.1-10μs之间，详细状况与击穿点的实习状况有关。从放电能量上看，即使放电时，试品的最小电容量只需0.002μF，实习实验时试品电容量远大于该值。如以放电时频率为100kHz、地线寄生电感为1μH、放电电流为1000A计算，地线的寄生感抗XL==0.628Ω，地线或许发生的过电压Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地线联接不标准，寄生电感就会增大很多，发生的过电压或许更大，可危及变频电源及人身安全。所以高压实验体系有必要一点可靠接地，分压器的接地址与大地的联接线应尽量短，接地线应粗、直、短，然后保证实验安全。

变频串联谐振其谐振频率，其间L为电抗器的电感值，如有几个电抗器串并联运用应思考互感的影响;C为被试品及分压电容器的和，现场能够用电桥或介损仪进行实习丈量获得。高压电流I=2πfCU，由被试品的电气参数和出厂耐压实验值，可判定现场的耐压实验电压U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其间P0为励磁变空载损耗，PK为电抗器额定有功损耗。

为进行GIS导体对外壳交流耐压实验，实验前先用介损仪在该变#1主变220kV侧测得各相对地电容，并根据被试设备电容量计算所需电感以及实验电流及容量，各相对地电容量如表1所示。根据理论计算进行准备实验作业，现场实验实习谐振频率为73.8Hz，实验进程中未发生设备部件的闪络、放电，且实验前后试品绝缘无明显变化，设备顺畅经过交流耐压实验

4.中试控股变频串联谐振在工程中的运用典范剖析

以某变电站220kV GIS导体对外壳耐压实验为例，产品出厂实验电压导体对地为460kV，现场奉告实验电压值为出厂实验的80%，即368kV。实验设备选用变频式串联谐振耐压实验设备，实验按电气设备奉告实验标准和规程进行[1，5]。实验时GIS设备所有气室均充额定压力SF6气体且微水丈量合格，架空线、电力变压器、避雷器和保护空位与GIS隔脱离。导体对外壳耐压加压实验时，220kV GIS实验电压由#1主变220kV侧套管处施加，每次一相，别的两相与接地的外壳短接。

5.结论

因而咱们将中试控股变频串联谐振和交流工频耐压实验设备进行比照，然后得知其具有电源容量小、实验仪器易转移、输出电压波形好等优势，还能够有力度的躲避谐波峰值对试品的误击穿、一起也能躲避大的短路电流烧伤缺陷点。变频串联谐振原理、工程运用联系和现场实验充分证明，变频串联谐振在电力工程实验中具有出色的技术专长和庞大的市场需要。

 

  电缆耐压原理是在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此刻试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为体系质量因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先经过调理变频电源的输出频率使回路发作串联谐振，再在回路谐振的条件下调理变频电源输出电压使试品电压到达实验值。因为回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的实验电压。

  串联谐振装置选用调理电源的频率的办法使得电抗器与被试电容器完成谐振，在被试品上取得高电压大电流，是当时高电压实验的一种新的办法和潮流，在国内外现已得到广泛的就使用。