Kokkuvõte: Selles artiklis analüüsitakse alalisvoolu vastupidavuse pingetesti XLPE kaablil puudusi ja probleeme ning valitakse võrdluseks sagedusmuundamise resonantsseade vahelduvvoolu taluvusele.
Märksõnad: kõrgepingekaabel, alalisvoolu pingetesti, vahelduvvoolu pingetesti test
eessõna:
Toitekaableid kasutatakse sageli elektrijaamade, alajaamade ning tööstus- ja kaevandusettevõtete elektriliinidena. Neid kasutatakse tavaliselt ka jõgede ja raudteede ületamisel. Toitekaablit saab kasutada linnaelektri ülekande- ja jaotusvõrgu ning magistraalliinidena tööstus- ja kaevandusettevõtetes, et vähendada maa hõivatust ja kaunistada keskkonda. Elektrienergia ehituse areng juhib otseselt riigi arengut. Elektrienergia ehitamisel mängib toitekaabel olulist rolli. Elektritarbijad armastavad seda välise kliima vähese mõju, varjamise, vastupidavuse, kõrge isolatsioonivõime, hea veekindla ja happekindla jõudluse, tugeva tõmbe- ja survetaluvuse tõttu. Kasutusprotsessis on siiski lihtne esineda mõningaid vigu, näiteks mehaanilisi kahjustusi, pliipakendi korrosiooni ja ülemäärast korrosiooni Kuumusvananemist jms. Seetõttu tuleb toitekaablit normaalse olukorra tagamiseks tavapäraste ennetavate testide abil varjatud rikete suhtes testida. elektrisüsteemi töö.
IEC840 või cigrewg21.03 järgi ei ole välikatse eesmärk kontrollida kaablite või kaablitarvikute tootmiskvaliteeti, mis on kinnitatud tüübikatsetuses ja tehasetestis. Koha valmimise vastuvõtu testi eesmärk on kontrollida, kas kaablite paigaldamine ja tarvikute paigaldamine on õige. Kaabel võib transportimise, käsitsemise, ladustamise, paigaldamise ja täitmise käigus kogemata kahjustuda. Vastavalt iec229-le rakendatakse kaablite puhul, mille väliskesta paksus on 2,5 mm või rohkem, 10 minuti pikkune alalispinge kaablikilbi ja maapinna vahel 1 minut. Kaabli peaisolatsiooni talumiskatse jaoks soovitab IEC kahte meetodit:
Alalisvoolu vastupidav pinge: 3u015min; Vahelduvvoolu taluv pinge: u05min.
Traditsioonilise alalisvoolu vastupidavusega pingetestimisseadmete eelised on kerge kaal, hea liikuvus ja väike võimsus. Sellel on hea õlipaberiga isoleeritud kaabli rakendusmõju, kuid XLPE-kaabli puhul on tõestatud, et alalisvoolu vastupidavuse meetod ei sobi teoorias ja praktikas.
Riikliku standardi artiklis 18.0.1 määratletud kõrgepingekaabli katsealused on järgmised:
1. Mõõtke isolatsioonitakistus;
2. alalisvoolu taluv pingekatse ja lekkevoolu mõõtmine;
3. vahelduvvoolu pingetaluvus;
4. Mõõtke metallist varjestuse ja juhi takistuse suhe;
5. Kontrollige faasi kaabelliini mõlemas otsas;
6. õliga täidetud kaabli isoleeriva õli test;
7. Ristühendussüsteemi test.
Riiklikus standardis ei ole ühtegi testitavat ainet, mis tuvastaks kaabli sisevoodrisse ja väliskesta siseneva vee
1. Kuna vastavalt siseriiklikule standardile on võimatu tuvastada, kas kaabli väliskesta sisekihis on vett, on igas provintsis järgmised katsed:
1.1. Hinnake vaskkatte vastupidavuse ja juhi takistuse suhte järgi. Samm on mõõta vaskkesta ja juhi alalisvoolutakistust samal temperatuuril kahekordse seinaga sillaga. Kui esimese ja teise suhe on suurem kui enne töötamist, näitab see, et vaskkihi alalisvoolutakistus suureneb ja vaskkilp võib olla roostes; kui suhe on väiksem kui enne kasutamist, näitab see, et lisaseadme juhi ühenduspunkti kontaktitakistus võib suureneda. Üldiselt mõõdetakse välikatse käigus terasest soomuse ja varjestuse isolatsioonitakistuse väärtust ning vastupanu suhet kasutatakse selleks, et otsustada, kas kaabli väliskest ja sisemine vooder on üle ujutatud.
