Sammanfattning: Detta papper analyserar bristerna och problemen med likspänningstest på XLPE-kabeln. Fältets växelströmsspänningstest utförs genom att jämföra frekvensomvandlingsresonansanordningen.
Nyckelord: högspänningskabel, DC-motståndsspänningstest, AC-motståndsspänningstest
Förord:
Kraftkablar används ofta som kraftledningar för kraftverk, transformatorstationer och industri- och gruvföretag samt för att korsa floder och järnvägar.
Kraftkabel som används som stadsöverförings- och distributionsledningar och industri- och gruvföretag inom huvudledningen kan uppta mindre mark, försköna miljön.
Utvecklingen av elkraftkonstruktion ledde direkt till landets utveckling, kraftkabel i kraftkonstruktionen spelar en viktig roll, den påverkas av yttre klimat, döljande, hållbar, hög isolering, vattentät och syra kan bra, stark drag, kompressiv, och en elkraft som användare älskar, men i användning är det lätt att se något fel, såsom mekanisk skada, blykorrosion, värmeåldring etc.
Så strömkabeln måste kontrollera sitt dolda fel genom sitt rutin förebyggande test för att säkerställa att kraftsystemet fungerar normalt.
Enligt IEC840 eller CIGREWG21.03 rekommenderade procedurer är syftet med fältprovet inte att testa kvaliteten på kabeltillverkningen eller kabeltillbehörets tillverkningskvalitet, vilket har bekräftats i typtestet och fabrikstestet.
Syftet med testet för godkännande av fältet är att kontrollera om kabelläggningen och tillbehören är korrekt installerade.
Oavsiktliga skador kan uppstå på kablarna under transport, hantering, lagring, läggning och återfyllning.
Inspektionsmetoden är enligt IEC229, för kabeln vars yttre manteltjocklek är större än eller lika med 2,5 mm, appliceras 10 kV DC mellan kabelskärmen och marken och spänningen tål i 1 minut.
IEC rekommenderar två metoder för test av spänningsmotstånd av kabelns huvudisolering:
DC-motståndsspänning: 3U015 minuter;
AC-motståndsspänning: U05 minuter.
Den traditionella likspänningsmotståndsmetoden har fördelarna med låg vikt, god rörlighet och låg kapacitet hos testutrustningen, och den har en bra effekt på appliceringen av oljepappersisolerad kabel. För XLPE-kabel har det dock bevisats att det inte är lämpligt att använda likspänningsmotståndsmetoden i både teori och praktik.
I artikel 18.0.1 anges högspänningskabelprovsposterna:
1. Mät isolationsmotståndet;
DC-motståndsspänningstest och mätning av läckström;
AC trycktest; 3.
4. Mät motståndet för metallskärmskiktet och ledarens motståndsförhållande;
5. Kontrollera fasen i båda ändarna av kabelkretsen;
6. Isolationsoljetest för oljefyllda kablar;
7. Korsanslutningssystemtest.
Det krävs ingen testartikel för att detektera inloppsvattnet i kabelbeklädnaden och yttermanteln i den nationella standarden. Nu diskuteras testet och bedömningen enligt följande:
1. Eftersom bestämmelserna i den nationella standarden inte kan detektera om kabelns yttre mantels foderlager är översvämmat, inkluderar de testartiklar som läggs till av provinserna:
1.1. Använd motståndet hos kopparbeläggningen och ledarens motståndsförhållande för att bedöma.
Förfarandet är att mäta kopparskärmens och ledarens likströmsmotstånd vid samma temperatur med en dubbelväggig brygga.
När förhållandet mellan det aktuella skiktet och det senare ökar indikerar det att kopparsköldens likströmsmotstånd ökar och kopparskölden kan korroderas.
När detta förhållande reduceras jämfört med före idrifttagning, indikerar det att kontaktmotståndet vid ledarens anslutningspunkt i redskapet sannolikt kommer att öka.
Generellt i fältförsöket mäts motståndsvärdet för stålskydd och skärmisolering och motståndsförhållandet används för att bedöma om kabelns yttre hölje och foder är översvämmade.
