中试控股技术研究院鲁工为您讲解：介质损耗及超低频测量仪

中试控股是ZSHVA-30KV超低频电缆介质损耗测试仪源头实力大厂
可以完成试验：应用于6kV、10kV、35kV电缆、电力电容器、大中型发电机、电动机的无损耐压及介质损耗等项目的测试，集成介质损耗诊断系统、耐压测试等多种测试功能，峰值电压可达80kV。
参考标准：DL/T849.4-2004和IEEE400.2-2013
ZSHVA-30KV超低频电缆介质损耗测试仪是由中试控股研发生产，采用 7 寸触模屏、最新 ARM7 单片机、高速 AD 采集电路，并配有后台管理软件。它克服了国内同类产品的诸多缺点，特别适用于绝缘等值电容较大的电气设备（例如：电力电缆、电力电容器、大中型发电机和电动机等）耐压试验，符合 2004 年国家新颁布电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T849.4-2004》要求。
ZSHVA-30KV超低频电缆介质损耗测试仪采用了降低试验频率，从而降低了试验电源容量的方法。从国内外多年的理论和实践证明，用 0.1Hz 超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻，理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单。这就是为什么发达国家普遍采用这一方法的主要原因。

中试控股多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

中试控股一直致力于从事超低频耐压介质损耗测试装置，检测试验与设备维保三位于一体，集设计、生产、销售的服务商，为客户提供一站式工业产品智能系统解决方案。

电气设备的高压耐压试验是《绝缘预防性试验》规定的最重要项目之一。
耐压试验可分为交流耐压试验和直流耐压试验，交流耐压试验又可分为工频、变频和 0.1Hz 超低频介损测试技术，其中 0.1Hz 超低频介损技术是最新技术，是当前国际电工委员会推荐的技术。我公司新一代本系列超低频介损高压发生器是采用最新
美国技术自主开发的核心产品，采用 7 寸触模屏、最新 ARM7 单片机、高速 AD 采集电路，并配有后台管理软件。
ZSHVA超低频耐压介质损耗测试装置远远高于同类进口产品，特别适用于绝缘等值电容较大的电气设备（例如：电力电缆、电力电容器、大中型发电机和电动机等）耐压试验，符合 2004 年国家新颁布电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T849.4-2004》要求。

1.电压（峰值）0-80kv， 灵敏度：0.1kV， 精确度：1 % 
2.波形：超低频正弦波、直流电压，电压正，负峰值误差：≤3％，电压波形失真度：≤1％
3.频率范围：0.1 Hz 0.05 Hz 0.02 Hz 负载范围（超低频测试）：10nF–10μF
4.电流：测量范围：0–70 mA ，灵敏度：1μA ，精确度：1 %
5.介损：
超低频正弦波电压范围：1–80kVrms 
负载范围：50nF–5μF
分辨率：不低于1x10-6
精确度：不低于1x10-3
测量范围：1x10-3–21000x10-3
介损测量频率：0.1Hz 
电容量范围：50nF-5μF
电阻值范围：30MΩ-10GΩ
体积：48cm*28cm*58cm
重量：45kg
6.使用条件：户内、户外；温度：-10℃～+40℃；湿度：≤85％RH
7.电源：频率50Hz,60hz，电压100v -260V±5%。
8.usb通信口。 
9.使用条件：户内、户外；温度：-10℃～+40℃；湿度：≤85％RH
10.电源：电压 220V±5%，50±5Hz

•一机多用
该仪器自身集成符合IEEE 400.2-2013的耐压测试和介质损耗因数诊断模块。可进行电缆交直流耐压测试、外护套测试及故障定位等多种测试。

•强大的输出
输出电压峰值可达29kV，有效值可达21KV。与同品类仪器相比，电容*大10μF，可测试更长距离电缆。输出电流*大可达20mA，比同类仪器所需测试时间更短。

