Streszczenie: Ten dokument analizuje wady i problemy dc wytrzymać test napięcia na kablu XLPE, i wybiera urządzenie rezonansowe konwersji częstotliwości dla ac wytrzymać test napięcia na miejscu przez porównanie;
Słowa kluczowe: kabel wysokiego napięcia, test napięcia DC, test napięcia wytrzymuje ac
przedmowa:
Kable zasilające są często używane jako linie energetyczne dla elektrowni, podstacji oraz przedsiębiorstw przemysłowych i górniczych. Są one również powszechnie stosowane podczas przekraczania rzek i linii kolejowych. Kabel zasilający może być wykorzystywany jako miejskie linie przesyłowe i dystrybucyjne oraz linie tułowia w przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych w celu ograniczenia zasiedlenia gruntów i upiększenia środowiska. Rozwój budowy energii elektrycznej bezpośrednio napędza rozwój kraju. W konstrukcji elektrycznej kabel zasilający odgrywa ważną rolę. Jest kochany przez użytkowników energii elektrycznej ze względu na niewielki wpływ klimatu zewnętrznego, ukrycia, trwałości, wysokiej izolacji, dobrej wodoodporności i kwasoodpornej wydajności, silnej odporności na rozciąganie i kompresji. Jednak łatwo jest mieć pewne usterki w procesie użytkowania, takie jak uszkodzenia mechaniczne, korozję pakietu ołowiu i nadmierna korozja Starzenie się ciepła itp. W związku z tym kabel zasilający musi być przetestowany pod kątem ukrytych usterek w drodze rutynowego testu zapobiegawczego w celu zapewnienia normalnego działania systemu zasilania.
Zgodnie z iec840 lub cigrewg21.03, celem badania w terenie nie jest kontrola jakości produkcji kabli lub akcesoriów kablowych, co zostało potwierdzone w teście typu i testach fabrycznych. Celem testu odbioru zakończenia budowy jest sprawdzenie, czy układanie kabli i montaż akcesoriów są prawidłowe. Kabel może ulec uszkodzeniu przypadkowo podczas transportu, obsługi, przechowywania, układania i napełniania. Według iec229, w przypadku kabli o zewnętrznej grubości osłony 2,5 mm lub większej napięcie DC 10kV jest stosowane między osłoną kabla a podłożem przez 1 minutę. W przypadku testu napięcia wytrzymuje izolacji głównej kabla, IEC zaleca dwie metody:
Dc wytrzymuje napięcie: 3u015min; Napięcie ac wytrzymuje: u05min.
Tradycyjny sprzęt testowy DC wytrzymuje napięcie ma zalety lekkiej wagi, dobrej mobilności i niskiej pojemności. Ma dobry efekt zastosowania dla kabla izolowanego papierem olejnym, ale w przypadku kabla XLPE udowodniono, że metoda napięcia DC wytrzymuje nie jest odpowiednia w teorii i praktyce.
Badane elementy kabla wysokiego napięcia określone w art.
