高压电缆半导电屏蔽层的功能是均化电场分布,关系到电缆长期运行可靠性问题。目前,国家标准中以半导电屏蔽料直流电阻率作为评价指标,然而实际电缆却工作在交流电压下。在电网输电线路检修完成合闸过程中,电缆附件经常出现击穿故障。合闸过程中电缆线路可能承受操作冲击过电压,只有在获得电缆附件应力锥用半导电屏蔽料老化前后交流介电性能才能对电缆附件故障进行暂态电场分布分析。因此实现半导电屏蔽料老化前后的交流介电性能(电阻率、介电常数、损耗因数)的测量是十分必要的。实现半导电屏蔽材料交流介电性能的测试必须要有相应的测试设备作为硬件基础,然而现有的宽频交流介电特性测试设备主要是阻抗分析仪,其造价高不便于大面积推广应用。因此开发出一套造价低廉的半导电屏蔽料宽频交流介电性能测试装置是非常有必要的。根据国家有关半导电屏蔽料电阻率测试标准的规定,本研究设计并制作了四端钮电极系统。根据半导电屏蔽材料宽频交流介电性能测试的需要,提出了基于虚拟仪器的电缆半导电屏蔽料AC介电性能测试系统的设计方案。根据提出设计方案,硬件系统包括电压控制电流源、差分电压前置放大器、四端钮电极系统、温度采集模块、数据采集卡和上位机;软件部分主要包括数据采集、电压和电流信号分析和介电性能计算等功能模块。硬件系统根据四端钮电极系统用标准试样的阻值范围为1k?~50k?,为满足测量其0~1MHz宽频介电特性的要求,采用Ths4011CD芯片并结合Howland电流泵电路设计了输出电流有效值为0~50m A、伴随电压有效值为0~5V和带宽为0~1MHz的电压控制电流源;同时采用AD8421芯片设计了2倍增益和0~1MHz带宽的差分电压前置放大器等硬件;另外根据测试带宽和温度测量的要求分别配置采样率为10MHz的PCI-1714UL数据采集卡和采样率为8Hz的IPAM-5502温度采集模块。软件系统结合Labview软件平台编写温度采集、电压电流信号采集与分析和半导电屏蔽料介电性能测试等程序。在整个测试系统搭建完成之后,对测试系统进行了校正。系统校正过程采用阻容并联模型试样,先用阻抗分析仪测量其阻性和容性参数,然后以该模型参数为基准对本文设计的测试系统进行校正。系统校正完成后测量由电缆半导电屏蔽料制成标准试样的交流介电性能,测试结果证实了该测试系统能够准确的测量电缆半导电屏蔽料交流介电性能,同时能够准确测量并记录激励电流和响应电压信号。