•无限制运行时间
可对电缆进行持续测量，而同品类仪器在连续工作1小时后，需要将仪器停机散热2小时。

•可视化软件
所有的结果可以通过USB或蓝牙进行下载、编辑并生成报告。软件具有图形分析功能，可以更加直观地读取测试结果并与之前测试结果生成对比。

•DDD安全系统
仪器具有两个独立的接地装置（电子和机械放电），确保仪器运行时因电源被意外切断，也能使仪器放电，保证操作人员的安全。

•返回电压保护
防止测试过程中电缆突然上电对人员造成伤害。当仪器检测到外部电压大于100V时，自动切断电源并有红色指示灯指示，保证操作人员安全。

•运输方便
在尺寸，重量（14 kg）方面都具有突出特点，具有防水等级为IP67的非常坚固的水密外壳，减少了额外的运输箱，便于现场测试及运输。

•高清显示屏
具有高清的彩色显示屏(4,3")，可以轻松读取测试结果。

•干性系统
内部无油填充部件，方便用户日常的维护及运输。

•系统可升级
可根据用户的需要添加局部放电测试模块，同时进行电缆耐压、局部放电、介质损耗因数测试。

何谓超低频，根据IEEE 400.2 规定输出频率范围 0.1 – 0.01 Hz便称为超低频。采用0.1Hz高压发生器产生纯正弦波高压，施加到被测电缆上激发缺陷点的局放，检测系统经耦合电容器分压后接检测阻抗的测量回路，采用脉冲电流法进行局放测量。为何B2HV要采取正弦波呢？首先直流电对电缆损害非常大，超低频余弦也不能测局放和介损。

自2012年以来超低频技术的发展推动了各地的应用，广泛的实践应用又促进了标准的形成：IEEE、IEC等国际标准陆续纳入并推荐配网电缆的超低频介损、局放、耐压的多功能监测式耐压试验。

是一款10KV电缆超低频介损测试仪，可评估电缆老化程度，电缆健康情况尽在掌握。仅有14kg重量，现场测试一人搞定，使用时间不受限。另外IP67防护等级使其可在恶略环境下使用；特有的电压检测保护以及双放电装置，确保操作人员的生命安全，5公里以内电缆介损测试必备神器！

产品考虑到客户的使用使用情况，可以兼容高压和低压侧采样。高压侧采样的优点是会提高电缆的测试精度（例如10米以下的电缆），低压侧采样的优点是接线少操作简便。

输出电流可达20mA,测试电流的大小决定了测量相同长度及容量的电缆所用的时间长短，长度越长电容越大的电缆对测试电流的要求*越高。而测试输出电流越大则测试速度*越快。

操作说明
1.操作程序
开机、关机、复位
按上述方法连好所有线路之后，就可以将电源开关打开。仪器在微机上电或复位后，自动进入如图 4 所示的界面。在进行连线、拆线、或暂不使用仪器时，应将电源关掉。电源插座上装有保险管。若开机屏幕无显示，应先检查保险管是否熔断，保险管大小应按表 3 提供的数据更换。
首先在图 4 屏上点击“设置”按键会出现图 5 所示的设置参数界面，在图 5 上可根据试验的需要设定好输出频率、试验时间、试验电压、高压侧的过流保护值、过压保护值。修改方法如下：
★ 频率有三种选择：0.1、0.05、0.02，单位为 Hz。
★ 定时修改范围：0-99 分。它规定了试验时间的长短，单位为分钟。
★ 设定电压：范围为 0 至额定值，单位为 kV。它设置了我们所要升至的试验电压。仪器升至这个设定限压值时，就不再升压,并保持在这个峰值下进行等幅的正弦波输出。
★ 设定限压：电压保护值设定范围为 0 至额定值，单位为 kV。它规定了通过试品的电压上限值，当电压超过此设定时，仪器自动切断输出。
★ 设定限流：电流保护值设定范围为 0 至额定值，单位为 mA。它规定了通过试品的电流上限值，当电流超过此设定时，仪器自动切断输出。
（注意：以上电压、电流及仪器显示的测量数据均为峰值。）
（3) 自动升压
按图 4 中的“开始”键后，仪器在电脑的控制下，按如下流程进行升压试验：自检→升压→等幅输出→停机
具体过程如下：
自检过程
控制器自动进入负载检测，若未检测到负载，则如图 6 状态栏中提示信息：“未接负载”,
表示未接升压体或未接容性试品。
图 6 控制器提示未接负载
升压过程
自检成功后，仪器自动进入升压状态，则如图 7 所示，状态栏中提示信息：“正在升压”。
与此同时，计时开始进行。
图 7 控制器提示正在升压
等幅输出
控制器在若干个周期的时间内将电压升至设定值，仪器将进行等幅输出，则如图 8 所示，
状态栏中提示信息：“等幅输出”
当计时达到设定时间，仪器自动停机，则如图 9 所示，状态栏中提示信息：“停止试验”。

量谐振是发生在含时变元件电路内的谐振。一个凸极同步发电机带有容性负载的电路内就可能发生参量谐振。

串联谐振电路：  用线性时不变的电感线圈和电容器串联成的谐振电路。这种电路产生的谐振称串联谐振，又称电压谐振。当外加电压的频率ω 等于电路的谐振频率ω0时，除改变ω可使电路谐振外，调整L、C的值也能使电路谐振。谐振时电路内的能量过程是在电感和电容之间出现周期性的等量能量交换。以品质因数Q值表示电路的性能，Q值越大，谐振曲线越尖窄 ，则电路的选择性越好。考虑信号源的内阻时，Q值要下降 ，因此，串联谐振电路不宜与高内阻信号源一起作用。

