武电电力技术研究院鲁工为您讲解：超低频介损耐压测试系统金牛王
武电电力是WDHVA-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
WDHVA-30KV超低频电缆介质损耗测试仪是由武电电力研发生产，采用 7 寸触模屏、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。
WDHVA-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。
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武电电力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 超低频介损技术是新技术，是当前电工委员会推荐的技术。
采用 7 寸触模屏、新 ARM7 单片机、高速 AD 采集电路，并配有后台管理软件。
WDHVA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设备！
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 至额定值金牛王，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”。
串联谐振感应线圈上的电压和槽路电容器上的电压，都为谐振输出电压的Q倍，流过感应线圈上的电流，等于逆变器的输出电流。 并联谐振逆变器的感应线圈和槽路电容器上的电压，都等于逆变器的输出电压，而流过它们的电流，则都是逆变器输出电流的Q倍。
综上所述，并联谐振和串联谐振各有其自己的技术特点和应用领域。从工业加热应用的角度，并联谐振广泛应用于熔炼、保温、透热、感应加热热处理等各种领域，其功率可以从几千瓦到上万千瓦。串联谐振广泛应用于熔炼——保温的一拖二炉组以及高Q值高频率的感应加热场合，其功率可以从几千瓦到几千千瓦。目前我国工业上采用的变频电源90%以上属并联变频电源。通过以上对谐振电路的分析，掌握谐振电路的特点，在生产实践中，应该用其所长，避其所短。
为了让更多的客户在使用武电电力生产的串联谐振耐压测试仪的时候更容易操作，能尽快的了解耐压测试仪的使用方法，今天我们以串联谐振耐压试验装置来总结一下试验过程中的一些操作步骤。
串联谐振耐压测试仪操作说明
1.1 电缆试验操作：
1.1.1 现场接线示意图：
1.1.2 励磁变压器接线注意事项：
1. 用于 10KV 电缆的耐压装置，励磁变压器一般接低端；
2. 用于 10KV 和 35KV 电缆的耐压装置，10KV 电缆耐压励磁变压器接低端，35KV 电缆耐压励磁变压器接较高端；
3. 用于 10KV 、35KV 和 110KV 电缆的耐压装置：10KV、35KV 电缆耐压励磁变压器接低端，110KV 电缆耐压励磁变压器接高端；
1.1.3 电抗器及电容器分压器接线注意事项：对于短电缆，无论电压高低，一般将至少两节电抗器串联，以确保回路可以谐振。
1.2 电机耐压试验操作:
1.2.1 现场接线示意图:
1.2.2 励磁变压器接线注意事项:
1.用于电机的耐压装置，励磁变压器一般接低端；
2. 用于电机和电缆的耐压装置，电缆耐压励磁变压器接低端，电机耐压励磁变压器接高端；
3. 通常情况下，用于电机耐压的谐振装置兼容较低电压的电缆。
4.2 GIS、开关及变压器试验操作：
4.2.1 现场接线示意图：
1.2.2 励磁变压器接线注意事项:
1.用于开关、GIS、变压器的耐压装置，励磁变压器的输出电压一般较高；
2. 用于开关、GIS 的耐压装置，励磁变压器接高端，变压器耐压励磁变压器接低端；
3. 通常情况下，改种型号的谐振装置兼容较较短长度的电缆，励磁变压器接低端。
4.2.3 电抗器接线注意事项:
1.用于开关及较低电容量的试品交流耐压试验时，需要将所有电抗器串联在高压回路中，可以确保谐振。
2.用于开关、GIS、变压器的耐压时，需要将电抗器串联连接，电抗器串联只数按照实际的试验电压确定。
4.3 通用操作步骤:正确按照接线示意图及相关要求连接试验回路，在现场设置试验警示标记，正确设置各项试验参数。
1.自动试验:
进入图 2 界面，点击“自动”，进入下图 4 界面，点击“启动”， “确认”，则自动进行调谐、升压、计时、降压。
为了更好地找到准确的谐振点，仪器在本功能下的调谐分为粗调和细调两步，均为自动进行，只有完成了调谐，才自动进入到下一界面；
因为是在低电压下的调谐，所产生的高压电压不会对被试品有任何的损害，所以请耐心等待。即使在不利的情况下，自动调谐的时间也不会超过3分钟！
在试验过程中出现保护动作时，均有相关界面显示。
5.2.手动/半自动试验：
进入图2界面，点击“手动”，进入下图4界面，点击“启动”， “确认”，则可以进行手动/自动调频、手动升降压。
半自动试验：点击“调谐”，则自动调谐，调谐完成后点击电压“加、减”手动升压。
手动试验：点击频率“加、减”，则手动调谐，调谐完成后点击电压“加、减”手动升压。
5.3. 资料查询及输出试验结果
进入图2界面，点击“资料”，进入资料界面，点击“上页”， “下页”，可以调阅历次试验记录，在用户要求时，可以升级为带USB接口的，插入U盘，点击“保存”即可以把当页试验记录输入到U盘保存。
第六章 常见故障排除
6.1 通用注意事项
1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。
2.操作人员应不少于2人。使用时应严格遵守有关高压试验的安全作业规程。
