Kokkuvõte: Selles artiklis analüüsitakse alalispinge talumiskatse puudusi ja probleeme XLPE-kaablil. Välise vahelduvpinge talumiskatse viiakse läbi sageduse muundamise resonantsseadme võrdlemisel.
Märksõnad: kõrgepingekaabel, alalisvoolu taluv pinge test, vahelduvvoolu pinge test
Eessõna:
Toitekaableid kasutatakse tavaliselt elektrijaamade, alajaamade ning tööstus- ja kaevandusettevõtete elektriliinidena, samuti jõgede ja raudteede ületamiseks.
Toitekaabel, mida kasutatakse linna ülekande- ja jaotusvõrguna ning põhiliini sees asuvad tööstus- ja kaevandusettevõtted, võivad hõivata vähem maad, kaunistada keskkonda.
Elektrienergia ehituse areng viis otseselt riigi arenguni, toitekaabel elektrikonstruktsioonides mängib olulist rolli, seda mõjutab väliskliima, varjamine, vastupidav, kõrge isolatsioon, veekindel ja hape võib olla hea, tugev tõmbetugevus, survetugevus ja elektritarbijad armastavad, kuid kasutusprotsessis on kerge ilmneda mõni viga, näiteks mehaanilised kahjustused, pliikorrosioon, kuumutamise vananemine jne.
Niisiis peab toitekaabel kontrollima oma varjatud riket tavapärase ennetava testiga, et tagada elektrisüsteemi normaalne töö.
Vastavalt IEC840 või CIGREWG21.03 soovitatud protseduuridele ei ole välikatse eesmärk kaablite valmistamise kvaliteedi ega kaablitarvikute tootmise kvaliteedi testimine, mis on kinnitatud tüübikatsetuses ja tehasetestis.
Põllu lõpuleviimise vastuvõtu testi eesmärk on kontrollida, kas kaablite paigaldamine ja tarvikud on õigesti paigaldatud.
Kaablid võivad transportimisel, käsitsemisel, ladustamisel, paigaldamisel ja tagasitäitmisel tekkida juhuslikud kahjustused.
Kontrollimismeetod vastab standardile IEC229. Kaabli, mille väliskesta paksus on suurem või võrdne 2,5 mm, kaabli varjestuse ja maapinna vahel rakendatakse 10 kV alalisvoolu ja pinge peab vastu 1 minut.
IEC soovitab kaabli põhisolatsiooni pingetakistuse testimiseks kahte meetodit:
DC talub pinget: 3U015 minutit;
AC talub pinget: U05 minutit.
Traditsioonilise alalisvoolu pingetakistuse meetodi eeliseks on testimisseadmete kerge kaal, hea liikuvus ja väike läbilaskevõime ning see mõjutab hästi õlipaberist isoleeritud kaabli kasutamist. Kuid XLPE-kaabli puhul on tõestatud, et alalispinge takistuse meetodi rakendamine ei sobi nii teoorias kui ka praktikas.
GB artikkel 18.0.1 sätestab kõrgepingekaabli katseelemendid:
1. Mõõtke isolatsioonitakistus;
Alalisvoolu taluma pingekatse ja lekkevoolu mõõtmist;
Vahelduvvoolu rõhu test; 3.
4. Mõõtke metallist varjestuskihi vastupidavus ja juhi takistuse suhe;
5. Kontrollige faasi kaabli ahela mõlemas otsas;
6. õli abil täidetud kaablite isolatsiooniõli test;
7. Ristühendussüsteemi test.
Siseriiklikus standardis ei ole kaablivoodri ja väliskesta sisendvee tuvastamiseks vaja ühtegi testitavat eset. Nüüd arutatakse testi ja hinnangut järgmiselt:
1. Kuna siseriikliku standardi sätted ei suuda tuvastada, kas kaabli väliskesta vooderduskiht on üle ujutatud, hõlmavad provintsid lisatud katseüksusi:
1.1. Kasutage otsustamiseks vaskkatte takistust ja juhi takistussuhet.
Protseduuriks on vaskkesta ja juhi alalisvoolutakistuse mõõtmine samal temperatuuril kahekordse seinaga silla abil.
