Anotācija: Šis papīrs analizē līdzstrāvas trūkumus un problēmas, izturot sprieguma testu XLPE kabelim, un izvēlas frekvences pārveidošanas rezonanses ierīci maiņstrāvai izturēt sprieguma testu uz vietas, salīdzinot;
Atslēgas vārdi: augstsprieguma kabelis, līdzstrāva iztur sprieguma testu, AC iztur sprieguma testu
priekšvārds:
Elektrības kabeļus bieži izmanto kā elektrolīnijas spēkstacijām, apakšstacijām un rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumiem. Tos parasti izmanto arī, šķērsojot upes un dzelzceļus. Strāvas kabeli var izmantot kā pilsētas elektropārades un sadales līnijas un maģistrāles rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumos, lai samazinātu zemes izmantošanu un izdaiļotu vidi. Elektroenerģijas būvniecības attīstība tieši veicina valsts attīstību. Elektroenerģijas būvniecībā liela nozīme ir strāvas kabelim. To mīl elektroenerģijas lietotāji, jo tam ir neliela ārējā klimata ietekme, slēpšana, izturība, augsta izolācijas veiktspēja, laba ūdensnecaurlaidīga un skābju necaurlaidīga veiktspēja, spēcīga stiepes un kompresijas izturība. Tomēr lietošanas procesā ir viegli būt dažiem defektiem, piemēram, mehāniskiem bojājumiem, svina iepakojuma korozijai un pārmērīgai korozijai Karstuma novecošanās utt. Tāpēc, lai nodrošinātu normālu elektrosistēmas darbību, strāvas kabelis ir jāpārbauda attiecībā uz slēptiem defektiem, veicot parasto preventīvo testu.
Saskaņā ar iec840 vai cigrewg21.03 lauka testa mērķis nav pārbaudīt kabeļu vai kabeļu piederumu ražošanas kvalitāti, kas ir apstiprināta tipa pārbaudē un rūpnīcas testā. Vietas pabeigšanas testa mērķis ir pārbaudīt, vai kabeļu ieguldīšanas un piederumu uzstādīšana ir pareiza. Kabelis var tikt nejauši bojāts transportēšanas, pārvietošanas, uzglabāšanas, ieklāšanas un aizbēršanas procesā. Saskaņā ar iec229, kabeļiem ar ārējā apvalka biezumu 2,5 mm vai vairāk 10kV līdzstrāvas spriegums tiek piemērots starp kabeļa vairogu un zemi 1 minūti. Lai izturētu kabeļa galvenās izolācijas sprieguma testu, IEC iesaka divas metodes:
Līdzstrāvas spriegums: 3u015min; MAiņstrāvas spriegums: u05min.
Tradicionālajai līdzstrāvas iztur sprieguma testa iekārtai ir vieglas svara, labas mobilitātes un zemas jaudas priekšrocības. Tam ir labs pielietojuma efekts eļļas papīra izolētam kabelim, bet XLPE kabelim ir pierādīts, ka DC iztur sprieguma metodi nav piemērota teorētiski un praksē.
Augstsprieguma kabeļa testa elementi, kas norādīti valsts standarta 18.0.1. punktā, ir šādi:
1. Izmēriet izolācijas pretestību;
2. Līdzstrāva iztur sprieguma testu un noplūdes strāvas mērījumus;
3. Maiņstrāva iztur sprieguma testu;
4. Izmērīt metāla vairoga un vadītāja pretestības attiecību;
5. Pārbaudiet fāzi abos kabeļu līnijas galos;
6. Ar eļļu pildīta kabeļa izolācijas eļļas tests;
7. Šķērssavienojuma sistēmas tests.
