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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜介質損耗測試儀（電科院）

ZSDJS-9535電纜介損測試儀

電纜介損試驗相關標準：

DL/T 1694.6-2020 高壓測試儀器及設備校準規范 第6部分：電力電纜介質損耗測試儀
GB/T 3048.11-2007 電線電纜電性能試驗方法 第11部分：介質損耗角正切試驗
GB/T 3334-1999 電纜紙介質損耗角正切(tgδ)試驗方法(電橋法)
GB/T 5654-2007 液體絕緣材料 相對電容率、介質損耗因數和直流電阻率的測量
GOST 12179-1976 電纜和導線介質損失角正切測定法

簡易讀懂：電纜介損測試儀是做什么?

ZSDJS-9535電纜介損測試儀針對大容量和高電壓容性設備，如高壓電纜（介損tgδ：無限制，電流I：20uA ≤ I ≤ 15A，電壓HV：1KV ≤ HV ≤ 40KV，頻率 f：30Hz≤ f ≤ 300Hz），高壓電機，高壓套管的出廠試驗等，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。

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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。
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。
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

參考文獻

交聯聚乙烯電纜的介質損耗介紹

現象：電介質在外電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，其內部會有發熱現象，這說明有部分電能已轉化為熱能耗散掉，電纜絕緣介質（XLPE）也不例外。

定義：電介質在電場作用下，在單位時間內因發熱而消耗的能量稱為電介質的損耗功率，即介質損耗（diclectric loss），簡稱為介損。

作用：介質損耗的大小是衡量絕緣介質電性能的一個重要指標。介質損耗不但消耗了電能，而且使絕緣發熱引發熱老化。如果介電損耗較大，甚至會引起介質的過熱而絕緣破壞，所以從這種意義上講，介質損耗越小越好。

形成機理：按照電介質的物理性質通常有三種電介質損耗形式。

（1）漏導損耗：實際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發生移動而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導電流，漏導電流流經介質時使介質發熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質損耗稱為“漏導損耗”。

對于XLPE電纜，在直流及交流電壓下都存在漏導損耗，通常直流電壓用泄漏電流的大小或絕緣電阻的大小來反映介質的這一損耗情況。

（2）極化損耗：在介質發生緩慢極化時（松弛極化、空間電荷極化等），帶電粒子在電場力的影響下因克服熱運動而引起的能量損耗。

對于XLPE電纜，只有在交流電壓下才存在極化損耗，而且隨著交流頻率的增大，極化損耗通常也增大。

（3）局部放電損耗：通常在固態電介質中由于存在氣隙或油隙，當外施電壓達到一定數值時，氣隙或油隙先放電而產生損耗，這一損耗在交流電壓下要比直流電壓時大的多。

對于XLPE電纜，在直流電壓下，可用泄漏電流的大小來反映電介質的損耗，而在交流電壓下，介質損耗不能單用泄漏電流來表示，通常用介質損耗正切來表示，即在一定的交流電壓下，電纜絕緣所表現出的等效電阻Rg的大小值。

