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電力技術
電纜介損測試儀（電科院）
時間：2022-09-24
中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜介損測試儀（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?？勺稣臃y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
1、電性能檢測
主要有導體直流電阻、絕緣電阻、成品電壓試驗及絕緣線芯間電壓試驗，每項都很重要，導體電阻直接反映了電纜的電傳輸性能，直接影響電纜在通電運行中的溫度、壽命、電壓降、以及運行安全，它主要考查導體的材質和截面積，若導體的材質不好或截面積嚴重不足，就會造成導體直流電阻嚴重超標，這種電纜鋪設在線路中就會增加電流在線路上通過時的損耗，引起電纜導體本身發熱，引起包覆導體的絕緣老化開裂，造成供電線路漏電、短路，甚至造成火災，危及人身、財產的安全。標準對不同規格電纜的導體直流電阻值均有嚴格的規定，不得大于標準規定的值。
絕緣電阻、成品電壓試驗及絕緣線芯間電壓試驗，均考查的是電纜絕緣層和護套層的電氣絕緣性能，絕緣電阻是檢測兩個導體之間絕緣材料的電阻，它應足夠大以起到絕緣保護作用。成品電壓試驗及絕緣線芯間電壓試驗不光要求電纜有足夠的絕緣能力，還要求絕緣或護套材料均勻無雜質、厚度足夠均勻，表面不能有看不見的沙眼、針孔等，否則就會造成耐壓試驗時局部擊穿。
2、機械性能檢測
主要是考查絕緣和護套塑料材料的抗張強度、斷裂伸長率，包括老化前后，還有對于成品軟電纜進行的曲撓試驗、彎曲試驗、荷重斷芯試驗、絕緣線芯撕裂試驗、靜態曲撓試驗等。老化前、后抗張強度、老化前后斷裂伸長率是電纜絕緣和護套材料最重要最基本的指標，要求用做電纜絕緣和護套的材料，既要有足夠的拉伸強度不容易拉斷，又要有一定的柔韌性，老化是指在高溫條件下，絕緣和護套材料保持其原有性能的能力，老化不應嚴重影響材料的抗張強度和伸長率，這些都將直接影響電纜的使用壽命，若抗張強度和斷裂伸長率不合格，進行電纜的施工安裝時就極易出現護套或絕緣體斷裂，或在光、熱環境下使用的電纜其護套和絕緣容易變脆，斷裂，致使帶電導體裸露，發生觸電危險。
另外軟電纜由于不是固定敷設，使用中存在反復拖拉、彎曲等情況，所以對于軟電纜標準又另外規定了在其成品電纜上加做動態曲撓試驗、彎曲試驗、荷重斷芯試驗、絕緣線芯撕裂試驗、靜態曲撓試驗等，以保證這種線纜在實際使用中滿足要求。如動態曲撓試驗主要考核軟電纜在受到外界的機械拉伸和彎曲等應力時，軟導體的絞合線絲是否斷裂而降低電的傳輸性能，或者刺破絕緣而降低絕緣電氣性能;絕緣在受到應力作用是是否變形或開裂而影響電纜的電氣絕緣性能的一種試驗方法。
3、絕緣和護套材料性能試驗
包括熱失重、熱沖擊、高溫壓力、低溫彎曲、低溫拉伸、低溫沖擊、阻燃性能等等。這些都是考查絕緣和護套的塑料材料的性能好壞，如熱失重試驗是檢測經過7天80℃的高溫老化后材料降解、揮發的程度;熱沖擊檢測在150℃高溫1h后經特殊卷繞的絕緣表面是否有開裂;高溫壓力檢測絕緣材料在經過高溫再冷卻后其彈性的保持程度;所有的低溫試驗一般指在-15℃條件下其機械性能的變化，都是檢測線纜材料在低溫環境下是否變脆、易開裂或易拉斷等。
另外電纜的阻燃性能勝能很重要，考查該項性能的試驗為不延燃試驗，即對按標準安裝的成品電纜用專門的火焰點燃一定的時間，待其火焰自行熄滅后檢查線纜被燒的情況，當然被燒掉的部分越少越好，說明其燃燒性差，阻燃性好，越安全。
4、標志檢查
標準要求電纜包裝上應附有表示產品型號、規格、標準號、廠名和產地的標簽或標志，規格包括額定電壓、芯數和導體標稱截面等;電纜表面應印有制造廠名、產品型號和額定電壓的連續標志，標志間距要求≤200mm(絕緣表面)或≤500mm (護套表面)，標志內容應齊全、清晰、耐擦，這個要求是方便使用者了解電纜的型號規格及電壓等級，以防敷設錯誤。另外，電線絕緣線芯應優先選用標準推薦的顏色，特別要提的是黃/綠雙色線芯，這種線一般用在電器產品的電源線中，這條特殊雙色線專用于接地，對于黃/綠搭配標準也有以下規定:即對每一段長巧~的雙色絕緣線芯，其中一種顏色應至少覆蓋絕緣線芯表面的30%，且不大于70%，而另一種顏色則覆蓋絕緣線芯的其余部分，即黃/綠雙色應基本均衡搭配。