Valsts standartā nav testējamās vielas, kas noteiktu ūdens iekļūšanu kabeļa iekšējā apšuvā un ārējā apvalkā
1. Tā kā nav iespējams noteikt, vai kabeļa ārējā apvalka iekšējā slānī ir ūdens saskaņā ar valsts standartu, papildu testa elementi katrā provincē ir šādi:
1.1. Vērtē pēc vara pārsega pretestības attiecības pret vadītāja pretestību. Solis ir izmērīt vara vairoga un vadītāja līdzstrāvas pretestību vienā temperatūrā ar dubultsienu tiltu. Ja pirmā attiecība pret pēdējo ir augstāka nekā pirms ekspluatācijas, tā norāda, ka vara vairoga slāņa līdzstrāvas pretestība palielinās un vara vairogs var būt korodēts; ja attiecība ir zemāka nekā pirms darbības, tas norāda, ka vadītāja savienojuma punkta kontaktizturība papildierīcē var palielināties. Parasti lauka testā mēra tērauda bruņu un vairoga izolācijas pretestības vērtību, un pretestības attiecību izmanto, lai spriestu, vai kabeļa ārējais apvalks un iekšējais uzliku ir applūdis.
1.2. Lai izmērītu izolācijas pretestību, izmantojiet megohmemetru. Soļi ir šādi: izmantojiet 500V megohmmetru, lai izmērītu gumijas un plastmasas kabeļa iekšējā apvalka izolācijas pretestību. Ja izolācijas pretestība uz kilometru ir mazāka par 0,5 megohm, izmantojiet šādas metodes, lai turpinātu spriest. Izmantojiet multimetru, lai izmērītu izolācijas pretestību. Saskaņā ar primārā akumulatora principu gumijas un plastmasas kabeļa metāla slānis, bruņu slānis un pārklājuma materiāli ir varš, svins, dzelzs, cinks un alumīnijs Šo metālu elektrods un potenciāls ir + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v un -1,33v attiecīgi pēc ūdens iekļūšanas gumijas plastmasas kabeļa ārējā apvalka iekšējā slānī. Princips ir tāds, ka tad, kad gumijas plastmasas kabeļa ārējais apvalks ir bojāts un ūdens nonāk iekšējā slānī, uz bruņu slāņa cinkotā tērauda sloksnes radīsies -0,76v potenciāls zemē, jo gruntsūdeņi ir elektrolīts. Kad ārējais apvalks vai iekšējais ieliktnis ir bojāts un ūdens iekļūst, kad izolācijas pretestība uz kilometru ir zemāka par 0,5 megohm, izmantojiet multimetra pozitīvās un negatīvās zondes, lai pārmaiņus izmērītu bruņu slāņa izolācijas pretestību zemei vai bruņu slānim pret vara aizsargslāni. Šajā laikā primārais akumulators, kas veidojas mērījumu ķēdē, ir savienots virknē ar sauso akumulatoru multimetram. Ja polaritātes kombinācija padara spriegumu pieskaitāmu, izmērītā pretestības vērtība ir mazāka; gluži pretēji, izmērītā pretestības vērtība ir lielāka. Tāpēc, ja atšķirība starp iepriekš minētajām divām izmērītajām izolācijas pretestības vērtībām ir liela, tas norāda, ka primārais akumulators ir izveidojies, un var spriest, ka ārējais apvalks un iekšējā odere ir bojāta.
Piemēram, pēc gumijas un plastmasas kabeļa apvalka bojāšanas un slāpēšanas izmērītās pretestības ir attiecīgi 7 Ka moss un 55 Ka muša.
2. Lai spriegums izturētu kabeļu testu, valsts standarts nosaka, ka līdzstrāvas spriegums iztur testu un maiņstrāvas sprieguma iztur tests, bet vietējās provinces izvēlas vienu no tām atbilstoši savai faktiskajai situācijai. Tagad to priekšrocības un trūkumi tiek salīdzināti šādi: XLPE kabeļi nedrīkst būt pakļauti līdzstrāvas sprieguma testam, bet tiem jābūt pakļautiem maiņstrāvas sprieguma testam.
