Absztrakt: Ez a tanulmány elemzi az XLPE kábelen végzett dc-rezisztancia-vizsgálat hiányosságait és problémáit, és összehasonlításképpen kiválasztja a frekvenciaváltó rezonancia készüléket a váltakozó áramú feszültségvizsgálathoz a helyszínen;
Kulcsszó: nagyfeszültségű kábel, dc-reziszt feszültség vizsgálat, váltakozó áramú feszültség vizsgálat
előszó:
A tápkábeleket gyakran használják erőművek, alállomások, valamint ipari és bányászati vállalkozások távvezetékeiként. A folyók és vasutak keresztezésekor is gyakran használják őket. A tápkábel városi erőátviteli és elosztóvezetékként, valamint az ipari és bányászati vállalatok törzsvezetékeiként használható a földbirtokok visszaszorítása és a környezet szépítése érdekében. Az elektromos energia építése közvetlenül irányítja az ország fejlődését. Az elektromos energia építésben a tápkábel fontos szerepet játszik. Az elektromos áramot használók szeretik a külső éghajlat kis hatása, a elrejtés, a tartósság, a magas szigetelési teljesítmény, a jó vízálló és saválló teljesítmény, az erős szakítószilárdság és a kompressziós ellenállás miatt. Azonban könnyű, hogy néhány hiba a használat során, mint például a mechanikai sérülés, ólom csomag korrózió és a túlzott korrózió Heat öregedés, stb Ezért a tápkábelt rutin megelőző vizsgálattal kell vizsgálni a rejtett hibákra a villamosenergia-rendszer normális működésének biztosítása érdekében.
Az iec840 vagy cigrewg21.03 szerint a helyszíni vizsgálat célja nem a kábel- vagy kábeltartozékok gyártási minőségének ellenőrzése, amelyet típusvizsgálat és gyári vizsgálat igazol. A helyszíni kitöltési átvételi vizsgálat célja annak ellenőrzése, hogy a kábelfektetés és a tartozékok beszerelése helyes-e. A kábel megsérülhet a szállítás, kezelés, tárolás, fektetés és utántöltés során. Az iec229 szerint a 2,5 mm vagy annál nagyobb külső köpenyvastagságú kábelek esetében 10 kV DC feszültséget alkalmaznak a kábelpajzs és a talaj között 1 percig. A kábel főszigetelésének ellenállási feszültségének vizsgálatára az IEC két módszert javasol:
DC ellenáll a feszültségnek: 3u015 perc; Váltakos feszültség ellen: u05min.
A hagyományos egyenáramú feszültségvizsgálító berendezés a könnyű súly, a jó mobilitás és az alacsony kapacitás előnyeit élvezi. Jó alkalmazási hatással rendelkezik az olajpapír szigetelt kábelre, de az XLPE kábel esetében bebizonyosodott, hogy az egyenáramú feszültség ellenjavallási módszere elméletben és gyakorlatban nem alkalmas.
A nemzeti szabvány 18.0.1.
