Anotācija: Šis papīrs analizē līdzstrāvas sprieguma trūkumus un problēmas, izturot XLPE kabeļa testu. Maiņstrāvas sprieguma izturēto testu veic, salīdzinot frekvences pārveidošanas rezonētāju ierīci.
Atslēgas vārdi: augstsprieguma kabelis, līdzstrāva iztur sprieguma testu, AC iztur sprieguma testu
Priekšvārds:
Elektrības kabeļus parasti izmanto kā elektrolīnijas elektrostacijām, apakšstacijām un rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumiem, kā arī upju un dzelzceļu šķērsošanai.
Elektrības kabelis, ko izmanto kā pilsētas pārvades un sadales līnijas, un rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumi galvenajā līnijā var aizņemt mazāk zemes, izdaiļot vidi.
Elektroenerģijas konstrukcijas attīstība tieši noveda pie valsts attīstības, strāvas kabelim jaudas konstrukcijā ir svarīga loma, to ietekmē ārējais klimats, slēpšana, izturīga, augsta izolācija, ūdensnecaurlaidīga un skābe var būt laba, spēcīga stiepe, saspiešana un elektroenerģijas lietotāji mīl, bet lietošanas procesā ir viegli parādīties daži defekti, piemēram, mehāniski bojājumi. , svina korozija, karstuma novecošanās utt.
Tātad strāvas kabelim ir jāpārbauda tā slēptā kļūda, veicot parasto preventīvo testu, lai nodrošinātu normālu barošanas sistēmas darbību.
Saskaņā ar IEC840 vai CIGREWG21.03 ieteiktajām procedūrām lauka testa mērķis nav pārbaudīt kabeļu ražošanas kvalitāti vai kabeļu piederumu ražošanas kvalitāti, kas apstiprināta tipa pārbaudē un rūpnīcas testā.
Lauka pabeigšanas akcepta testa mērķis ir pārbaudīt, vai kabeļu ieguldīšana un piederumi ir uzstādīti pareizi.
Transportēšanas, pārvietošanas, uzglabāšanas, ieguldīšanas un aizbēršanas procesā kabeļiem var rasties nejauši bojājumi.
Pārbaudes metode ir saskaņā ar IEC229 kabelim, kura ārējā apvalka biezums ir lielāks vai vienāds ar 2,5 mm, starp kabeļa vairogu un zemi tiek izmantots 10kV līdzstrāva un spriegums iztur 1 minūti.
IEC iesaka divas kabeļu galvenās izolācijas sprieguma pretestības testa metodes:
līdzstrāvas spriegums: 3U015 minūtes;
Maiņstrāvas spriegums: U05 minūtes.
Tradicionālajai līdzstrāvas sprieguma pretestības metodei ir vieglas svara, labas mobilitātes un testēšanas aprīkojuma zemas jaudas priekšrocības, un tā labi ietekmē eļļas papīra izolēta kabeļa uzklāšanu. Tomēr attiecībā uz XLPE kabeli ir pierādīts, ka nav piemērots izmantot līdzstrāvas sprieguma pretestības metodi gan teorijā, gan praksē.
LV 18.0.1. pantā ir noteikti augstsprieguma kabeļu testa elementi:
1. Izmērīt izolācijas pretestību;
līdzstrāva iztur sprieguma testu un noplūdes strāvas mērījumus;
maiņstrāvas spiediena pārbaude; 3.
4. Izmērīt metāla aizsargslāņa pretestību un vadītāja pretestības attiecību;
5. Pārbaudiet fāzi abos kabeļa ķēdes galos;
6. Izolācijas eļļas tests ar eļļu pildītiem kabeļiem;
7. Šķērsslēgšanas sistēmas tests.
Nav vajadzīga testa pozīcija, lai valsts standartā noteiktu kabeļu oderes un ārējā apvalka ieplūdes ūdeni. Tagad pārbaude un spriedums tiek apspriesti šādi:
1. Tā kā valsts standarta noteikumi nevar noteikt, vai kabeļa ārējā apvalka apšuvums ir applūdis, provinču pievienotie testa elementi ietver:
1.1. Izmantojiet vara pārklājuma pretestību un vadītāja pretestības attiecību, lai spriestu.
Procedūra paredzēta vara vairoga un vadītāja līdzstrāvas pretestības mērei tajā pašā temperatūrā, izmantojot divsienu tiltu.