1. Zmierzyć rezystancję izolacji;
2. Dc wytrzymuje test napięcia i pomiar prądu upływu;
3. Prąd przemkwany wytrzymuje test napięcia;
4. Zmierzyć stosunek rezystancji metalowej osłony i przewodu;
5. Sprawdzić fazę na obu końcach linii kablowej;
6. Izolowanie oleju test kabla napełnianego olejem;
7. Test systemu połączeń krzyżowych.
W normie krajowej nie ma elementu testowego do wykrywania wody wpadającej do wewnętrznej okładziny i zewnętrznej osłony kabla
1. Ponieważ niemożliwe jest wykrycie, czy w wewnętrznej warstwie zewnętrznej warstwy kabla znajduje się woda zgodnie z normą krajową, dodatkowe elementy badane w każdej prowincji są następujące:
1.1. Ocenić na przerywnik miedziany oporowy pokrywy do oporu przewodu. Krokiem jest pomiar rezystancji DC miedzianej osłony i przewodu w tej samej temperaturze z podwójnym mostkiem ściennym. Gdy stosunek pierwszego do drugiego jest wyższy niż przed operacją, oznacza to, że rezystancja DC warstwy miedzianej tarczy wzrasta, a miedziana tarcza może być skorodowana; gdy stosunek jest niższy niż przed operacją, oznacza to, że rezystancja styku przyłącza przewodu w akcesorium może wzrosnąć. Ogólnie rzecz biorąc, w teście polowym mierzona jest wartość rezystancji izolacji stalowego pancerza i osłony, a współczynnik rezystancji służy do oceny, czy zewnętrzna osłona i wewnętrzna okładzina kabla są zalane.
1.2. Użyj megohmometru do pomiaru rezystancji izolacji. Kroki są następujące: użyj megohmmetru 500V do pomiaru rezystancji izolacji zewnętrznej osłony wewnętrznej okładziny gumowego i plastikowego kabla. Gdy rezystancja izolacji na kilometr jest mniejsza niż 0,5 megohm, należy użyć następujących metod do dalszego oceny. Użyj multimetru do pomiaru rezystancji izolacji. Zgodnie z zasadą baterii pierwotnej, warstwa metalowa, warstwa pancerza i materiały powlekające kabla gumowego i plastikowego to miedź, ołów, żelazo, cynk i aluminium Elektroda i potencjał tych metali to odpowiednio + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76 v i -1,33 v odpowiednio po wejściu wody do wewnętrznej warstwy zewnętrznej osłony gumowego kabla plastikowego. Zasada jest taka, że gdy zewnętrzna osłona gumowego kabla z tworzywa sztucznego jest uszkodzona, a woda dostanie się do warstwy wewnętrznej, potencjał do podłoża -0,76v zostanie wygenerowany na ocynkowanym stalowym pasie warstwy pancerza, ponieważ woda gruntowa jest elektrolitem. Gdy zewnętrzna osłona lub wewnętrzna wyściółka jest uszkodzona i woda wchodzi, gdy opór izolacji na kilometr jest niższy niż 0,5 megohm, użyj dodatnich i ujemnych sond multimetru do pomiaru rezystancji izolacji warstwy pancerza na ziemię lub warstwy pancerza do miedzianej warstwy ekranującej na przemian. W tym czasie podstawowa bateria utworzona w obwodzie pomiarowym jest połączona szeregowo z suchą baterią w multimetrze. Gdy kombinacja polaryzacji powoduje dodanie napięcia, zmierzona wartość rezystancji jest mniejsza; wręcz przeciwnie, zmierzona wartość rezystancji jest większa. W związku z tym, gdy różnica między powyższymi dwiema zmierzonymi wartościami rezystancji izolacji jest duża, oznacza to, że powstała bateria pierwotna i można ocenić, że zewnętrzna osłona i wewnętrzna podszewka zostały uszkodzone.
Na przykład, po uszkodzeniu i tłumieniu gumowej i plastikowej osłony kabla, zmierzone rezystancje to odpowiednio 7 Ka ohm i 55 Ka ohm.
2. W przypadku testu napięcia wytrzymuje przewody, norma krajowa stanowi, że napięcie DC wytrzymuje badania i napięcie AC wytrzymuje test powinien być przeprowadzony, ale lokalne prowincje wybrać jeden z nich w zależności od ich rzeczywistej sytuacji. Teraz zalety i wady tych dwóch są porównywane w następujący sposób: kable XLPE nie powinny podlegać testowi wytrzymywania napięcia DC, ale powinny podlegać testowi wytrzymywania napięcia AC.