Līdzstrāvas sprieguma tests:
Augstsprieguma testa vispārējs princips ir tāds, ka testa sprieguma laukam, ko piemēro testētajam objektam, jāsimulē augstsprieguma aparāta darbības stāvoklis. Līdzstrāvas sprieguma tests ir ļoti efektīvs, lai atrastu papīra izolētu kabeļu defektus, bet tas var nebūt efektīvs XLPE izolētiem kabeļiem, un tam var būt arī 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, izmantojot ķīmisku šķērssaišu, kas pieder pie integrētas izolācijas struktūras, un tā 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 tiek sadalīta apgrieztā proporcijā pret dielektrisko konstanti, kas ir relatīvi stabila. Zem līdzstrāvas sprieguma elektrisko lauka sadalījumu izolācijas slānī nosaka materiāla tilpuma pretestība, un tas tiek sadalīts pozitīvā proporcijā, un izolācijas pretestības sadalījuma koeficients nav vienāds. Jo īpaši maiņstrāvas elektriskā lauka intensitātes sadalījums kabeļu piederumos, piemēram, kabeļu terminālī un sadales kārbā, ir pilnīgi atšķirīgs no līdzstrāvas elektriskā lauka izturības, un izolācijas novecošanās mehānisms maiņstrāvas spriegumā atšķiras no līdzstrāvas sprieguma. Tāpēc līdzstrāvas izturēt sprieguma testu nevar simulēt XLPE kabeļa darbības stāvokli.
2.1.2 XLPE kabelis radīs "uzkrāšanās" efektu zem līdzstrāvas sprieguma, lai uzglabātu un uzkrātu vienpolāru atlikušo lādiņu. Ir nepieciešams ilgs laiks, lai atbrīvotu atlikušo lādiņu, jo lādiņa uzkrāšanās līdzstrāvas laikā iztur sprieguma testu. Ja kabelis tiek nodots ekspluatācijā pirms līdzstrāvas atlikuma uzlādes pilnīgas atbrīvošanas, līdzstrāvas atlikušais spriegums tiks pārsniegts uz maksimālās jaudas frekvences sprieguma vērtības, padarot kabeļa sprieguma vērtību virs nominālā sprieguma ekspluatācijas apstākļos, kas paātrinās izolācijas novecošanos, saīsinās kabeļa kalpošanas laiku un pat novedīs pie izolācijas bojājuma.
2.1.3 fatāls XLPE kabeļa vājums ir tas, ka ūdens zari ir viegli veidojami izolācijā. Saskaņā ar līdzstrāvas spriegumu ūdens atzarojums ātri pāries elektriskajos atzaros un veidos izlādi, kas paātrina izolācijas pasliktināšanos un izraisa strāvas frekvences sprieguma bojājumu. Tomēr tīra ūdens atzars var uzturēt ievērojamu sprieguma vērtību zem maiņstrāvas darba sprieguma uz laiku.
2.1.4 Mirgošana vai bojājums līdzstrāvas augstsprieguma testa laikā uz vietas var kaitēt normālai kabeļu un savienojumu izolācijai. Turklāt līdzstrāvas izturēt sprieguma testu nevar efektīvi atrast dažus bojājumus zem maiņstrāvas sprieguma, piemēram, mehāniskus bojājumus vai nepareizi novietotu sprieguma konusu kabeļu piederumos. Vieta, kur izolācija ir visvairāk pakļauta bojājumam zem maiņstrāvas sprieguma, bieži vien nespēj bojāties zem līdzstrāvas sprieguma. Zem līdzstrāvas sprieguma izolācijas bojājums bieži notiek vietā, kur izolācija parasti nesalūst maiņstrāvas darba apstākļos.
2.2 Maiņstrāva iztur sprieguma testu:
Tā kā līdzstrāvas izturības tests nevar simulēt XLPE izolētā kabeļa darbības lauka izturību un nevar sasniegt paredzamo testa efektu, mēs apsveram iespēju izmantot maiņstrāvas augstsprieguma testu. Sakarā ar dažādām kabeļu kapacitātes vērtībām mums vispirms pirms testa jāmēra strāvas kabeļa kapacitātes vērtība un jāaprēķina kapacitīvā strāva zem testa sprieguma atbilstoši kapacitātes vērtībai, lai izvēlētos atbilstošu testa instrumentu.