Kui praeguse kihi ja viimase suhe suureneb, näitab see, et vaskkesta alalisvoolutakistus suureneb ja vaskkilp võib olla korrodeerunud.
Kui seda suhet vähendatakse enne kasutuselevõttu, näitab see, et kontakttakistus juhtme ühenduspunktis lisaseadmes tõenäoliselt suureneb.
Üldiselt mõõdetakse välikatses terasest soomuse ja varjestusisolatsiooni vastupanuväärtust ning vastupanuvõime suhet kasutatakse selleks, et otsustada, kas kaabli väliskest ja vooder on üle ujutatud.
1.2. Otsustamiseks kasutage isolatsioonitakistuse väärtuse mõõtmiseks megohmmomeetrit.
Selle sammud 500 V megohmmomeetri abil mõõdetud voodri kummi- ja plastkaabli väliskihi isolatsioonitakistuse kihi kasutamiseks, kui isolatsioonitakistus on väiksem kui 0,5 oomi kilomeetri kohta, kasutatakse edasiseks otsustamiseks järgmist meetodit. , kasutades galvaanilise patarei põhimõtet, on kummi- ja plastkaabli metallkihi, soomustatud kihi ja kattematerjali tulemusena vask, plii, raud, tsink ja alumiinium jne, kui kaabli sisemine kiht on vees , metallelektrood, potentsiaal + vastavalt 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 V ja 1,33 V, põhimõte on see,
Kui kummi- ja plastkaabli väliskest on kahjustatud ja kaablisse võetakse vett, on põhjavesi elektrolüüt ning soomustatud kihi tsingitud teraslint tekitab maapinnale potentsiaali -0,76 V.
Kui väliskest või sisevooder on kahjustatud ja vesi võetakse vette, kui isolatsioonitakistus kilomeetri kohta on väiksem kui 0,5 megaohmi, kasutatakse soomuse isolatsioonitakistuse mõõtmiseks multimeetri positiivset ja negatiivset arvesti pliiatsit maapinda või soomust pöörleva vaskkihi külge. Sel ajal ühendatakse mõõteahelas moodustatud galvaanielement järjestikku multimeetri kuiva elemendiga.
Kui polaarsuse kombinatsioon paneb pinge lisama, on mõõdetud takistuse väärtus väike.
Vastupidi, mõõdetud takistuse väärtus on suurem.
Seega, kui kahe ülaltooduga mõõdetud isolatsioonitakistuse väärtused on suured, näitab see galvaanielemendi moodustumist ja võib otsustada, et väliskest ja vooderdiskiht on kahjustatud ja üle ujutatud.
Näiteks kahjustab kummist ja plastikust kaabli ümbris niisket, mõõdetud takistus vastavalt 7 tuhat oomi ja 55 tuhat oomi.
2, kaabli pinge test, alalisvoolu pinge riiklik standard, vahelduvpinge test, kuid kohalikud provintsid vastavalt oma tegelikule olukorrale, et valida üks neist, võrreldakse nüüd nende kahe eeliseid ja puudusi järgmiselt: XLPE kaabel ei tohiks teha alalispinge test, kuid peaks tegema vahelduvpinge testi.
2.1 Alalispinge talumiskatse:
Kõrgepinge testimise üldpõhimõttena peaks katsekehale rakendatav katsepingeväli simuleerima kõrgepingeseadme tööd.
Kuigi alalisvoolu talumiskatse on paberist isoleeritud kaablite defektide leidmiseks väga tõhus, ei ole see tingimata efektiivne XLPE-isoleeritud kaablite puhul ja võib avaldada negatiivset mõju peamiselt järgmistes aspektides:
2.1.1 XLPE-kaabli elektrivälja jaotus on vahelduv- ja alalisvoolu pinge korral erinev. Isolatsioonikiht XLPE on valmistatud polüetüleenist keemilise ristsidumise teel. See on monoliitne isolatsioonistruktuur ja selle dielektriline konstant on 2,1–2,3, mida temperatuuri muutused vähem mõjutavad.