由于交聯聚乙烯電力電纜不推直流耐壓試驗，交流耐壓試驗僅能反映電纜的電介質擊穿特性，不能反映電纜的損耗特性，因此有必要對電力電纜進行介損測量。

常見的電纜故障
電線表面標志——根據國家標準規定，電線表面應有制造廠名、產品型號和額定電壓的連續標志。這有利于在電線使用過程中發生問題時能及時找到制造廠，消費者在選購電線時務必注意這一點。同時消費者在選購電線時應注意合格證上標明的制造廠名、產品型號、額定電壓與電線表面的印刷標志是否一致，防止冒牌產品。
電線外觀——消費者在選購電線時應注意電線的外觀應光滑平整，絕緣和護套層無損壞，標志印字清晰，手模電線時無油膩感。從電線的橫截面看，電線的整個圓周上絕緣或護套的厚度應均勻，不應偏芯，絕緣或護套應有一定的厚度。
導體線徑——消費者在選購電線時應注意導體線徑是否與合格證上明示的截面相符，若導體截面偏小，容易使電線發熱引起短路。建議家庭照明線路用電線采用1.5平方毫米及以上規格；空調、微波爐等用功率較大的家用電器應采用2.5平方毫米及以上規格的電線。
規范使用——應規范布線，固定線路最好采用BV單芯線穿管子，注意在布線時不要碰壞電線,在房間裝潢時不要碰壞電線；在一路線里中間不要接頭；電線接入電器箱(盒)時不要碰線；另外用電量較大的家用電器如空調等應單獨一路電線供電；弱電、強電用的電線最好保持一定距離。
電纜線路常見的故障有機械損傷、絕緣損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質、過電壓、電纜過熱故障等。當線路發生上述故障時，應切斷故障電纜的電源，尋找故障點，對故障進行檢查及分析，然后進行修理和試驗，該割除的割除，待故障消除后，方可恢復供電。
埋設電纜安全要求
1、電纜線相互交叉時，高壓電纜應在低壓電纜下方。如果其中一條電纜在交叉點前后1m范圍內穿管保護或用隔板隔開時，最小允許距離為0.15m。
2、電纜與熱力管道接近或交叉時，如有隔熱措施，平行和交叉的最小距離分別為0.5m和0.15m。
3、電纜與鐵路或道路交叉時應穿管保護，保護管應伸出軌道或路面2m以外。
4、電纜與建筑物基礎的距離，應能保證電纜埋設在建筑物散水以外；電纜引入建筑物時應穿管保護，保護管亦應超出建筑物散水以外。
5、直接埋在地下的電纜與一般接地裝置的接地之間應相距0.15~0.5m；直接埋在地下的電纜埋設深度，一般不應小于0.7m，并應埋在凍土層下。

試驗前的檢查與準備工作，控制好試驗時的關鍵環節，在提高試驗數據準確性的同時，達到提高電氣設備可靠性的目的。

標稱試驗變壓器容量Pn的確定公式：

Pn=kVn2WCt10-9

式中：Pn-標稱試驗變壓器容量（kVA）；

k -安全系數；

Vn-試驗變壓器的額定輸出高壓的有效值（kV）；

W-角頻率，W=2πf,f為試驗電源的頻率；

Ct-被試品的電容量（PF）。

對于不同的試驗電壓Vn，選擇適當的安全系數k，標稱試驗電壓較低時，k值可取高一些；以下列出不同的試驗電壓Vn，所選

用的安全系數k值，供參考：

Vn=50～100kV k=4；

Vn=150～300kV k=3；

Vn≥300kV k=2；

Vn≥1MV k=1。

被測試設備的電容量Ct可由交流電橋測出。Ct的變化很大，應由設備的類型而定。典型數據如下：

棒形或懸式絕緣子 幾十微法；

電壓互感器 200～500PF；

分級套管 100～1000PF；

電力變壓器＜1000kVA ～1000PF；

電力變壓器＞1000kVA 1000～10000PF；

高壓電力電纜和油浸紙絕緣 250～300PF/m；

氣體絕緣 ～60PF/m；

封閉變電站，SF6氣體絕緣 100～10000PF。

高壓試驗變壓器作用：

① 產生工頻高電壓，使之作用于被測試設備的絕緣上，以考查被測試設備在長時間工作電壓及瞬時內過電壓下是否可靠工作

。

②試驗研究高壓輸電線路氣體絕緣、電暈損耗、靜電感應、長串絕緣閃絡電壓、內絕緣局部放電及帶電作業等項目必

另外試驗研究高壓輸電線路的氣體絕緣。電暈放電損耗，靜電感應，長串絕緣之間高電壓。局部放電及帶電作業等項目的必

須備品。

直流高壓：沖擊高壓的電流，產生操作沖擊波。

指標：工頻輸出大大超過變壓器工頻電壓額定值，達幾百kv，幾千kv 2250kv-3000kv

高壓試驗變壓器與電力變壓器運行條件不同

原理相同，變化大，運行條件不同

① 多數工作在容性負載下，電力變壓器一般工作在感性負荷下。

② 所需試驗功率不大，所以變壓器容量不很大，電力變壓容量很大。

③ 工作時，經常放電，電力變壓由電保護裝置。

④ 電力變壓運行受大氣和操作過電壓侵略，試驗變壓器，但試品放電，工作時在繞組上產生梯度過電壓。

⑤ 工作時間短，滿載運行更短，耐壓試驗1min，電力變壓器終年滿載運行。