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高壓電纜介損儀（電科院）

時間：2022-09-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：高壓電纜介損儀（電科院）

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始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商：ZSDJS-9535 高壓電纜介損測試儀

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀主要針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電機、高壓套管的出廠試驗、高壓電纜等，在采用外部大功率試驗變壓器或串聯諧振等外部加壓設備加壓的環境下，進行介損測試。儀器分為手持終端和測試主機兩部分。手持終端與測試主機之間采用2.4G無線通訊方式。可做正接法測試和反接法測試，正接法和反接法的電流測量量程均可達到2uA-15A的超寬范圍。外施高壓不同頻率可自適應測量，范圍可達30Hz-300Hz。

介質損耗試驗的目的：是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀主要針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電機，高壓套管的出廠試驗，高壓電纜等，在采用外部大功率試驗變壓器或串聯諧振等外部加壓設備加壓的環境下，進行介損測試。儀器分為手持終端和測試主機兩部分。手持終端與測試主機之間采用2.4G無線通訊方式。可做正接法測試和反接法測試，正接法和反接法的電流測量量程均可達到2uA-15A的超寬范圍。外施高壓不同頻率可自適應測量，范圍可達30Hz-300Hz。
介質損耗試驗的目的是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。一般使用西林電橋、電流比較型電橋、M型介質試驗器等儀器進行試驗。

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀特點
1、7寸彩色液晶顯示工業級電容屏
儀器采用高端電容式觸摸7寸彩色液晶顯示屏，超大顯示界面所有操作步驟中文菜單顯示，每一步都清晰明了。
2、超寬電流量程
正接法和反接法電流測量量程都可以達到20uA-15A的超寬范圍，更大電流可定制。
3、超寬頻率范圍
外施高壓頻率可達30Hz-300Hz的超寬范圍，自適應測量。
4、各種高電壓可定制
外施高壓電壓能夠滿足各種高電壓環境，可根據用戶需求定制。
5、光纖高壓通訊
測試主機高壓采樣與低壓采樣之間采用工業級光纖通訊模塊，在兼顧高低壓之間絕緣性能的同時又能最大程度保障測試數據的精度。
6、獨立手持操作終端
手持終端與測試主機完全隔離采用2.4G無線通訊，整個測試過程中用戶只需在手持終端上操作即可，最大程度保障操作人員的人身安全。
7、鋰電池供電
手持終端、測試主機低壓端、測試主機高壓端，都采用鋰電池供電，充滿電可連續工作8小時以上。
8、U盤存儲
本機存儲的數據可以通過USB接口保存至U盤中。

ZSDJS-9535高壓電纜介損測試儀工作原理
在交流電壓作用下，電介質要消耗部分電能，這部分電能將轉變為熱能產生損耗。這種能量損耗叫做電介質的損耗。當電介質上施加交流電壓時，電介質中的電壓和電流間成在相角差ψ，ψ的余角δ稱為介質損耗角，δ的正切tgδ稱為介質損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質損耗的參數。儀器測量線路包括一標準回路（Cn）和一被試回路(Cx)，如圖2—1所示。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位差，再由數字信號處理器運用數字化實時采集方法，通過矢量運算得出試品的電容值和介質損耗正切值。
三主要技術參數
1、使用條件 -15℃∽40℃ RH＜80%
2、標準電容 tgδ: <0.005% Cn: 99.78PF
耐壓電壓: 40KV
3、分辨率介損tgδ: 0.001%
電容量Cx: 0.001pF
頻率f：0.001Hz
4、精度介損△tgδ:±(讀數*1.0%+0.040%)
電容量△C x :±(讀數*1.0%+1.00PF)
頻率 △f:±(讀數*1.0%+0.10Hz)
5、測量范圍介損tgδ 無限制
電流I 20uA ≤ I ≤ 15A
電壓HV 1KV ≤ HV ≤ 40KV
頻率 f 30Hz≤ f ≤ 300Hz
6、手持終端鋰電池 7800mAh鋰電池
7、充電器 DC12.6V 3000mA
8、顯示方式 7寸800*480彩色液晶顯示屏
9操作方式工業級電容觸摸屏
10、手持終端尺寸(mm) 270(L)×160(W)×65(H)
11、測試主機尺寸(mm) 300(L)×300(W)×600(H)
12、存儲器大小 200 組支持U盤數據存儲
13、重量（手持終端） 1.5Kg
14、重量（測試主機） 23Kg

勵磁變壓器
利用變頻串聯諧振裝置工作原理通過調頻控制器提供供電電源，試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品CX上，通過改變調頻控制器的輸出頻率，使回路處于串聯諧振狀態；調節變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達到所需要的電壓值。
3）諧振電抗器
通過調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試器電容C發生串聯諧振。既是感抗等于容抗，來減少勵磁變壓器的容量。，諧振電壓即為試品上所加電壓。
4）高壓標準電容器
因為被試品所加電壓高，采用外接標準電容器是為了保護儀器和人身安全。
5）補償電容器
回路的諧振頻率取決于被試品電容CX和電抗器的電感L，諧振頻率。裝置試驗頻率是采用接近工頻的交流電壓，通過補償電容器來改變試驗的總電容量，使諧振頻率在45Hz-55Hz范圍內，近似工頻保證了試驗結果的可靠性和真實性。
6）測量原理
系統由可調頻、調幅的正弦波變頻電源，經由勵磁變壓器、高壓諧振電抗器于電容器諧振，產生高壓電源，施加于標準電容器和被試設備上。將兩者低壓側的電流信號輸入高壓介損測試儀，采樣低壓側信號，根據電橋原理，運用計算機的數據處理能力，實現高電壓下電氣設備介質損耗等參數的自動化、數字化測量，并顯示輸出被試品的電容量和介損測量值并繪制測量曲線。
2.3 額定電壓下反接線做高壓介損
反接線做高壓介損的必要性
由于高壓隔離技術的局限性，通常對接地試品在額定電壓下的介損試驗只能采用正接法，這樣現場設備必須打開接地刀閘，給現場操作帶來繁瑣和不安全性。
反接線（對接地試品）測量原理及特點
外加獨立的高壓端采樣系統，并通過光纖將高壓側電流信號高精度傳送到介損電橋，實現額定電壓下的反接線測試功能，測量橋體仍然處于低電位。