Kad pašreizējā slāņa attiecība pret pēdējo palielinās, tas norāda, ka vara vairoga līdzstrāvas pretestība palielinās un vara vairogs var korodēt.
Ja šī attiecība tiek samazināta, salīdzinot ar pirms ekspluatācijā laišanas ekspluatācijā, tas norāda, ka kontaktizturība pie vadītāja savienojuma punkta stiprinājumā, iespējams, palielināsies.
Parasti lauka eksperimentā tiek mērīta tērauda bruņu un aizsargizolācijas pretestības vērtība, un pretestības attiecību izmanto, lai spriestu, vai kabeļa ārējais apvalks un odere ir applūduši.
1.2. Izmantojiet megohmmetru, lai izmērītu izolācijas pretestības vērtību, lai spriestu.
Tās soļi, lai izmantotu 500 V megohmmetru izmērītā odere gumijas un plastmasas kabeļa ārējā apvalka izolācijas pretestības slāni, kad izolācijas pretestība ir mazāka par 0,5 omiem uz kilometru, pēc tam izmantojiet šādu metodi, lai turpinātu spriest, izolācijas pretestības mērīšanai tiek izmantots multimetrs, izmantojot galvaniskā akumulatora principu gumijas un plastmasas kabeļu metāla slāņa rezultātā. , bruņu slānis un pārklājuma materiāls ir varš, svins, dzelzs, cinks un alumīnijs utt., kad kabeļa iekšējā slāņa ārējais apvalks ūdenī, metāla elektrods, potenciāls + attiecīgi 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 V un 1,33 V, princips ir tāds, ka:
Kad gumijas un plastmasas kabeļa ārējais apvalks ir bojāts un kabelis tiek ņemts ūdens, gruntsūdeņi ir elektrolīts, un bruņu slāņa cinkotā tērauda sloksne radīs potenciālu -0,76V uz zemes.
Ja ārējais apvalks vai iekšējā odere ir bojāta un ūdens tiek ņemts ūdenī, kad izolācijas pretestība uz kilometru ir zemāka par 0,5 megaohmiem, multimetra pozitīvo un negatīvo skaitītāja pildspalvu izmanto, lai izmērītu bruņu izolācijas pretestību zemei vai bruņām pret vara aizsargslāni rotācijā. Šajā laikā galvaniskā šūna, kas veidojas mērījumu cilpā, ir savienota virknē ar sauso šūnu multimeterā.
Ja polaritātes kombinācija padara spriegumu pieskaitāmu, izmērītā pretestības vērtība ir maza.
Gluži pretēji, izmērītā pretestības vērtība ir lielāka.
Tāpēc, ja izolācijas pretestības vērtības, ko mēra abi iepriekš minētie, ir lielas, tas norāda, ka galvaniskā šūna ir izveidojusies, un var spriest, ka ārējais apvalks un oderes slānis ir bojāts un applūdis.
Piemēram, gumijas un plastmasas kabeļa apvalka bojājumi ir mitri, izmērītā pretestība ir attiecīgi 7 tūkstoši omu un 55 tūkstoši omu.
2, kabeļa sprieguma tests, valsts standarts līdzstrāvas spriegumam, maiņstrāvas sprieguma tests, bet vietējās provinces atbilstoši savai faktiskajai situācijai, lai izvēlētos vienu no tām, tagad to priekšrocības un trūkumi tiek salīdzināti šādi: XLPE kabelim nevajadzētu veikt līdzstrāvas sprieguma testu, bet jāveic maiņstrāvas sprieguma tests.
Līdzstrāvas sprieguma izturētais tests:
Saskaņā ar augstsprieguma testēšanas vispārējiem principiem testa sprieguma laukam, ko piemēro testa vienībai, jāsimulē augstsprieguma ierīces darbība.
Lai gan līdzstrāvas sprieguma tests ir ļoti efektīvs, lai atrastu defektus papīra izolētos kabeļos, tas ne vienmēr ir efektīvs XLPE izolētiem kabeļiem, un tam var būt negatīva ietekme, galvenokārt šādos aspektos:
2.1.1 XLPE kabeļa elektriskā lauka sadalījums maiņstrāvas un līdzstrāvas spriegumā ir atšķirīgs. XLPE izolācijas slānis ir izgatavots no polietilēna ar ķīmisku šķērssaistīšanos. Tā ir monolīta izolācijas struktūra, un tās dielektriskā konstante ir 2,1-2,3, ko mazāk ietekmē temperatūras izmaiņas.