1.2. Isolatsioonitakistuse mõõtmiseks kasutage megohmmomeetrit. Sammud on järgmised: 500 V megohmmomeetri abil mõõdetakse kummist ja plastikust kaabli sisevoodri väliskesta isolatsioonitakistust. Kui isolatsioonitakistus kilomeetri kohta on alla 0,5 megohmi, kasutage edasiseks hindamiseks järgmisi meetodeid. Isolatsioonitakistuse mõõtmiseks kasutage multimeetrit. Primaaraku põhimõttel on kummi- ja plastkaabli metallkiht, soomuskiht ja kattematerjalid vask, plii, raud, tsink ja alumiinium. Nende metallide elektrood ja potentsiaal on + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v ja -1,33v pärast vee sisenemist plastkummist kaabli väliskesta sisemisse kihti. Põhimõte on see, et kui kummist plastkaabli väliskest on kahjustatud ja vesi siseneb sisemisse kihti, tekib soomuskihi tsingitud terasribal potentsiaal maapinnale -0,76v, kuna põhjavesi on elektrolüüt . Kui väliskest või sisekiht on kahjustatud ja vesi siseneb, kui isolatsioonitakistus kilomeetri kohta on väiksem kui 0,5 megohmi, kasutage soomuskihi isolatsioonitakistuse maapinnale või soomuskihile mõõtmiseks multimeetri positiivseid ja negatiivseid sonde vaheldumisi vasest varjestuskihini. Sel ajal on mõõteahelas moodustatud primaarpatarei ühendatud järjest multimeetris oleva kuiva akuga. Kui polaarsuse kombinatsioon paneb pinge lisama, on mõõdetud takistuse väärtus väiksem; vastupidi, mõõdetud takistuse väärtus on suurem. Seega, kui ülaltoodud kahe mõõdetud isolatsioonitakistuse väärtuse erinevus on suur, näitab see, et primaarpatarei on moodustatud, ja võib otsustada, et väliskest ja sisekate on kahjustatud.
Näiteks pärast kummist ja plastikust kaabli ümbrise kahjustamist ja summutamist on mõõdetud takistused vastavalt 7 Ka oomi ja 55 Ka oomi.
2. Kaablite pingetaluvuse katse jaoks on riiklikus standardis ette nähtud, et tuleks läbi viia alalispinge talumiskatse ja vahelduvpinge talumiskatse, kuid kohalikud provintsid valivad neist ühe vastavalt oma tegelikule olukorrale. Nüüd võrreldakse nende kahe eeliseid ja puudusi järgmiselt: XLPE-kaablitele ei tohiks kohaldada alalispinge talumiskatseid, vaid neile tuleks teha vahelduvpinge talumiskatse.
2.1 Alalisvoolu taluv pingekatse:
Kõrgepingekatse üldpõhimõte on, et testitavale objektile rakendatav katsepinge väli peaks simuleerima kõrgepingeaparaatide tööolukorda. Alalisvoolu talumiskatse on paberist isoleeritud kaablite defektide leidmiseks väga tõhus, kuid see ei pruugi olla efektiivne XLPE-isoleeritud kaablite jaoks ja sellel võib olla ka negatiivseid mõjusid peamiselt järgmistes aspektides:
2.1.1. XLPE-kaabli elektrivälja jaotus vahelduv- ja alalispingel on erinev. XLPE isolatsioonikiht on keemilise ristsidumise teel valmistatud polüetüleenist, mis kuulub tervikliku isolatsioonistruktuuri alla, 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 jaotatakse pöörddoportsioonis dielektrilise konstandiga, mis on suhteliselt stabiilne. Alalisvoolu pinge all määratakse elektrivälja jaotus isolatsioonikihis materjali mahu takistuse järgi ja see jaotub positiivses vahekorras ning isolatsioonitakistuse jaotustegur ei ole ühtlane. Eelkõige on vahelduvvoolu elektrivälja tugevuse jaotus kaabli lisavarustuses, näiteks kaabli klemmides ja jaotuskarbis, täiesti erinev alalisvoolu elektrivälja tugevuse omast ja vahelduvvoolu all oleva isolatsiooni vananemismehhanism erineb alalisvoolu pinge omast. Seetõttu ei saa alalisvoolu talumise pingekatse abil simuleerida XLPE-kaabli töötingimusi.
2.1.2 XLPE-kaabel toodab GG-d; akumuleeruvat GG-d; efekt alalispinge all unipolaarse jääklaengu salvestamiseks ja akumuleerimiseks. Alalisvoolu taluvuse pingetesti ajal laengu akumuleerumise tõttu kulub jääklaengu vabastamiseks palju aega. Kui kaabel pannakse tööle enne alalisvoolu jääklaengu täielikku vabastamist, asetatakse alalisvoolu jääkpinge toitesageduse pinge tippväärtusele, mistõttu kaabli pinge väärtus ületab töötingimustes nimipinget, mis kiireneb isolatsiooni vananemine, lühendab kaabli tööiga ja põhjustab isegi isolatsiooni lagunemist.
2.1.3 XLPE-kaabli saatuslikuks nõrkuseks on see, et soojustusse on kerge moodustada veeharusid. Alalisvoolu pinge all muutuvad veeharud kiiresti elektrilisteks harudeks ja moodustavad tühjenemise, mis kiirendab isolatsiooni halvenemist ja põhjustab lagunemist elektrisageduse pinge all. Kuid puhta veega haru suudab vahelduvvoolu tööpinge all teatud aja jooksul säilitada märkimisväärse pinge väärtuse.