2.1 DC wytrzymuje test napięcia:
Jest ogólną zasadą badania wysokiego napięcia, że pole napięcia testowego zastosowane na badanym obiekcie powinno symulować stan działania aparatury wysokiego napięcia. Test napięcia DC jest bardzo skuteczny w znalezieniu wad kabli izolowanych papierem, ale może nie być skuteczny w odniesieniu do kabli izolowanych XLPE, a także może mieć negatywne skutki, głównie w następujących aspektach:
2.1.1 rozmieszczenie pola elektrycznego kabla XLPE pod napięciem PRĄDU PRZEMIENNEGO i DC jest inne. Warstwa izolacyjna XLPE wykonana jest z polietylenu poprzez chemiczne połączanie, które należy do zintegrowanej struktury izolacyjnej, a jej stała dielektryczna wynosi 2,1-2,3, na co mniej wpływa zmiana temperatury. W przypadku napięcia ac rozkład pola elektrycznego w warstwie izolacyjnej kabla XLPE jest określany przez stałą dielektryczną każdego medium, czyli natężenie pola elektrycznego jest rozłożone odwrotnie proporcjonalnie do stałej dielektrycznej, która jest stosunkowo stabilna. W przypadku napięcia dc rozkład pola elektrycznego w warstwie izolacyjnej jest określany przez rezystancję objętościową materiału i jest rozprowadzany w proporcji dodatniej, a współczynnik rozkładu rezystancji izolacji nie jest jednolity. W szczególności rozkład mocy pola elektrycznego ac w akcesoriach kablowych, takich jak zacisk kablowy i skrzynka przyłączeniowa, jest całkowicie inny niż w przypadku wytrzymałości pola elektrycznego DC, a mechanizm starzenia izolacji pod napięciem prądu przemiennego różni się od tego pod napięciem DC. Dlatego test napięcia DC nie może symulować stanu pracy kabla XLPE.
Kabel 2.1.2 XLPE daje efekt "akumulacji" pod napięciem DC do przechowywania i akumulacji jednobiegunowej opłaty resztkowej. Zwolnienie ładunku resztkowego z powodu akumulacji ładunku podczas testu napięcia dc zajmuje dużo czasu. Jeśli kabel zostanie oddany do użytku przed całkowitym uwolnieniem ładunku resztkowego DC, napięcie resztkowe DC zostanie nałożone na wartość szczytową napięcia częstotliwości mocy, dzięki czemu wartość napięcia na kablu przekracza napięcie znamionowe w warunkach pracy, co przyspieszy starzenie się izolacji, skróci żywotność kabla, a nawet doprowadzi do awarii izolacji.
2.1.3 śmiertelną słabością kabla XLPE jest to, że gałęzie wody są łatwe do utworzenia w izolacji. Pod napięciem DC gałęzie wody szybko zmienią się w gałęzie elektryczne i tworzą rozładowanie, co przyspiesza pogorszenie izolacji i powoduje awarię pod napięciem częstotliwości zasilania. Jednakże, czysta gałąź wody może utrzymać znaczną wartość napięcia w przeszwu prądu przemiennego przez pewien czas.
2.1.4 przebłysk lub awaria podczas testu wysokiego napięcia prądu stałego na miejscu może spowodować uszkodzenie normalnej izolacji kabla i przegubów. Co więcej, DC wytrzymać test napięcia nie może skutecznie znaleźć pewne wady pod napięciem AC, takie jak uszkodzenia mechaniczne lub zagubiony stożek naprężeniowy w akcesoriach kablowych. Miejsce, w którym izolacja jest najbardziej podatna na awarię pod napięciem prądu przemiennego, często nie jest w stanie rozbić się pod napięciem DC. W przypadku napięcia dc awaria izolacji często występuje w miejscu, w którym izolacja normalnie nie rozkłada się w warunkach pracy prądu przemiennego.
2.2 Prąd przemień wytrzymuje test napięcia:
Ponieważ test napięcia DC nie może symulować siły pola roboczego izolowanego kabla XLPE i nie może osiągnąć oczekiwanego efektu testowego, rozważamy zastosowanie testu wysokiego napięcia AC. Ze względu na różne wartości pojemności kabli, powinniśmy najpierw zmierzyć wartość pojemności kabla zasilającego przed badaniem i obliczyć prąd pojemnościowy pod napięciem testowym zgodnie z wartością pojemności, aby wybrać odpowiedni przyrząd testowy.