Maiņstrāvas spriegumā elektrisko lauka sadalījumu XLPE kabeļa izolācijas slānī nosaka katras barotnes dielektriskā konstante, tas ir, elektriskā lauka intensitāte ir apgriezti proporcionāla dielektriskajā konstantei, un šis sadalījums ir relatīvi stabils.
Zem līdzstrāvu sprieguma elektriskā lauka sadalījumu izolācijas slānī nosaka materiāla tilpuma pretestība un sadala tiešā proporcijā, savukārt izolācijas pretestības sadalījuma koeficients nav viendabīgs.
Īpaši kabeļu spailes galvā, savienotāja kārbā un citos kabeļu aksesuāros maiņstrāvas elektriskā lauka intensitātes un līdzstrāvas elektriskā lauka intensitātes sadalījuma sadalījums ir pilnīgi atšķirīgs, un izolācijas novecošanās mehānisms maiņstrāvas spriegumā un līdzstrāvas spriegumā ir atšķirīgs.
Tāpēc līdzstrāva iztur sprieguma testu nevar simulēt XLPE kabeļa darbības stāvokli.
2.1.2 XLPE kabelis radīs "uzkrāšanās" efektu zem līdzstrāvas sprieguma, lai uzglabātu uzkrāto unipolāro atlikušo lādiņu.
Paiet ilgs laiks, līdz šis atlikušais lādiņš tiek atbrīvots no līdzstrāvas radītās uzlādes uzkrāšanās, izturot sprieguma testu.
Ja kabelis tiek nodots ekspluatācijā pirms līdzstrāvas atlikuma uzlādes pilnīgas atbrīvošanas, līdzstrāvas atlikušais spriegums tiks pārsniegts uz maksimālās jaudas frekvences sprieguma, padarot kabeļa sprieguma vērtību virs nominālā sprieguma ekspluatācijas apstākļos, kas paātrinās izolācijas novecošanos un saīsinās kabeļa kalpošanas laiku vai pat izolācijas bojājumu.
2.1.3 Viena no XLPE kabeļa liktenīgajām vājībām ir tā, ka izolācijā ir viegli ģenerēt ūdens zarus. Ūdens atzari ātri pārvērsīsies par elektriskajiem zariem zem līdzstrāvas sprieguma un veidos izlādi, kas paātrina izolācijas pasliktināšanos un noved pie strāvas frekvences sprieguma bojājuma pēc darbības.
Tomēr ūdens atzars var uzturēt ievērojamu sprieguma pretestību uz laiku zem maiņstrāvas darba sprieguma.
2.1.4 Flashdown vai bojājums lauka DC HV testa laikā var kaitēt kabeļu un savienojumu normālai izolācijai.
Turklāt līdzstrāvas sprieguma tests nevar efektīvi atrast dažus bojājumus maiņstrāvas sprieguma iedarbībā, piemēram, kabeļa piederumos, izolācijā, ja ir mehāniski bojājumi vai stresa konusa nepareizi novietoti defekti.
Ja izolācija visdrīzāk sadalās zem maiņstrāvas sprieguma, tā bieži vien nespēj sadalīties zem līdzstrāvas sprieguma.
Izolācijas bojājums zem līdzstrāvas sprieguma parasti notiek vietā, kur izolācijas bojājums nenotiek maiņstrāvas darba apstākļos.
Maiņstrāvas spiediena tests:
Tā kā līdzstrāvas izturības tests nevar simulēt XLPE izolētā kabeļa darbības lauka izturību un nevar sasniegt vēlamo testa efektu, mēs uzskatām, ka jāizmanto maiņstrāvas augstsprieguma tests.
Tā kā kabeļa kapacitātes vērtība ir atšķirīga, mums vispirms pirms testa jāmēra strāvas kabeļa kapacitātes vērtība, jāaprēķina kapacitātes strāva zem testa sprieguma atbilstoši kapacitātes vērtībai, lai izvēlētos atbilstošu testa instrumentu.
