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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜損耗介質測量儀（源頭大廠）

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。

介質損耗因數的定義是：
介質損耗因數:tgδ只與材料特性有關，與材料的尺寸、體積無關，便于不同設備之間進行比較。
測量介質損耗因數:tgδ判斷電氣設備的絕緣狀況是一種傳統的、十分有效的方法。它能反映出絕緣的一系列缺陷，如絕緣受潮，油或浸漬物臟污或劣化變質，絕緣中有氣隙發生放電等。這時流過絕緣的電流中有功分量IRX增大了，:tgδ也加大。
按照電力設備預防性試驗規程的規定，對多種電力設備（如電力變壓器、發電機組、高壓開關、電壓電流互感器、套管、耦合電容等）都需要做介質損耗因素（:tgδ）的測量。
所以:tgδ試驗是一項必不可少而且非常有效的試驗。能較靈敏地反映出設備絕緣情況，發現設備缺陷。
二、介質損耗因數（tgδ）測量原理
介質損耗測量電橋分類：
（一）西林電橋（如QS1）
1.西林電橋簡介
西林電橋即QS1電橋是80年代以前廣泛使用的現場介損測試儀器。試驗時需配備外部標準電容器（如BR16型標準電容器），以及10kV升壓器及電源控制箱。需要調節平衡，結果需要換算，使用不太方便。
2.西林電橋工作原理
高壓西林電橋是由：交流阻抗器、轉換開關、檢流計、高壓標準電容器等組成。調節R3、C4使電橋平衡，此時a、b兩點電壓幅值相位完全相等，即R3、C4兩端電壓相等。
3.西林電橋測量原理
經過運算，按復數相等實部、虛部分別相等的規定可得到：
按串連模型介損定義：由于R4是固定的3184Q，頻率是50Hz、C4單位為uF時，tgδ=C4，因此可以在C4刻度盤上讀出介損，通過R3、R4、Cn可以計算Cx。
現場使用QS1電橋時，需要先將升壓裝置，標準電容器和電橋等進行連線，然后調節R3和C4，使得檢流計指示為零。這時電橋平衡。讀得C4值即為tgδ值，R3值經過計算可得出被試品電容值。總之現場操作使用都比較麻煩，抗干擾能力差，已經不能適應現在電氣試驗工作的需要。
（二）電流比較儀電橋
1.電流比較儀電橋工作原理
特點是測暈精度高，適合實驗室高精度測量，電流比較儀電橋的工作原理是采用安匝平衡的原理。平衡過程見右圖，當交流電源加在試品、標準電容器和電橋及地之間，在試品上產生一個電流1x，在標準電容器上也產生一個電流ln，當兩個電流流過Wx、Wn時，由于lx、ln兩個電流的相位、幅值不相同，使Wd 有電流ld產生，通過調整Wx、Wn、C、R使lx、Iln兩個電流的幅值相同，相位相反。

建議使用220V交流電源。若一定要使用發電機供電，由于0.1Hz超低頻是根據電源輸入頻率來調制的，對發電機有較高的要求。

要求是：頻率50Hz±2%，電壓220V±5%，功率大于5KW，特別要求發電機輸出頻率穩定，頻率不隨負載的變化而變化（使用數碼變頻發電機）。

并且在發電機的輸出端并聯一只功率不小于800W的阻性負載(如電爐等)，以便穩定發電機的運轉速度，如果頻率不能穩定，肯定不能正常升壓。在整個升壓過程中。

必須使用連續工作的阻性負載，不能使用會自動切斷的阻性負載(如電開水壺、有溫控開關的電爐，水開以后或者溫度達到后，會自動切斷負載)，否則一定會嚴重損壞儀器！

在做電纜耐壓試驗時，必須將芯線和絕緣層物理上分離，不能用其它物品覆蓋在其上面，否則會引起高壓放電，損壞儀器！

超低頻高壓發生器又叫超低頻電纜耐壓測試儀，超低頻發電機耐壓測試儀，結合現代工藝，自動升壓、降壓、放電，運有光電控制輸出0.1HZ正弦波，自動化程度高；大屏幕液晶顯示，便于用戶清晰直觀；同時還有過壓、過流保護，給用戶雙重保護。

