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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜介損檢驗儀

ZSDJS-9510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(zhì)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(zhì)損耗角正切試驗
GB/T 3334-1999 電纜紙介質(zhì)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(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量
GOST 12179-1976 電纜和導線介質(zhì)損失角正切測定法

簡易讀懂：電纜介損測試儀是做什么?

ZSDJS-9510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(lián)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(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

ZSDJS-9510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(lián)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(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)可以通過USB接口保存至U盤中。
參數(shù)：
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(shù)*1.0%+0.040%)，電容量△C x :±(讀數(shù)*1.0%+1.00PF)，頻率 △f:±(讀數(shù)*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(shù)據(jù)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(lián)聚乙烯電纜的介質(zhì)損耗介紹

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

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

作用：介質(zhì)損耗的大小是衡量絕緣介質(zhì)電性能的一個重要指標。介質(zhì)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(zhì)的過熱而絕緣破壞，所以從這種意義上講，介質(zhì)損耗越小越好。

形成機理：按照電介質(zhì)的物理性質(zhì)通常有三種電介質(zhì)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(zhì)，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(jīng)介質(zhì)時使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質(zhì)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(zhì)的這一損耗情況。

（2）極化損耗：在介質(zhì)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(zhì)中由于存在氣隙或油隙，當外施電壓達到一定數(shù)值時，氣隙或油隙先放電而產(chǎn)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(zhì)的損耗，而在交流電壓下，介質(zhì)損耗不能單用泄漏電流來表示，通常用介質(zhì)損耗正切來表示，即在一定的交流電壓下，電纜絕緣所表現(xiàn)出的等效電阻Rg的大小值。

由于交聯(lián)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(zhì)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。

1．弛豫損耗
交變電場E 改變其大小和方向時，電介質(zhì)極化的大小和方向也隨著改變。如電介質(zhì)為極性分子組成（極性電介質(zhì)）或含有弱束縛離子（這類偶極子和離子極化由于熱運動造成，分別稱為偶極子和熱離子），轉向或位移極化需要一定時間（弛豫時間），電介質(zhì)極化與電場就產(chǎn)生了相位差，由這種相位差而產(chǎn)生了電介質(zhì)弛豫損耗。如組成電介質(zhì)的極性分子和熱離子的弛豫時間r比交變電場的周期T大得多，這些粒子就來不及建立極化，電介質(zhì)弛豫極化就很小。在低頻電場下，粒子的弛豫時間比T小得多，但由于單位時間改變方向的次數(shù)很少，電介質(zhì)的弛豫損耗也很小。
弛豫極化過程在含有極性分子和弱束縛離子的液體和固體電介質(zhì)中產(chǎn)生。對于含有極性基團的高分子聚合物，極性基團或一定長度分子鏈亦可產(chǎn)生轉向極化形式的弛豫極化。液體所將性電介質(zhì)的弛豫損耗與黏度有關，對于極低黏度的水、酒精等極性電介質(zhì)，弛豫損耗出現(xiàn)在厘米波段：弛豫損耗與溫度、電場頻率有關。
2.共振損耗
對于電子彈性位移極化和離子彈性位移極化，電介質(zhì)可以看成是許多振子的集合，這些振子在電場作用下作受迫振動，并終以熱能方式損耗。當電場頻率比振子頻率高得多或低得多時．損失能量很少。只有當電場頻率等于振子固有頻率（共振）時，損失能量較大，故稱電介質(zhì)共振損耗。電子彈性位移極化，約在紫外頻率波段，而離子位移極化，約在紅外頻率波段。
3．電導損耗
實際電介質(zhì)均具有一定電導，由于貫穿電導電流引起的電介質(zhì)損耗（焦耳損耗）稱為電介質(zhì)電導損耗，一般情況下很小，但當表面電導的急劇增大時，這一損耗往往也急劇增加。它與電場頻率無關。
4．局部放電損耗
常用的固體絕緣中往往不可避免地含有某些氣隙或油隙，它的絕緣溫度遠低于固體絕緣材料。在電場的作用下，氣隙中原先發(fā)生局部擊穿（電暈放電）。而放電所形成的電荷，在外施電場E0作用下移動到氣隙壁上，形成反電場E，此反電場在直流電場下恰好削弱了氣隙中的電場，很可能放電不再繼續(xù)下去。若外加是交變電壓，經(jīng)半周期后，外加電壓E0反向，正好與前半周氣隙中電荷形成的反電場E同方向，串聯(lián)介質(zhì)中的電場分布與介電系數(shù)成反比，所以交流電壓下電介質(zhì)的局部放電及損耗較直流電壓下強烈。

在實際應用中，變頻諧振（也叫串聯(lián)諧振）與工頻諧振的主要區(qū)別如下：

第一，由測試產(chǎn)品的電抗器（L）和電容器（C）組成的變頻諧振具有固定的諧振頻率（F），即諧振頻率F = 1 /（2π√L?C），當測試頻率等于此頻率時，電路諧振。勵磁變壓器用于激勵變頻諧振電路，并調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率，使環(huán)路電感L和樣本C串聯(lián)諧振，諧振電壓為施加于其上的電壓，在選擇電抗器時，用于變頻諧振的電抗器一般是固定的，分為多個部分。根據(jù)不同電抗器的串聯(lián)和并聯(lián)，可以達到所需的電感值。或者可以使用固定電抗器。可調(diào)電抗器組合在一起；但是，可調(diào)式電抗器只能在測試前手動調(diào)整，并且測試過程不變，因此，對于變頻諧振測試設備，測試前電抗器的調(diào)整和匹配工作繁瑣。工頻共振電抗器是連續(xù)可調(diào)的，并且通常由電動機電操作，并且操作非常簡單。

第二，根據(jù)共振產(chǎn)生的條件和品質(zhì)因數(shù)，工頻串聯(lián)諧振，因為不能調(diào)節(jié)頻率f，所以樣品電容值C是一個固定值，因此只能通過調(diào)節(jié)電抗器來進行調(diào)諧，因此工頻諧振的Q值通常較低。相反，可以通過調(diào)節(jié)頻率和電感來調(diào)諧頻率轉換諧振，從而可以獲得更高的Q值。體現(xiàn)在測試設備中，設計了變頻諧振測試設備，可以充分考慮變頻電源。諸如容量，電抗器數(shù)量和電感值之類的參數(shù)可使器件在滿足測試容量要求的同時達到最高Q值。制作容量，體積等 測試設備較小，變頻諧振測試設備廣泛應用于電力，冶金，石油，化工等行業(yè)，適用于大容量，高壓電容測試樣品的交接和預防測試。

串聯(lián)諧振耐壓裝置即串聯(lián)諧振耐壓裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成,用串聯(lián)諧振原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品C串聯(lián)諧振，諧振電壓即為加到試品上電壓。適用于大容量高電壓，電容性試品的效驗及預防性試驗。主要針對交聯(lián)電纜、水力發(fā)電機、主變、母線、GIS 等， 交流耐壓試驗，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。

串聯(lián)諧振頻率范圍為30Hz到300Hz。由于被試品10kV真空斷路器對地電容值很小，因此將4節(jié)電抗器（2.5A，50H，27kV）串聯(lián)起來。由于實驗條件，這里串上2節(jié)達到電壓值在并上30000PF的補償電容。