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中試控股技術研究院魯工為您講解：配電電纜介質損耗測試儀（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(guī)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(huán)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。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業(yè)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(huán)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(yè)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(huán)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(yè)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(xù)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(yè)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(fā)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(fā)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(fā)熱引發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(tài)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(tǒng)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(fā)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(guī)程的規(guī)定，對多種電力設備（如電力變壓器、發(fā)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(fā)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(jié)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(jié)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(guī)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(jié)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。

壓器控制箱、高壓試驗變壓器（升壓變壓器）、連接導線。接線原理如圖示。

工作原理：將控制箱、高壓試驗變壓器用連接導線按正確的方式連接上，將手輪調回零位，接通電源，控制箱面板綠燈指示

亮，表示電源接通。按下起動按鈕，紅燈亮，綠燈滅，表示試品已接通，可以升壓。轉動調壓器手輪，均勻而較快地升壓，

同時從控制箱指示儀表讀取所升高壓電電壓數據，并記錄所升高電壓的穩(wěn)定時間。

二．           高壓試驗變壓器故障現象

該儀器是自武漢某電子設備廠購得的，曾出現故障，并返廠修理過，后來又出現故障，兩次現象相同，表現為：控制箱高電

壓指示儀表指示不正常（即不能檢測試驗時所升高電壓數據）。外觀初步檢查，自耦調壓器二次輸出正常，電壓表無異常，

線路連接正確。

三．           高壓試驗變壓器原因分析

儀器檢查及故障原因分析：控制箱內的控制回路升壓正常，輸入、輸出正常；連接導線用萬用表歐姆擋測試，也顯示正常；

因此判斷可能是高壓試驗變壓器故障。從原理圖可看出，高壓試驗變壓器有三個同芯線圈——原邊線圈、高壓輸出線圈、儀

表專用線圈。工作時，控制箱內電壓回路接通后，通過自耦調壓器的調節(jié)，使高壓試驗變壓器的原邊線圈與高壓輸出線圈的

比例關系不變，而其匝數遠遠小于高壓輸出線圈，故從儀表上可讀取升壓值。將試驗變壓器拆開后檢查發(fā)現，變壓器原邊線

圈、高壓輸出線圈均無異常，而儀表專用線圈有明顯的過熱痕跡，因此判斷為儀表專用線圈燒毀。

檢查儀表線圈，其所使用導線為0.3mm2。分析燒毀原因，應該是由于線圈芯線的截面積較小，載負荷能力差，致使在儀器升

壓工作過程中當泄漏電流較大時，將線圈燒毀。儀器兩次故障現象相同，均是該原因造成的，由于線徑是在設計裝配過程中

選型決定的，所以在上次返廠修理時，問題沒有得到徹底的解決。

四．            高壓試驗變壓器處理方法

*的辦法是更換儀表線圈。儀表線圈與另外兩個線圈的排列順序是——從鐵芯向外，依此為儀表線圈、高壓輸出線圈、原邊線

圈（即一次線圈）。更換儀表線圈，在較潔凈的房間室內，將鐵芯硅鋼片一一拆開，然后將原邊線圈、高壓輸出線圈依此取

下，用白布分別包好、放好，防止塵土及異物，以備裝配；測量好儀表線圈的原繞制成型的數據，然后將已燒毀的儀表線圈

取下，選用截面積較大、載負荷能力較高的0.45mm2的漆包線，按原來的儀表線圈匝數及裝配外型尺寸重新繞制。繞制完成后

浸漆、干燥。開始裝配，先將儀表線圈按原樣裝好，再將高壓輸出線圈、原邊線圈按原來的位置安裝好，將700多片硅鋼片重

新按原型裝配。zui后對高壓試驗變壓器的變壓器油進行了更新。

將修好的儀器進行空載試驗、帶負荷試驗，顯示正常；與另外的一套儀器升壓試驗比較，結果良好，達到了工況要求。在隨

后的循環(huán)水高壓電機、氟里昂高壓電機及公司內配電變壓器的檢修試驗中，使用該儀器，顯示穩(wěn)定可靠。

目前在兩年多的實踐中證明，該試驗變壓器的故障處理方法是可行的。

變壓器耐壓試驗中應注意的幾個問題

變壓器能否可靠工作，zui重要的指標就是絕緣結構。據有關部門調查統(tǒng)計，變壓器發(fā)生的故障有60％左右是在絕緣系統(tǒng)中，

可見對變壓器絕緣性能進行質量檢測，是何等的重要。國家標準GB 19212.1-2003《電力變壓器、電源裝置和類似產品的安全

第1部分:通用要求和試驗》對低壓變壓器工頻耐壓試驗的電壓值、受試部位等都有較詳細的規(guī)定。 本人長期從事低壓變壓器