2.2.1 tiek saprasts, ka kabeļu nominālais spriegums lielākajā daļā elektrostaciju ir 6kV, un garums lielākoties ir 1,5 km robežās, tāpēc mēs varam pieņemt parasto maiņstrāvas sprieguma testa metodi. Ja izmanto 50kV, 20KVA testa transformatoru, tā maksimālā izejas strāva ir 1000mA. Saskaņā ar I = 2 π fuc, piemēram, ņemot 6kV kabeli, maksimālā kabeļa kapacitāte, ko var testēt ar šo testa transformatoru, ir 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 dažiem lielas ietilpības kabeļiem, ja tiek pieņemta parastā maiņstrāvas testa metode, ir nepieciešams lielas jaudas testa transformators un ir nepieciešama arī sprieguma regulatora un barošanas jauda. Bieži vien ir grūti izdarīt uz vietas, un ir laikietilpīgi un darbietilpīgi transportēt un novietot testa instrumentus, izmantojot lielus transportlīdzekļus un celtņus. Tāpēc mēs izmantojam frekvences pārveidošanas testu, sēriju vai sēriju paralēlās rezonanses metodi, lai veiktu kabeļa sprieguma testu atbilstoši konkrētai situācijai.
2.2.3 īpaši zemas frekvences 0,1Hz iztur sprieguma testu:
Saskaņā ar testa jaudu (formula s = wcus2 = 2 Π fus2kva, kur C testa kabeļa kapacitāte, ASV – testa spriegums, f-jaudas frekvence, Ķīnas 50 Hz), redzams, ka, salīdzinot ar 50 Hz spriegumu, 0,1 Hz maiņstrāvas spriegumam ir nepieciešams 1 / 500 no tā jaudas, lai tas varētu ražot pārnēsājamas iekārtas lietošanai uz vietas bez jebkādām problēmām. Pašlaik šo metodi galvenokārt izmanto vidējā un zemsprieguma kabeļu testā.
Lauka prakse parāda, ka XLPE kabeļa ar 0,1 Hz īpaši zemu frekvenču spriegumu sprieguma tests var būt 1,5-1,8 reizes no 50 Hz sprieguma, kas ir vieglāk atrast kabeļa izolācijas defektus nekā līdzstrāva iztur spriegumu, un vieglāk pakļaut izolācijas defektus, kas pārsniedz 50 Hz maiņstrāvas spriegumu.
2.2.4. mainīgas frekvences rezonanse iztur sprieguma testu:
Frekvences pārveidošanas rezonanses testa sistēma var ne tikai izpildīt augstsprieguma XLPE kabeļa prasības, bet tai ir arī vieglas svara un labas mobilitātes priekšrocības, kas ir piemērotas lauka testam. Fiksēto reaktoru izmanto kā rezonanses reaktoru, lai realizētu rezonansi ar frekvences modulāciju. Frekvenču diapazons ir 30-300hz, kas atbilst cigrewg21.09 "ieteicams ceļvedis augstsprieguma ekstrudētu izolētu kabeļu pabeigšanai". Ieteicams izmantot jaudas frekvences maiņstrāvas spriegumu un aptuveno jaudas frekvenci (30-300hz). Šāda veida maiņstrāvas spriegums var reproducēt tādu pašu lauka izturību kā ekspluatācijas apstākļos. Tam ir labas ekvivalences, augstas efektivitātes, gaismas aprīkojuma un gandrīz neierobežota parauga garuma priekšrocības.
Kopumā, ņemot vērā kabeļa vietā esošo jaudas frekvences testa iekārtu nelielo ietilpību un tilpumu, tās ir viegli pārnēsāt un ekspluatēt, efektīvāk ir atrast kabeļa defektus nekā parastā līdzstrāva iztur spriegumu, tāpēc kabeļa vietas pabeigšanas pieņemšanas testā jāizmanto jaudas frekvences vai frekvences pārveidošanas rezonanses testa metode. Turklāt frekvences pārveidošanas rezonanses ierīce var atbilst šķērssaista polietilēna kabeļa nodošanas testa prasībām 10kV un 220kV un augstāk, tāpēc ieteicams, lai frekvences pārveidošanas rezonanse izturētu spriegumu.