并联谐振电路：用线性时不变电感线圈和电容器并联组成的谐振电路。其中的谐振称并联谐振，又称电流谐振。以Q表示电路的性能，电路内的能量过程与串联谐振电路类似。信号源内阻会降低Q 值，且内阻越小，品质因数值越小 ，所以并联谐振电路不宜与低内阻信号源一起使用。

式中R为电阻，L为电感，C为电容，ω为非谐振频率，ω0为谐振频率。电路内的能量过程与串联谐振电路类似。信号源内阻会降低Q 值，且内阻越小，品质因数值越小 ，所以并联谐振电路不宜与低内阻信号源一起使

原理：

主要是指电感、电容并联谐振组成的LC振荡器。

因为LC回路有选频特性。理由：回路的等效阻抗Z=(-J/ωC)//(R+JωL),可知，阻抗Z与信号频率有关。不同频率的信号电流（同等大小的电流）在通过回路时，产生的电压是不同的。只有一个频率的信号电流产生的电压最大，就是当信号角频率ω=ω0=1/√LC时。此时回路阻抗最大，叫做并联谐振。

作用:

RCL串联电路中的感抗与容抗有相互抵消的作用，即ωL-1/ωC=0，此时串联电路中的电抗为0，电流和电压同相位，称谓串联谐振。

RLC并联电路中的感抗与容抗有相互抵消的作用，即1/ωL-ωC=0，此时并联电路中的电抗为0，电流和电压同相位，称谓并联谐振。

串联谐振的电流有效值达到最大，并联谐振的电压有效值达到最大，串联谐振的L和C两端可能出现高电压，并联谐振L和C两端肯能出现过电流，串联谐振电抗电压为0，并联谐振电抗电流为0。

随着电力预防性试验针对于大容量和高电压的电气设备，建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测，也就是剔除了采用直流高压发生器对电气设备绝缘性能检测的使用要求，虽然两者都属于破坏性试验，但经过长期的研究，采用工频耐压的方式相比于直流耐压稳定性，安全性要好，由于电气设备的容量大，电压高，往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求，在国内，为了达成这一目的，基本通过变频串联谐振来实现测量。

变频串联谐振，"变频"在串联谐振电路中，通过调整可变的频率范围产生谐振条件，“串联”是指在整个电路中的连接方式，串联时，电压相加，电流不变，“谐振”是指的谐振电路，组合起来就是我们常说的串联谐振试验装置。

串联谐振

串联谐振是一种电路性质。同时也是串联谐振试验装置。

串联谐振试验装置分为调频式和调感式。一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号。

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压u与电流i的相位相同，电路呈现电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

产品优点

1. 所需电源容量大大减小。系列串联谐振试验装置是利用谐振电抗器和被试品电容产生谐振，从而得到所需高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q倍（Q为品质因素）。

2. 设备的重量和体积大大减小。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减小，一般为普通试验装置的1/5～1/10。

3. 改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波，有效地防止了谐波峰值引起的对被试品的误击穿。

4. 防止大的短路电流烧伤故障点。在谐振状态，当被试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐（电容量变化，不满足谐振条件），回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而采用并联谐振或者传统试验变压器的方式进行交流耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效地找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

5. 不会出现任何恢复过电压。被试品发生击穿闪络时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧立刻熄灭，装置的保护回路动作，切断输出。

应用

串联谐振广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

便携式 变频串联谐振装置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、发电机的交流耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。

部件作用

组成部件：由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容分压器组成。

1.变频电源：将220V/380V，50HZ的电源变为频率可调、电压连续可调，同时集操作、保护、控制、监测功能于一体。

2.励磁变压器：将变频电源输出的电压升压，同时隔离高压和低压。

3.高压电抗器：与容性试品发生串联谐振。

4.分压器：测量调节器上的高压电压值和低压。

中试控股生产的调感式串联谐振具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪落)等保护功能，采用DSP平台技术多种工作模式，高试验速度等功能，中试控股获取调感式串联谐振试验一手资料。

一、调感式串联谐振试验设备应用

A

 图1、中试控股调感式串联谐振试验装置

        20kV/600MW汽轮发电机的工频交流耐压试验，单相电容量不超过0.4uF，试验电压不超过43kV。

        (1)发电机容量：600MW ；出口电压：20kV；单相电容量为0.4μF 最高耐压试验值不超过43kV

        (2)谐振电感：L=1/0.4X(6.28×50)2=25.3H

        0.4uF下最大被试电容量时的试验电流：50×6.28×0.4×10-6×2343×103=5.4A。