2.2.1 przyjmuje się, że napięcie znamionowe kabli w większości elektrowni wynosi 6kV, a długość wynosi głównie 1,5 km, dzięki czemu możemy przyjąć konwencjonalną metodę testu napięcia AC. Jeśli używany jest transformator testowy 50kV, 20KVA, jego maksymalny prąd wyjściowy wynosi 1000mA. Według I = 2 π fuc, biorąc kabel 6kV jako przykład, maksymalna pojemność kabla, który może być testowany przez ten transformator testowy wynosi 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 dla niektórych kabli o dużej pojemności, jeśli przyjęto konwencjonalną metodę badania napięcia wytrzymujanego ac, wymagany jest transformator testowy o dużej pojemności, a także wymagana jest pojemność regulatora napięcia i zasilacza. Często jest to trudne do zrobienia na miejscu, a transport i umieszczanie przyrządów testowych przy użyciu dużych pojazdów i dźwigów jest czasochłonne i pracochłonne. Dlatego stosujemy test konwersji częstotliwości, serię lub serię równoległych metod rezonansu do przeprowadzenia testu napięcia wytrzymuje kabel w zależności od konkretnej sytuacji.
2.2.3 ultra niska częstotliwość 0.1Hz wytrzymać test napięcia:
Zgodnie z możliwością badania (wzór s = wcus2 = 2 Π fus2kva, gdzie pojemność kabla testowego C, USA – napięcie testowe, częstotliwość mocy f, 50 Hz w Chinach), można zobaczyć, że w porównaniu z napięciem 50 Hz, napięcie 0,1 Hz AC wymaga 1 / 500 mocy tego ostatniego, dzięki czemu może produkować przenośne urządzenia do użytku na miejscu bez problemu. Obecnie metoda ta jest stosowana głównie w teście kabli średniego i niskiego napięcia.
Praktyka polowa pokazuje, że test napięcia wytrzymuje kabel XLPE o ultra-niskiej częstotliwości napięcia 0,1 Hz może być 1,5-1,8 razy napięciem 50 Hz, co jest łatwiejsze do znalezienia defektów izolacji kablowej niż DC wytrzymuje napięcie i łatwiej odsłonić wady izolacji niż napięcie AC 50 Hz.
2.2.4 rezonans o zmiennej częstotliwości wytrzymuje test napięcia:
System testowy rezonansu konwersji częstotliwości może nie tylko spełniać wymagania kabla XLPE wysokiego napięcia, ale ma również zalety lekkiej wagi i dobrej mobilności, która nadaje się do testowania w terenie. Stały reaktor jest używany jako reaktor rezonansowy do realizacji rezonansu przez modulację częstotliwości. Zakres częstotliwości wynosi 30-300hz, co odpowiada cigrewwg21.09 "zalecany przewodnik do zakończenia testu wysokiego napięcia wytłaczane izolowane kable". Zalecane jest napięcie ac częstotliwości zasilania i przybliżona częstotliwość zasilania (30-300hz). Ten rodzaj napięcia ac może odtworzyć taką samą wytrzymałość pola jak w warunkach pracy. Ma zalety dobrej równoważności, wysokiej wydajności, lekkiego sprzętu i niemal nieograniczonej długości próbki.
Podsumowując, ze względu na małą pojemność i objętość urządzeń testowych częstotliwości mocy na terenie kabla, łatwych do przenoszenia i obsługi, bardziej skuteczne jest znalezienie defektów kabli niż konwencjonalne napięcie wytrzymuje dc, więc częstotliwość zasilania lub metoda badania rezonansu konwersji częstotliwości powinny być stosowane do badania akceptacji zakończenia budowy kabla. Co więcej, urządzenie rezonansowe konwersji częstotliwości może spełniać wymagania testu przekażnika kabla polietylenowego 10kV i 220kV i powyżej, dlatego zaleca się preferowany rezonans konwersji częstotliwości wytrzymującego napięcie.