1. Mérje meg a szigetelési ellenállást;
2. Dc ellenáll a feszültségvizsgálatnak és a szivárgási áram mérésének;
3. Váltakos áramú feszültség vizsgálata;
4. Mérje meg a fémpajzs és a vezető ellenállási arányát;
5. Ellenőrizze a fázist a kábelvezeték mindkét végén;
6. Olajjal töltött kábel szigetelő olajvizsgálata;
7. Keresztösszekötő rendszer vizsgálata.
A nemzeti szabványban nincs olyan vizsgálati elem, amely a kábel belső bélésébe és külső köpenyébe belépő vizet észleli
1. Mivel nem lehet megállapítani, hogy a kábel külső köpenyének belső rétegében a nemzeti szabvány szerint van-e víz, az egyes tartományokban a további vizsgálati tételek a következők:
1.1. Ítélje meg a rézfedés ellenállásának és a vezető ellenállásának arányát. A lépés a rézpajzs és a vezető egyenállósági ellenállásának mérése azonos hőmérsékleten, dupla fali híddal. Ha az előbbi és az utóbbi aránya magasabb, mint a működés előtt, az azt jelzi, hogy a rézpajzs réteg egyenállósága nő, és a rézpajzs korrodálódhat; ha az arány alacsonyabb, mint a művelet előtt, azt jelzi, hogy a tartozékban lévő vezeték csatlakozási pontjának érintkezési ellenállása növekedhet. Általában a helyszíni vizsgálat során az acélpáncél és a pajzs szigetelési ellenállásértékét mérik, és az ellenállási arányt annak megítélésére használják, hogy a kábel külső burkolata és belső bélése elárasztott-e.
1.2. Használjon megohmmetert a szigetelési ellenállás mérésére. A lépések a következők: használjon 500V-os megohmmetert a gumi és műanyag kábel belső burkolatának külső burkolatának szigetelési ellenállásának mérésére. Ha a kilométerenkénti szigetelési ellenállás kevesebb, mint 0,5 megohm, használja a következő módszereket a további megítélés érdekében. Használjon többmétert a szigetelési ellenállás mérésére. Az elsődleges akkumulátor elve szerint a gumi- és műanyagkábel fémrétege, páncélrétege és bevonóanyagai réz, ólom, vas, cink és alumínium A fémek elektródája és potenciálja + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v és -1,33v, miután a víz belép a gumi műanyag kábel külső köpenyének belső rétegébe. Az elv az, hogy amikor a gumi műanyag kábel külső köpenye megsérül, és a víz belép a belső rétegbe, a páncélréteg horganyzott acélcsíkján -0,76v-os potenciál keletkezik, mert a talajvíz elektrolit. Amikor a külső köpeny vagy a belső bélés sérült, és a víz belép, amikor a kilométerenkénti szigetelési ellenállás kevesebb, mint 0,5 megohm, használja a multiméter pozitív és negatív szondáit a páncélréteg szigetelési ellenállásának mérésére a talajhoz vagy a páncélréteghez a réz árnyékoló réteghez váltakozva. Ekkor a mérőkörben kialakított elsődleges akkumulátor sorozatban csatlakozik a multiméter száraz akkumulátorához. Amikor a polaritás kombináció növeli a feszültséget, a mért ellenállásérték kisebb; éppen ellenkezőleg, a mért ellenállásérték nagyobb. Ezért, ha a fenti két mért szigetelési ellenállásérték közötti különbség nagy, az azt jelzi, hogy az elsődleges akkumulátor kialakult, és megítélhető, hogy a külső köpeny és a belső bélés sérült.
Például, miután egy gumi és műanyag kábelhüvely sérült és csillapított, a mért ellenállások 7 Ka ohm és 55 Ka ohm.
(2) A kábelek feszültségállósági vizsgálatához a nemzeti szabvány előírja, hogy az egyenáramú feszültségnek ellenáll a vizsgálatnak, és a váltakozó áramú feszültségnek való ellenállni vizsgálatot kell elvégezni, de a helyi tartományok saját helyzetüknek megfelelően választanak közülük. Most a kettő előnyeit és hátrányait a következőképpen hasonlítják össze: az XLPE kábeleket nem szabad egyenfeszültség-ellenességi vizsgálatnak alávetni, hanem váltakozó áramú feszültségállóság-vizsgálatnak kell alávetni.