Vahelduvvoolu pinge all määratakse elektrivälja jaotus XLPE-kaabli isolatsioonikihis iga keskkonna dielektrilise konstandi järgi, see tähendab, et elektrivälja intensiivsus on pöördvõrdeline dielektrilise konstandiga ja see jaotus on suhteliselt stabiilne.
Alalisvoolu pinge all määratakse elektrivälja jaotus isolatsioonikihis materjali mahu takistuse järgi ja jaotatakse otseses vahekorras, samas kui isolatsioonitakistuse jaotustegur ei ole ühtlane.
Eriti kaabli klemmipea, pistikukarbi ja muude kaablitarvikute puhul on vahelduvvoolu elektrivälja intensiivsuse ja alalisvoolu elektrivälja intensiivsuse jaotumine täiesti erinev ning isolatsiooni vananemismehhanism vahelduvpinge ja alalisvoolu pinge all on erinev.
Seetõttu ei saa alalisvoolu talumise pingekatse abil simuleerida XLPE-kaabli töötingimusi.
2.1.2 XLPE-kaabel toodab GG-d; akumuleeruv GG-kaabel; efekt alalispinge all akumuleeritud unipolaarse jääklaetuse salvestamiseks.
Selle jääklaengu vabastamine alalisvoolu taluvpinge testist põhjustatud laengu kogunemisest võtab kaua aega.
Kui kaabel pannakse tööle enne alalisvoolu jääklaengu täielikku vabastamist, asetatakse alalisvoolu jääkpinge tippvõimsuse sageduspingele, mistõttu kaabli pinge väärtus ületab töötingimustes nimipinget, mis kiirendab isolatsiooni vananemist lühendada kaabli tööiga või isegi isolatsiooni purunemist.
2.1.3 XLPE-kaabli üks saatuslikest nõrkustest on see, et isolatsiooni on lihtne tekitada veeharusid. Veeharud muutuvad alalisvoolu all kiiresti elektrilisteks harudeks ja moodustavad tühjenemise, mis kiirendab isolatsiooni halvenemist ja põhjustab töötamise järel elektrisageduse pinge all lagunemist.
Kuid veeharu suudab vahelduvvoolu tööpinge all teatud aja jooksul säilitada märkimisväärse pingetakistuse.
2.1.4 Alalise alalisvoolu HV katse väljalangemine või purunemine võib kahjustada kaablite ja liigeste normaalset isolatsiooni.
Lisaks ei suuda alalisvoolu taluvpinge test vahelduvpinge mõjul tõhusalt leida mõningaid defekte, näiteks kaabli lisaseadmetes, isolatsioonis, kui esineb mehaanilisi kahjustusi või pingekoonuse valesti asetatud defekte.
Seal, kus isolatsioon puruneb kõige tõenäolisemalt vahelduvpinge all, ei suuda see alalisvoolu all sageli laguneda.
Isolatsiooni purunemine alalisvoolu pinge all toimub tavaliselt kohas, kus isolatsiooni lagunemist vahelduvvoolu töötingimustes ei toimu.
2.2 Vahelduvvoolu rõhukatse:
Kuna alalisvoolu taluvusega pingetesti abil ei saa simuleerida XLPE-isoleeritud kaabli töövälja tugevust ega saada soovitud testiefekti, kaalume vahelduvvoolu kõrgepinge testi kasutamist.
Kuna kaabli mahtuvuse väärtus on erinev, peaksime kõigepealt enne katset mõõtma toitekaabli mahtuvuse väärtust, arvutama sobiva katsevahendi valimiseks mahtuvusvoolu vastavalt testimispingele mahtuvuse väärtuse järgi.
2.2.1 On arusaadav, et enamiku elektrijaama kaablite nimipinge on 6 kV ja enamuse kaablite pikkus on alla 1,5 km, seega võime kasutada tavapärast vahelduvvoolu pingetaluvuse meetodit.