中試控股的 ZSVLF-30KV 40KV 50KV 60KV 80KV / 0.1Hz 超低頻高壓發生器屬于超輕型交流耐壓試驗，打耐壓時候對電纜沒有損傷。

80KV/0.5μF智能/全自動0.1Hz超低頻高壓發生器

超低頻高壓發生器與直流高壓發生器都帶是高壓發生器，作用都是檢驗發現電氣設備絕緣內部隱藏的缺陷，以便了解和掌握設備的絕緣狀態，確保高壓電氣設備安全、可靠運行。但它們在性能上有著天壤之別。

ZSVLF-30KV 40KV 50KV 60KV 80KV / 0.1Hz 超低頻高壓發生器適用于：交聯聚乙烯絕緣電力電纜的耐壓試驗 /

水力發電機和大型發電機的耐壓試驗。0.1Hz超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。尤其在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，發揮著明顯巨大的作用。

1.輸出額定電壓：30KV，40KV，50KV，80KV，90KV

2.輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz

3.帶載能力：

0.1Hz 最大1.1μF

0.05Hz

最大2.2μF

0.02Hz

最大5.5μF

4.測量精度：3%

5.電壓正，負峰值誤差：≤3％

6.電壓波形失真度：≤5％

7.使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz；

9、帶載能力：0.1

Hz 1.1μF

0.05

Hz 2.2μF

0.02

Hz 5.5μF；

80KV/0.5μF智能/全自動0.1Hz超低頻高壓發生器結合現代工藝，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護完全自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預，其作用在實際使用過程中獲得完美提醒！超低頻高壓發生器的使用雖說作業以及效果非常明顯,但實際使用時安全還是要放在最重要的位置。

1、使用超低頻高壓發生器的工作人員,必須具有“高壓試驗上崗證”的專業人員。

2、使用超低頻高壓發生器請用戶必須按《電力安規》168條規定，并在工作電源進入試驗器前加裝兩個明顯斷開點。當更換試品和接線時，應先將兩個電源斷開點明顯斷開。

3、試驗前請檢查所有試驗接線、控制箱、倍壓筒和試品的接地線是否接好。試驗回路接地線應按說明書進行，一點接地。

4、直流高壓在200kV及以上時，盡管試驗人員穿絕緣鞋，且處在安全距離以外區域，但由于高壓直流離子空間電場分布的影響，會使幾個鄰近站立的人體上帶有不同的直流電位。試驗人員不要互相握手或用手接觸接地體等，否則會有輕微電擊現象，此現象在干燥地區和冬季較為明顯，但由于能量較小，一般不會對人體造成傷害。

5、對大電容試品的放電應用ZS專用放電電阻棒對試品放電。放電時不能將放電電阻棒立即接觸試品，應先將放放電電阻棒逐漸接近試品，到一定距離空氣間隙開始游離放電，有嘶嘶聲，當無聲音時可用放電電阻棒放電，然后直接接上地線放電。

6、便攜式超輕型直流高壓發生器控制箱電源為交流AC

220V±10%，50Hz。如果電源經1/1隔離變或現場用自發電源，則必須人為將電源有一點與大地聯接。

從國內外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，且操作簡單。這就是為什么發達國家普遍采用這一方法的主要原因。

80KV/0.5μF智能/全自動0.1Hz超低頻高壓發生器適用于絕緣等值電容較大的電氣設備耐壓試驗項目，如測量電力電纜、電力電容器、中型發電機和電動機等)耐壓試驗。

超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。因為使用工頻耐壓方法測量大容量設備時，需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣才導致使用十分不便，為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗頻率，降低了試驗電源的容量，從國內外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕，理論上容量約為工頻的五百分之一，與工頻試驗相比優越性更多。