1.2. Använd megohmmeter för att mäta isolationsmotståndsvärde för att bedöma.
Dess steg för att använda 500 V megohmmeter uppmätt fodergummi och plastkabel yttre mantelskikt av isolationsmotstånd, när isolationsmotståndet är mindre än 0,5 ohm per kilometer, använd sedan följande metod för att ytterligare bedöma, en multimeter används för att mäta isolationsmotståndet , med hjälp av galvaniskt batteriprincip, som ett resultat av gummi- och plastkabelmetallskiktet, är det pansrade skiktet och beläggningsmaterialet koppar, bly, järn, zink och aluminium etc., när kabelns yttre hölje i vatten , metallelektroden, potentialen + respektive 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 V och 1,33 V, principen är att,
När den yttre manteln på gummi- och plastkabeln skadas och vatten tas in i kabeln, är grundvattnet en elektrolyt och det galvaniserade stålbandet i det pansarlagret ger en potential på -0,76V till marken.
När det yttre höljet eller innerfodret är skadat och vattnet tas i vattnet, när isolationsmotståndet per kilometer är lägre än 0,5 megaohm, används den positiva och negativa mätaren på multimetern för att mäta rustningens isolationsmotstånd mot marken eller rustningen till kopparskyddsskiktet i rotation. Vid denna tidpunkt är den galvaniska cellen som bildas i mätningsslingan ansluten i serie med den torra cellen i multimetern.
När polaritetskombinationen gör att spänningen ökar är det uppmätta motståndsvärdet litet.
Tvärtom är det uppmätta motståndsvärdet större.
Därför, när isolationsmotståndsvärdena som mäts av de två ovan är stora, indikerar det att den galvaniska cellen har bildats och det kan bedömas att det yttre höljet och foderskiktet har skadats och översvämmat.
Till exempel skadar en gummi- och plastkabelhölje fuktigt, uppmätt motstånd på 7000 ohm respektive 55 tusen ohm.
2, kabelspänningstest, den nationella standarden för likspänning, växelspänningstest, men de lokala provinserna enligt sin egen faktiska situation för att välja en av dem, nu jämförs fördelarna och nackdelarna med de två enligt följande: XLPE-kabel bör inte gör likspänningstest, men bör göra växelspänningstest.
2.1 DC-spänningstålighetstest:
Som en allmän princip för högspänningstestning bör testspänningsfältet som appliceras på testartikeln simulera högspänningsapparatens funktion.
Även om DC-resistansspänningstest är mycket effektivt för att hitta fel i pappersisolerade kablar, är det inte nödvändigtvis effektivt för XLPE-isolerade kablar och kan ha negativa effekter, främst i följande aspekter:
2.1.1 Den elektriska fältfördelningen för XLPE-kabeln skiljer sig från AC- och DC-spänning. XLPE-isoleringsskiktet är tillverkat av polyeten genom kemisk tvärbindning. Det är en monolitisk isoleringsstruktur och dess dielektriska konstant är 2,1--2,3, vilket påverkas mindre av temperaturförändringar.
Under växelspänning bestäms den elektriska fältfördelningen i XLPE-kabelns isoleringsskikt av den dielektriska konstanten för varje medium, det vill säga den elektriska fältintensiteten är omvänt proportionell mot den dielektriska konstanten, och denna fördelning är relativt stabil.
Under likströmsspänningen bestäms den elektriska fältfördelningen i isoleringsskiktet av materialets volymresistivitet och fördelas i direkt proportion, medan isolationsmotståndets fördelningskoefficient inte är enhetlig.
Speciellt i kabelanslutningshuvudet, anslutningsboxen och andra kabeltillbehör är fördelningen av växelströmsfältintensitet och likströmsfältintensitetsfördelning helt annorlunda och åldringsmekanismen för isolering under växelspänning och likspänning är annorlunda.
Därför kan DC-resistansspänningstest inte simulera XLPE-kabelns körförhållande.
2.1.2 XLPE-kabel producerar" ackumulering" effekt under likspänning för att lagra ackumulerad unipolär restladdning.
Det tar lång tid innan denna restladdning frigörs från laddningsackumuleringen orsakad av DC-motståndsspänningstestet.
Om kabeln tas i bruk innan DC-restladdningen släpps helt, kommer DC-restspänningen att läggas på toppeffektfrekvensspänningen, vilket gör att spänningsvärdet på kabeln överstiger märkspänningen under driftsförhållanden, vilket kommer att påskynda isoleringens åldrande och förkorta kabelns livslängd eller till och med isoleringsavbrott.
2.1.3 En av de allvarliga svagheterna med XLPE-kabeln är att det är lätt att generera vattengrenar i isoleringen. Vattengrenarna förvandlas snabbt till elektriska grenar under likspänning och bildar urladdning, vilket accelererar isoleringens försämring och leder till nedbrytning under effektfrekvensspänning efter drift.