Kui kasutatakse 50 kV ja 20 kVA testtrafot, on selle maksimaalne väljundvool 1000mA. Vastavalt I=2π Fuc-le, võttes näiteks 6kV kaabli, on selle testtrafo abil testitud kaabli maksimaalne mahtuvusväärtus 265NF (F=50Hz, U=12kV).
2.2.2 Mõne suure võimsusega kaabli jaoks, näiteks tavalise vahelduvvoolu pingetaluvuse testimise meetodi jaoks, on vaja suure võimsusega katsetrafosid, samuti on eriti suur pinge regulaatori ja toiteallika võimsus.
Saiti on sageli keeruline teha, katsevahendite transportimiseks on sageli vaja kasutada suuri autosid, kraanasid jne, mis on nii aeganõudev kui ka töömahukas.
Seetõttu kasutame kaabli pingetesti tegemiseks vastavalt konkreetsele olukorrale sageduse teisendamise testi, seeria- või seeria- ja paralleelresonantsi meetodit.
2.2.3 Ülima madala sagedusega 0,1 Hz pingekatse:
Vastavalt testimisvõimsusele (valem S=WCUS2=2∏ FUS2KVA, valemi all olev C-kaabli läbilaskevõime, USA - on testpinge, F - võimsuse sagedus, Hiinas 50Hz) võib näha, et 0,1Hz vahelduvvoolu pinge 50Hz pinge, esimene vajab võimsust, mis on võrdne 1/500 teisega, seetõttu saab seda kaasaskantavate seadmete tootmiseks ilma probleemideta kasutada.
Praegu kasutatakse seda meetodit peamiselt keskmise ja madalpinge kaablite testimisel.
Vastavalt välipraktikale võib XLPE-kaabli pingetaluvuse katse korral olla ülipikase pinge 0,1 Hz kasutamisel testpinge 1,5–1,8 korda suurem kui 50 Hz. Kaabli isolatsioonivigu on lihtsam leida kui alalisvoolu pinget ning isolatsioonivigu on kergem paljastada ja purustada kui 50 Hz vahelduvvoolu pinget.
2.2.4 Sageduse muundamise resonantspinge test:
Sageduse muundamise resonantstestimissüsteem suudab täita mitte ainult kõrgepinge XLPE kaabli pingetakistuse nõudeid, vaid sellel on ka kerge kaalu ja hea liikuvuse eelised, nii et see sobib välikatse jaoks.
Seade kasutab fikseeritud reaktorit resonantsreaktorina, et saavutada resonants sageduse moduleerimise teel. Sageduse reguleerimisvahemik on 30–300 Hz, mis on kooskõlas toitesageduse vahelduvpinge ja ligikaudse võimsussagedusega (30–300 Hz), mida soovitatakse dokumendis CIGREWG21.09" Suunised kõrgepinge väljapressitud isoleeritud kaablite lõpptestimiseks" ;
Vahelduvvoolu pinge võib reprodutseerida sama välitugevust kui töötingimus, hea ekvivalentsuse, kõrge efektiivsusega, kaasaskantavate seadmete ja peaaegu piiramatu valimi pikkusega.
Kokkuvõtteks võib öelda, et arvestades kaabli välja võimsuse sageduse testimisseadmete väikest läbilaskevõimet ja mahtu, on see hõlpsasti kaasaskantav ja kasutatav ning kaabli defektid on efektiivsemad kui tavaline alalisvoolu pingetakistus, nii et võimsuse sageduse või sageduse muundamise resonantstesti meetod tuleks vastu võtta kaabli välja täitmise vastuvõtutesti läbiviimiseks.
Veelgi enam, sageduse muundamise resonantsseade võib vastata XLPE kaabli üleandmise testi nõuetele L10kV ja 220kV ja üle selle, seega on soovitatav, et sageduse muundamise resonantspinge peaks olema esimene valik.