2.1.4 kohapeal alalisvoolu kõrgepingekatse ajal tekkiv süttimine või purunemine võib kahjustada tavalist kaabli ja vuugi isolatsiooni. Pealegi ei suuda alalisvoolutaluvusega pingetesti abil leida vahelduvpinge all mõningaid defekte, näiteks mehaanilisi kahjustusi või valesti paigutatud pingekoonust kaablitarvikutest. Koht, kus isolatsioon on kõige tõenäolisem vahelduvpinge all lagunemiseks, ei suuda sageli alalisvoolu pinge all laguneda. Alalisvoolu pinge all toimub isolatsiooni lagunemine sageli kohas, kus isolatsioon tavaliselt vahelduvvoolu töötingimustes ei lagune.
2.2 Vahelduvvoolu pingekatse:
Kuna alalisvoolu taluvusega pingekatse ei saa simuleerida XLPE-isoleeritud kaabli töövälja tugevust ega saa oodatud testi efekti, kaalume vahelduvvoolu kõrgepinge testi kasutamist. Kaablite erinevate mahtuvusväärtuste tõttu peaksime enne katset mõõtma kõigepealt toitekaabli mahtuvuse väärtuse ja arvutama sobiva katsevahendi valimiseks mahtuvusvoolu vastavalt mahtuvuse väärtusele katsepinge all.
2.2.1 on arusaadav, et enamikus elektrijaamades on kaablite nimipinge 6 kV ja pikkus enamasti 1,5 km piires, nii et võime kasutada tavapärast vahelduvvoolu vastupidavuse testimise meetodit. Kui kasutatakse 50kV, 20KVA testtrafot, on selle maksimaalne väljundvool 1000mA. Vastavalt I=2πfuc-le, võttes näiteks 6kV kaabli, on selle testtrafo abil kaabli maksimaalne mahtuvus 265nf (F=50Hz, u=12kV).
2.2.2. Mõne suure läbilaskevõimega kaabli puhul on vaja tavapärase vahelduvvoolu taluvuse pingemeetodi meetodit, suure võimsusega testtrafot ning samuti vaja pingeregulaatori ja toiteallika võimsust. Sageli on seda kohapeal raske teha ning katsevahendite transportimine ja paigutamine suurte sõidukite ja kraanade abil on aeganõudev ja töömahukas. Seetõttu kasutame kaabli pingetaluvuskatse vastavalt konkreetsele olukorrale sageduse teisendamise testi, seeria- või paralleelresonantsmeetodit.
2.2.3 ülimadala sagedusega 0,1 Hz pingekatse:
Vastavalt testimisvõimsusele (valem s=wcus2=2Πfus2kva, kus C-testi kaabli mahtuvus, USA testipinge, f-võimsuse sagedus, Hiina' s 50 Hz) on näha, et võrreldes 50 Hz pingega , 0,1 Hz vahelduvpinge vajab 1/500 viimase võimsusest, nii et see suudab probleemideta toota kohapeal kasutamiseks kaasaskantavaid seadmeid. Praegu kasutatakse seda meetodit peamiselt keskmise ja madalpinge kaablite testimisel.
Kohapealne praktika näitab, et 0,1 Hz ülimadala sagedusega XLPE-kaabli taluvpinge test võib olla 1,5–1,8 korda suurem kui 50 Hz pinge, mis on kaabli isolatsioonivigade leidmine lihtsam kui alalisvoolu taluv pinge ja lihtsam on isolatsioonivigade paljastamine. kui 50 Hz vahelduvpinge.
2.2.4 muutuva sagedusega resonantsi taluv pingekatse:
Sagedusmuundamise resonantstestimissüsteem ei saa mitte ainult vastata kõrgepinge XLPE-kaabli nõuetele, vaid sellel on ka kerge kaalu ja hea liikuvuse eelised, mis sobib välikatse jaoks. Fikseeritud reaktorit kasutatakse resonantsreaktorina resonantsi realiseerimiseks sageduse modulatsiooni abil. Sagedusvahemik on 30–300 Hz, mis vastab cigrewg21.09&hinnale; soovitatav juhend kõrgepinge ekstrudeeritud isoleeritud kaablite lõpptestimiseks GG. Soovitatav on voolu sageduse vahelduvvoolu pinge ja ligikaudne toitesagedus (30–300 Hz). Selline vahelduvpinge võib reprodutseerida sama väljatugevust kui tööolukorras. Selle eelised on hea samaväärsus, kõrge efektiivsus, kerged seadmed ja peaaegu piiramatu valimi pikkus.
Kokkuvõtteks võib öelda, et arvestades kaablikoha elektrisageduse testimisseadmete väikest läbilaskevõimet ja mahtu, hõlpsasti kaasaskantavat ja kasutatavat, on kaabli defektide leidmine efektiivsem kui tavaline alalisvoolu vastupidav pinge, nii et võimsuse sagedus või sageduse muundamine kaablikoha valmimise vastuvõtukatses tuleks kasutada resonantstesti meetodit. Veelgi enam, sageduse muundamise resonantsseade võib vastata ristseotud polüetüleenist kaabli üleandmistesti nõuetele 10 kV ja 220 kV ja üle selle, mistõttu on soovitatav eelistada sageduse muundamise resonantsi pinget.