2.1 DC ellenzi a feszültségvizsgálatot:
A nagyfeszültségű vizsgálat általános elve, hogy a vizsgált tárgyon alkalmazott vizsgálati feszültségmezőnek szimulálnia kell a nagyfeszültségű készülékek működési állapotát. Az egyenáramú feszültségvizsgálat nagyon hatékony a papírszigetelt kábelek hibáinak megtalálásában, de előfordulhat, hogy nem hatékony az XLPE szigetelt kábelek számára, és negatív hatásai is lehetnek, főleg a következő szempontok szerint:
2.1.1. az XLPE kábel elektromos téreloszlása váltakos és egyenfeszültség alatt eltérő. Az XLPE szigetelőréteg polietilénből készül kémiai keresztkötéssel, amely az integrál szigetelőszerkezethez tartozik, és dielektromos állandója 2,1-2,3, amelyet kevésbé befolyásol a hőmérsékletváltozás. Váltakozó áramú feszültség alatt az XLPE kábel szigetelőrétegében az elektromos tér eloszlását az egyes közegek dielektromos állandója határozza meg, azaz az elektromos tér intenzitása fordított arányban oszlik el a dielektromos állandóval, amely viszonylag stabil. Egyenfeszültség alatt a szigetelőréteg elektromos téreloszlását az anyag térfogatellenállása határozza meg, és pozitív arányban oszlik el, és a szigetelési ellenállás eloszlási együtthatója nem egyenletes. Különösen a váltakozó áramú elektromos térerősség eloszlása a kábeltartozékokban, például a kábelcsatlakozóban és a csatlakozódobozban teljesen eltér az egyenáramú elektromos térerősségtől, és a váltakozó áramú feszültség alatti szigetelés öregedési mechanizmusa eltér az egyenáramú feszültségtől. Ezért az egyenáramú feszültségvizsgálat nem tudja szimulálni az XLPE kábel működési állapotát.
2.1.2 Az XLPE kábel egyenfeszültség alatt "akkumulációs" hatást fejt ki az egypólusú maradék töltés tárolására és felhalmozására. Hosszú időt vesz igénybe a maradék töltés felszabadítása az egyenáramú feszültségvizsgálat során felhalmozódó töltés miatt. Ha a kábelt üzembe helyezik, mielőtt az egyenáramú maradék töltés teljesen felszabadul, az egyenáramú maradékfeszültség a teljesítményfrekvencia feszültség csúcsértékére kerül, így a kábel feszültségértéke üzemi körülmények között meghaladja a névleges feszültséget, ami felgyorsítja a szigetelés öregedését, lerövidíti a kábel élettartamát, és akár szigetelési meghibásodáshoz is vezet.
2.1.3 az XLPE kábel végzetes gyengesége, hogy a vízágak könnyen kialakíthatóak a szigetelésben. Egyenfeszültség alatt a vízágak gyorsan elektromos ágakká alakulnak, és kisülést képeznek, ami felgyorsítja a szigetelés romlását és áramfrekvenciás feszültség alatt meghibásodást okoz. A tiszta víz ág azonban egy ideig képes fenntartani a váltakozó áramú üzemi feszültség alatt a feszültséget.
2.1.4. A helyszínen végzett dc nagyfeszültségű vizsgálat során történő felvillanás vagy meghibásodás károsíthatja a normál kábel- és ízületi szigetelést. Ezenkívül az egyenáramú feszültségvizsgálat nem képes hatékonyan megtalálni a váltakozó áramú feszültség alatti hibákat, például mechanikai sérüléseket vagy rosszul elhelyezett stressz kúpot a kábeltartozékokban. Az a hely, ahol a szigetelés a legnagyobb hajlamos a váltakozó áramú feszültség alatti meghibásodásra, gyakran nem képes egyenfeszültség alatt lebomlani. Egyenáramú feszültség alatt a szigetelés meghibásodása gyakran azon a helyen történik, ahol a szigetelés általában nem bomlik le váltakozó áramú munkakörülmények között.
2.2 Váltakos áramú feszültség vizsgálata:
Mivel az egyenáramú feszültségvizsgálat nem tudja szimulálni az XLPE szigetelt kábel működési térszilárdságát, és nem tudja elérni a várt vizsgálati hatást, fontolóra vesszük a váltakozó áramú nagyfeszültségű teszt használatát. A kábelek eltérő kondenzációs értékei miatt először a vizsgálat előtt meg kell mérnünk a tápkábel kondenzációs értékét, és ki kell számítanunk a vizsgálati feszültség alatti kapacitív áramot a kondenzációs értéknek megfelelően, hogy kiválasszuk a megfelelő vizsgálati eszközt.