5、結構尺寸檢測
包括絕緣和護套的厚度、最薄厚度、外形尺寸等。絕緣和護套的厚度大小對于電纜能夠耐受多大強度的電壓，以及其機械性能好壞都有很重要的作用，所以對于不同規格的電纜，標準對厚度都有嚴格規定，要求不得低于國家標準的規定值。電纜絕緣厚度太薄會嚴重影響電纜的使用安全，會帶來電纜擊穿、導體裸露引起漏電等安全隱患，當然也不是越厚越好，應不影響安裝，故標準又設了一個外形尺寸要求對此進行限制。
探討電容量和介質損耗因數試驗
一、試驗目的介質損耗因數試驗，全稱為介質損耗角正切值tanδ試驗，介質損耗角正切值tanδ簡稱介損值，也稱為介質損耗因數。在絕緣預防性試驗中，介損試驗是一種使用較多，而且是判斷絕緣性能較為有效的方法。
在交流電壓的作用下，流過介質的電流由無功電流Ic和有功電流Ir兩部分組成。當電器設備的絕緣普遍受潮，臟污或老化以及絕緣中有氣隙發生局部放電時，流過絕緣的有功電流分量Ir將增加，tanδ也增大。這樣通過測量絕緣的tanδ值，可以反映出整個絕緣的分布性缺陷。如果絕緣內的缺陷不是分布性的，而是集中性的，則測量tanδ的方法有時反映就不是很靈敏。
所以介質損耗因數試驗能比較靈敏地發現中小型電容量電氣設備的絕緣整體受潮、老化、油質劣化和缺陷，也能非常靈敏地發現絕緣油質量的優劣。但是對大容量的電氣設備，當缺陷所占面積較小時，靈敏度較低，難以發現集中缺陷，因此對大型電力變壓器測量整體介質損耗因數以后，還應單獨測量電容型套管的介質損耗因數。
二、試驗方法
介質損耗測試儀常規接線方式有正接法和反接法兩種。
（1）正接法
正接線原理如圖所示（測試圖），正接線時，交流高電壓由被試品Zx的一端加入，電橋處于低壓端，操作比較安全方便，而且電橋內部不受強電場干擾，所以準確度較高。采用這種接線，被試品一端接高壓，另一端接至電橋的低壓端，被試品必須與地絕緣?，F場對有“末屏”的電氣設備（如電流互感器，電容式電壓互感器，套管，耦合電容器等），都采用正接線進行測量。
（2）反接法
反接線原理如圖所示（測試圖），反接線時，交流高壓從電橋的地端加入，被試品一端接電橋測量端，另一端接地。反接法在現場一般用于被試品無“末屏”的電氣設備（如變壓器，分級絕緣的電壓互感器等）。
（3）自激法
自激法原理如圖所示（測試圖），自激法主要用在電容式電壓互感器中，由于其電容分壓器和電磁單元合裝在一個瓷套內，無法使用電磁單元同電容分壓器兩端斷開。其本質還是常規的正接法和反接法，高壓改由中間變壓器T1勵磁加壓（一般選擇額定輸出容量最大的二次繞組加壓），測量C1和C2采用常規正接法， 測量中間變壓器采用反接法。
三、影響因素
絕緣介質的tanδ值除受試品本身的絕緣狀況，結構，介質材料，有無分布性缺陷以及電磁場干擾等影響外（不考慮頻率的影響，是因為外加電壓頻率基本不變），還受到以下因素的影響。
1、溫度的影響
溫度對tanδ的測量影響較大，影響的程度隨試品絕緣材料，結構及本身絕緣狀況的不同而異。一般情況下，tanδ是隨溫度上升而增加的，現場試驗時，設備溫度是變化的，為便于比較，應將不同溫度下測得的tanδ值換算到20℃。
有些絕緣材料在溫度低于某一臨界值時，其tanδ可能隨溫度的降低而上升；而潮濕的材料在0℃以下時水分凍結，tanδ會降低。所以過低溫度下測得的tanδ不能反映真實的絕緣狀況，容易導致錯誤的結論。因此測量tanδ應在不低于5℃時進行。
2、濕度和臟污的影響
tanδ與濕度的關系很大。介質受潮臟污后，表面泄露增大，還會出現夾層極化，因而tanδ將大為增加。為了消除影響，可采用加屏蔽環，即用軟裸銅線緊貼在被試品表面纏繞成屏蔽環，并與電橋的屏蔽連接，使表面泄露電流不經過橋臂直接引回電源。這種方法會改變被試品設備表面電場分布，其測量的tanδ值及Cx值與實際的有誤差。最好將被試品表面清潔，干燥來消除濕度和臟污的影響。
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