基于虛擬儀器的電纜半導電屏蔽料AC介電性能測試系統(tǒng).pdf

1、高壓電纜半導電屏蔽層的功能是均化電場分布，關系到電纜長期運行可靠性問題。目前，國家標準中以半導電屏蔽料直流電阻率作為評價指標，然而實際電纜卻工作在交流電壓下。在電網輸電線路檢修完成合閘過程中，電纜附件經常出現擊穿故障。合閘過程中電纜線路可能承受操作沖擊過電壓，只有在獲得電纜附件應力錐用半導電屏蔽料老化前后交流介電性能才能對電纜附件故障進行暫態(tài)電場分布分析。因此實現半導電屏蔽料老化前后的交流介電性能（電阻率、介電常數、損耗因數）的測量是十

2、分必要的。
　　實現半導電屏蔽材料交流介電性能的測試必須要有相應的測試設備作為硬件基礎，然而現有的寬頻交流介電特性測試設備主要是阻抗分析儀，其造價高不便于大面積推廣應用。因此開發(fā)出一套造價低廉的半導電屏蔽料寬頻交流介電性能測試裝置是非常有必要的。
　　根據國家有關半導電屏蔽料電阻率測試標準的規(guī)定，本研究設計并制作了四端鈕電極系統(tǒng)。
　　根據半導電屏蔽材料寬頻交流介電性能測試的需要，提出了基于虛擬儀器的電纜半導電屏蔽料A

3、C介電性能測試系統(tǒng)的設計方案。根據提出設計方案，硬件系統(tǒng)包括電壓控制電流源、差分電壓前置放大器、四端鈕電極系統(tǒng)、溫度采集模塊、數據采集卡和上位機;軟件部分主要包括數據采集、電壓和電流信號分析和介電性能計算等功能模塊。
　　硬件系統(tǒng)根據四端鈕電極系統(tǒng)用標準試樣的阻值范圍為1kΩ～50kΩ，為滿足測量其0～1MHz寬頻介電特性的要求，采用Ths4011CD芯片并結合Howland電流泵電路設計了輸出電流有效值為0～50mA、伴隨電壓有

4、效值為0～5V和帶寬為0～1MHz的電壓控制電流源;同時采用AD8421芯片設計了2倍增益和0～1MHz帶寬的差分電壓前置放大器等硬件;另外根據測試帶寬和溫度測量的要求分別配置采樣率為10MHz的PCI-1714UL數據采集卡和采樣率為8Hz的IPAM-5502溫度采集模塊。軟件系統(tǒng)結合Labview軟件平臺編寫溫度采集、電壓電流信號采集與分析和半導電屏蔽料介電性能測試等程序。
　　在整個測試系統(tǒng)搭建完成之后，對測試系統(tǒng)進行了校正