2.2.1 Tiek saprasts, ka vairuma elektrostacijas kabeļu nominālais spriegums ir 6kV un lielākās daļas kabeļu garums ir mazāks par 1,5 km, tāpēc mēs varam pieņemt parasto maiņstrāvas spriegumu, kas iztur testa metodi.
Ja izmanto 50kV un 20kVA testa transformatoru, tā maksimālā izejas strāva ir 1000mA. Saskaņā ar I=2π Fuc, piemēram, ņemot 6kV kabeli, ar šo testa transformatoru testētā kabeļa maksimālā kapacitātes vērtība ir 265 NF (F =50Hz,U= 12kV).
2.2.2 Dažiem lieljaudas kabeļiem, piemēram, parastajam maiņstrāvas spriegumam izturot testa metodi, ir nepieciešami lieljaudas testa transformatori, un īpaši liela ir arī sprieguma regulatora un elektroapgādes jauda.
Vietne bieži ir grūti izdarīt, testa instrumentu transportēšana, bieži vien ir jāizmanto lielas automašīnas, celtņi utt., gan laikietilpīgi, gan darbietilpīgi.
Tāpēc atbilstoši konkrētai situācijai kabeļa sprieguma testa veikšanai izmantojam frekvences pārveidošanas testu, sēriju vai sēriju un paralēlās rezonanses metodi.
2.2.3 Īpaši zemas frekvences 0,1Hz sprieguma tests:
Saskaņā ar testa jaudu (formula S = WCUS2 =2∏ FUS2KVA, C kabeļa jauda saskaņā ar formulu, ASV - ir testa spriegums, F - jaudas frekvence, 50Hz Ķīnā), redzams, ka 0,1Hz maiņstrāvas spriegums un 50Hz spriegums, bijušajam ir nepieciešama jauda, kas līdzvērtīga 1/500 no pēdējās, tāpēc to var izmantot laukā bez problēmām, lai ražotu pārnēsājamas iekārtas.
Pašlaik šo metodi galvenokārt izmanto vidējā un zemsprieguma kabeļu testā.
Saskaņā ar lauka praksi, kad tiek veikts XLPE kabeļa sprieguma tests, testa spriegums var būt 1,5-1,8 reizes lielāks par 50Hz, ja tiek izmantots īpaši zems frekvences spriegums 0,1Hz. Kabeļa izolācijas defektus ir vieglāk atrast nekā līdzstrāvas spriegumu, un izolācijas defektus ir vieglāk atklāt un sadalīt nekā 50Hz maiņstrāvas spriegumu.
2.2.4 Frekvences pārveidošanas rezonējsprieguma tests:
Frekvences konversijas rezonēšanas testa sistēma var ne tikai izpildīt augstsprieguma XLPE kabeļa sprieguma pretestības prasības, bet tai ir arī vieglas svara un labas mobilitātes priekšrocības, tāpēc tā ir piemērota lauka testam.
Ierīce izmanto fiksētu reaktoru kā rezonējošu reaktoru, lai panāktu rezonansi frekvences modulācijas veidā. Frekvenču regulēšanas diapazons ir 30-300Hz, kas atbilst CIGREWG21.09 "Vadlīnijas augstsprieguma izspiesto izolēto kabeļu pabeigšanas testam" ieteiktais maiņstrāvas spriegums jaudas frekvencei un aptuvenai jaudas frekvencei (30 ~ 300Hz).
Maiņstrāvas spriegums var reproducēt tādu pašu lauka intensitāti kā darbības stāvoklis ar labu ekvivalenci, augstu efektivitāti, pārnēsājamām iekārtām un gandrīz neierobežotu parauga garumu.
Kopumā, ņemot vērā kabeļa lauka jaudas frekvences testa iekārtu mazo ietilpību un tilpumu, tās ir viegli pārnēsāt un ekspluatēt, un kabeļa defekti ir efektīvāki par parasto līdzstrāvas sprieguma pretestību, tāpēc būtu jāpieņem jaudas frekvences vai frekvences pārveidošanas rezonanses testa metode, lai veiktu kabeļa lauka pabeigšanas pieņemšanas testu.
Turklāt frekvences pārveidošanas rezonējoša ierīce var atbilst XLPE kabeļa nodošanas testa L10kV un 220kV un augstāk prasībām, tāpēc tiek ierosināts, ka pirmā izvēle ir frekvenču pārveidošanas rezonējošais spriegums.