4、仪器测量准确度高，可满足油介损测量要求，因此只需配备标准油杯，和专用测试线即可实现油介损测量。5、采用变频技术来消除现场50Hz工频干扰，即使在强电磁干扰的环境下也能测得可靠的数据。
6、过流保护功能，在试品短路或击穿时仪器不受损坏。
7、内附标准电容和高压电源，便于现场测试，减少现场接线。
8、仪器采用大屏幕液晶显示器，测试过程通过汉字菜单提示操作。
三、技术指标
准确度 Cx：±(读数×1%+1pF)
tgδ:±(读数×1%+0.00040)
抗干扰指标 变频抗干扰,在200%干扰下仍能达到上述准确度
电容量范围 内施高压: 3pF～60000pF/10kV 60pF～1μF/0.5kV
外施高压: 3pF～1.5μF/10kV 60pF～30μF/0.5kV
分辨率: 高0.001pF,4位有效数字
tgδ范围 不限，分辨率0.001%，电容、电感、电阻三种试品自动识别
试验电流范围 10μA～5A
内施高压 设定电压范围：0.5～10kV
大输出电流：200mA
升降压方式：连续平滑调节
电压精度:±(1.5%×读数+10V)
外施高压 正接线时大试验电流1A，工频或变频40～70Hz
反接线时大试验电流1A/10kV，工频或变频40～70Hz
CVT自激发
低压输出 输出电压3～50V,输出电流3～30A
测量时间 约40s，与测量方式有关
输入电源 180V～270VAC,50Hz/60Hz±1%,市电或发电机供电
环境湿度 -10℃～50℃
相对湿度 <90%
外形尺寸 495mm×300mm×430mm
重 量 24kg
四、仪器介绍
图1 仪器组成
图2：仪器面板介绍
五、测量原理
5.1 仪器结构
图3 仪器原理图
测量电路：傅立叶变换、复数运算等全部计算和量程切换、变频电源控制等。
控制面板：打印机、键盘、显示和通讯中转。
变频电源：采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
升压变压器：将变频电源输出升压到测量电压，大无功输出2KVA/1分钟。
标准电容器：内Cn，测量基准。
CN电流检测：用于检测内标准电容器电流，10μA～1A，输入电阻＜2Ω。
Cx正接线电流检测：只用于正接线测量，10μA～1A，输入电阻＜2Ω。
Cx反接线电流检测：只用于反接线测量，10μA～1A，输入电阻＜2Ω。
反接线数字隔离通讯：隔离电压20kV，采用精密MPPM数字调制解调器，将反接线电流信号送到低压侧。
5.2 工作原理
启动测量后高压设定值送到变频电源，变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值，测量电路将实测高压送到变频电源，微调低压，实现准确高压输出。根据正/反接线设置，测量电路根据试验电流自动选择输入并切换量程，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，幅值计算电容量，角差计算tgδ。反复进行多次测量，经过排序选择一个中间结果。测量结束，测量电路发出降压指令变频电源缓速降压到0V。
按被测试品是否接地分两种测量方式，即正接线测量方式和反接线测量方式。两种测量方式的原理如图4所示：
a 正接线测量 b反接线测量
图4 测量原理图
在高压电源的10kV侧，高压分两路，一路给机内标准电容CN，此电容介损非常小，可以认为介损为零，即为纯容性电流，此电流 可做为容性电流基准。在Cx试品一侧，试品电流 通过采样电阻R采入机内，此 可分解成水平分量和垂直分量见图二所示，通过计算水平分量与垂直分量的比值即可得到tgδ值。
在图4（a）中Cx为非接地试品，试品电流 从试品末端进入采样电阻R，得到全电流值，在图4（b）中Cx为接地试品，机内Cx端直接接地，电流 从试品高压端到机内采样电阻取得全电流值。
a 电流矢量法 b 试品等效电路
图5 试品等效电路
六、接线方法
6.1正接法（见图6）
当被测试设备的低压测量端对地绝缘时，可以采用该接线法测量。
（1）高压电缆HVx的屏蔽线接被试设备高压端；HVx的芯线悬空。
（2）低压电缆Cx的低压芯线接被试设备低压端L；Cx的低压屏蔽线接被试设备屏蔽端E。（试品无屏蔽端则悬空）
（3）严禁将HVx及Cx的芯线与屏蔽线之间短接，否则无法取样，无法开展测量。
图6 正接法 图7 反接法
6.2 反接法（见图7）
当被测试设备的低压端对地无法绝缘时或接地时，可以采用反接线法测量；
（1）高压电缆HVx的高压芯线接被试设备高压端；HVx的屏蔽线悬空。
（2）严禁将HVx及Cx的芯线与屏蔽线之间短接，否则无法取样，无法开展测量。
6.3 电容式电压互感器（CVT）
以TYD35/ -0.02H电容式电压互感器为例（无锡产），其内部接线图如下：
图8 TYD35/ -0.02H电容式电压互感器
（1）当C1为单节电容时，C1和tgδ1、C2和tgδ2的测量（见图9）
① 解开C2下端N与E间的连接线，N端子不能接地，E端子必须接地。
② 保证仪器与试品正确连接（按下表连接）。
HVx电缆 Cx电缆 CVT输出
芯线 屏蔽线 芯线 屏蔽线
接C2的δ端或N端 悬空 接C1的H端 悬空 接a、n端
③ 接线完毕，把测量方式选择到CVT模式上，由于“δ”端绝缘水平所限，试验电压不超过3 kV。
④ 仪器自动测试，测试完毕会自动或手动打印C1、C2的电容和介损。
⑤ 按“增大”、“减小”键翻页显示C1、C2的电容和介损。
①严禁将CVT的二次绕组（a、n间；da、dn间）短接和接地金牛王，只允许通过仪器的接地端一点接地。否则无法开展测量。
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