2.4 成套設備主要技術指標
成套設備介紹
要滿足能夠實現同時正接線二通道介質損耗測量和反接線二通道介質損耗測量，各單元之間通過標準接線實現整套裝置的連接。為了能在500kV變電站準確測量，裝置具應有良好的抗干擾性能。

1）高壓介損測試儀
測量范圍：介損測量范圍：0-100.00%，分辨率：0.001%，額定輸出電壓：0-160V，額定輸出電流：19A，輸出波形：正弦波。
2）變頻電源技術參數
輸出電壓：0-160V，最大輸出電流30A，額定輸出功率：不小于5kW。輸出波形：正弦波，波形畸變<2%，輸出頻率：30-300Hz，頻率調節細度0.1Hz，不穩定度<0.05%。
3)諧振電抗器（干式）
共4臺，串聯使用。額定容量：10 Kvar，額定電壓：40kV，額定電流：0.25A，額定電感：600H，工作頻率范圍：30-300Hz。額定條件下工作時間：15min。
4）勵磁變壓器
額定容量：5 Kvar，額定輸入電壓：0-160V，額定輸入電流：0-30A，額定輸出電壓：10000V，額定輸出電流：0.5A。
5)補償電容器
額定電容：2000 pF，額定電壓：160kV，工作頻率范圍：30-300Hz。額定條件下工作時間：15min。
6）標準電容器
以SYL160-100為例
額定工作電壓：160kV，電容器實測值誤差不大于±0.5%，與標稱值誤差不大于±0.3%。電容器內充FS6氣體，在20℃時，壓力為0.4+0.1Mpa

測量原理
測量儀(原理見圖4-1)中由可變頻、調幅的低壓電源,勵磁變壓器,高壓電抗器組成的內置高壓試驗電源SR與試品電容CX、標準電容CN串聯諧振,信號采集部分將兩者的低壓側信號輸入高壓介損測試儀,再根據電橋原理,運用計算機的數據處理能力,實現高電壓下電氣設備介質損耗等參數的自動化、數字化測量后傳至顯示控制部分,顯示出被試品的電容量、介損測量值和測量曲線。
其中測量系統的兩套高速采樣電路對標準側和試品側取樣得到的正弦信號實時同步高速采樣,得到兩組幾萬個數據,通過計算分別得出標準側、被試側的電流信號幅值及有、無功分量,進而得出試品的介損及電容量。這種測量方法在測試波形畸變時也不影響測量精度,所用SF6標準電容器容值穩定。每次測量前儀器均自校以補償元器件漂移引起的系統誤差。
測量系統構成
系統以51系列單片機為核心協調各部分工作（見圖4-3）。從高壓端隔離取樣的電壓和電流信號分別經濾波放大后，同時進入各自采樣保持的A/D，選擇的12位A/D轉換器位數和器件滿足了測量精度要求，系統的性價比高。為了保證電壓和電流信號同時采樣，兩片AD芯片共用一個采樣控制信號。
試驗目的
通過在額定電壓下測量tanδ發現一系列絕緣缺陷，如絕緣整體受潮、老化、絕緣氣隙放電等。
介質損耗試驗的目的
介質損耗試驗的目的是通過測量介質損耗因數來判斷設備絕緣性能。一般使用西林電橋、電流比較型電橋、M型介質試驗器等儀器進行試驗。
測量介質損耗因數在預防性試驗中是*的項目。因為電氣設備介質損耗因數太大，會使設備絕緣在交流電壓作用下，許多能量以熱的形式損耗，產生的熱量將升高電氣設備絕緣的溫度，使絕緣老化，甚至造成絕緣熱擊穿。
絕緣能力的下降直接反映為介質損耗因數的增大。進一步就可以分析絕緣下降的原因，如：絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質等等。
所以，在出廠試驗時要進行介質損耗的試驗，運行中的電氣設備亦要進行此種試驗。測量介質損耗的同時，也能得到試品的電容量。電容量的明顯變化，反映了多個電容中的一個或幾個發生短路、斷路。
擴展資料
在交流電壓作用下，電介質要消耗部分電能，這部分電能將轉變為熱能產生損耗。這種能量電介質的損耗。
當電介質上施加交流電壓時，電介質中的電壓和電流間存在相角差Ψ，Ψ的余角δ稱為介質損耗角，δ的正切tgδ稱為介質損耗角正切。
tgδ值是用來衡量電介質損耗的參數。儀器測量線路包括一標準回路（Cn）和一被試回路（Cx）。
標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。
通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位等，再由單片機運用數字化實時采集方法，通過矢量運算便可得出試品的電容值和介質損耗正切值。