2.2.1. a legtöbb erőműben a kábelek névleges feszültsége 6kV, hossza pedig többnyire 1,5km-n belül van, így a hagyományos váltakozó áramú feszültségvizsgálati módszert alkalmazzuk. 50kV-os, 20KVA-s teszttranszformátor használata esetén a maximális kimeneti áram 1000mA. Az I = 2 π fuc szerint, például 6kV-os kábelt véve, a teszttranszformátor által tesztelhető kábel maximális kapacitása 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 egyes nagy kapacitású kábelek esetében, ha a hagyományos váltakozó áramú feszültségvizsgálati módszert elfogadják, nagy kapacitású teszttranszformátorra van szükség, és a feszültségszabályozó és a tápegység kapacitása is szükséges. Gyakran nehéz a helyszínen elvégezni, és időigényes és fáradságos a teszteszközök szállítása és elhelyezésére nagy járművek és daruk használatával. Ezért frekvenciakonverziós vizsgálatot, sorozat- vagy sorozatos párhuzamos rezonancia módszert alkalmazunk a kábel feszültségállóságának az adott helyzetnek megfelelő vizsgálatára.
2.2.3 ultra alacsony frekvenciájú 0,1Hz ellenáll a feszültségvizsgálatnak:
A vizsgálati kapacitás szerint (képlet s = wcus2 = 2 Π fus2kva, ahol a C-teszt kábel kondenzanciája, USA – tesztfeszültség, f-teljesítmény frekvencia, Kína 50 Hz), látható, hogy az 50 Hz-es feszültséghez képest a 0,1 Hz-es váltakozó áramú feszültségnek 1 / 500-ra van szüksége az utóbbi teljesítményéből, így probléma nélkül képes hordozható berendezéseket előállítani a helyszíni használatra. Jelenleg ezt a módszert elsősorban a közép- és kisfeszültségű kábelek vizsgálatára használják.
A helyszíni gyakorlat azt mutatja, hogy a 0,1 Hz ultra alacsony frekvenciájú XLPE kábel feszültségvizsgálata az 50 Hz-es feszültség 1,5-1,8-szorosa lehet, ami könnyebb megtalálni a kábelszigetelési hibákat, mint az egyenáramú feszültséget, és könnyebb feltárni a szigetelési hibákat, mint az 50 Hz-es váltakozó áramú feszültség.
2.2.4 változó frekvenciájú rezonancia ellensúly feszültségvizsgálat:
A frekvenciaátalakító rezonancia tesztrendszer nemcsak a nagyfeszültségű XLPE kábel követelményeinek felel meg, hanem a könnyű súly és a jó mobilitás előnyeivel is rendelkezik, amely alkalmas helyszíni vizsgálatra. A rögzített reaktort rezonanciareaktorként használják a rezonancia frekvenciamodulációval történő megvalósítására. A frekvenciatartomány 30-300hz, amely megfelel a cigrewg21.09 "ajánlott útmutató a nagyfeszültségű extrudált szigetelt kábelek befejezéséhez". A teljesítményfrekvencia váltakozott feszültsége és a hozzávetőleges teljesítményfrekvencia (30-300hz) ajánlott. Ez a fajta váltakos feszültség ugyanazt a térerősséget képes reprodukálni, mint a működési állapotban. Előnye a jó egyenértékűség, a nagy hatékonyság, a könnyű berendezések és a szinte korlátlan mintahossz.
Összefoglalva, figyelembe véve a kábel helyén található, könnyen hordozható és működtethető teljesítményfrekvenciás vizsgálóberendezések kis kapacitását és térfogatát, hatékonyabb a kábelhibák megtalálása, mint a hagyományos egyenáramú feszültség, ezért a kábelhelyszín-elfogadási vizsgálathoz a teljesítményfrekvenciás vagy frekvenciaátalakítási rezonanciavizsgálati módszert kell alkalmazni. Ezenkívül a frekvenciaátalakító rezonancia készülék megfelel a 10 kV-os és 220kV-os és annál nagyobb keresztkötésű polietilén kábelátadási teszt követelményeinek, ezért ajánlott a frekvenciaátalakulási rezonancia ellensúlya.