Vattengrenen kan emellertid bibehålla en avsevärd spänningsmotstånd under en tidsperiod under växelspänning.
2.1.4 Nedbrytning eller haveri under fältet DC HV-test kan skada den normala isoleringen av kablar och fogar.
Dessutom kan DC-motståndsspänningstestet inte effektivt hitta några fel under växelströmsspänningen, till exempel i kabeltillbehör, isolering om det finns mekaniska skador eller fel på spänningskonen.
Där isolering troligtvis går sönder under växelspänning, kan den ofta inte brytas ned under likspänning.
Isolationsnedbrottet under likspänning inträffar vanligtvis på den plats där isoleringsavbrottet inte sker under växelströmsförhållanden.
2.2 AC-trycktest:
Eftersom testet för likströmsmotståndsspänning inte kan simulera XLPE-isolerad kabelns arbetsfältstyrka och inte kan uppnå önskad testeffekt, anser vi att man använder AC högspänningstest.
Eftersom kabelns kapacitansvärde är annorlunda bör vi först mäta strömkabelns kapacitansvärde före testet, beräkna kapacitansströmmen under testspänningen enligt kapacitansvärdet för att välja lämpligt testinstrument.
2.2.1 Det är underförstått att märkspänningen för de flesta kraftverkskablar är 6kV och längden på de flesta kablar är mindre än 1,5 km, så vi kan anta den konventionella testmetoden för växelströmsspänning.
Om en testtransformator på 50kV och 20kVA används är dess maximala utström 1000mA. Enligt I=2π Fuc, med 6kV-kabel som ett exempel, är det maximala kapacitansvärdet för den testade kabeln av denna testtransformator 265NF (F=50Hz, U=12kV).
2.2.2 För vissa kablar med stor kapacitet, såsom den konventionella testmetoden för växelströmsspänning, krävs testtransformatorer med stor kapacitet och kapaciteten för spänningsregulator och strömförsörjning är också särskilt stor.
Webbplatsen är ofta svår att göra, transport av testinstrument behöver ofta använda stora bilar, kranar etc., både tidskrävande och mödosamma.
Enligt den specifika situationen använder vi därför frekvensomvandlingstest, serie eller serie och parallellresonansmetod för att utföra kabelspänningstestet.
2.2.3 Ultralåg frekvens 0,1 Hz spänningstest:
Enligt testkapaciteten (formel S=WCUS2=2∏ FUS2KVA, C-kabelkapacitet under formeln, USA - är testspänningen, F - effektfrekvens, 50Hz i Kina), kan man se att 0,1 Hz växelspänning och 50Hz spänning, den förstnämnda behöver effekt motsvarande 1/500 av den senare, därför kan den användas i fält utan problem för att producera bärbar utrustning.
För närvarande används denna metod främst vid test av medel- och lågspänningskablar.
Enligt fältpraxis kan testspänningen vara 1,5-1,8 gånger högre än den för 50Hz när ultralåga frekvensspänningen på 0,1Hz används när spänningen motstår test av XLPE-kabeln. Det är lättare att hitta kabelisoleringsfel än likspänningen, och det är lättare att exponera och bryta ner isolationsfel än 50 Hz växelspänning.
2.2.4 Resonansspänningstest för frekvensomvandling:
Frekvensomvandlingsresonant testsystemet kan inte bara uppfylla spänningsmotståndskraven för högspännings XLPE-kabel utan har också fördelarna med låg vikt och god rörlighet, så det är lämpligt för fälttest.
Enheten använder en fast reaktor som en resonansreaktor för att uppnå resonans i form av frekvensmodulering. Frekvensjusteringsområdet är 30-300Hz, vilket är i linje med växelspänningen för effektfrekvensen och den ungefärliga effektfrekvensen (30 ~ 300Hz) som rekommenderas i CIGREWG21.09" Riktlinjer för slutförandeprov av högspänningsutsatta isolerade kablar" ;.
Växelspänningen kan reproducera samma fältintensitet som driftstillståndet, med god ekvivalens, hög effektivitet, bärbar utrustning och nästan obegränsad längd på provet.
Sammanfattningsvis, med tanke på den lilla kapaciteten och volymen hos kabelutrustningens frekvenstestutrustning, lätt att bära och använda, och kabeldefekterna är mer effektiva än det konventionella likspänningsmotståndet, så testmetoden för effektfrekvens eller frekvensomvandling bör antas för att utföra godkännandetestet för kabelfältet.
Dessutom kan frekvensomvandlingsresonansanordning uppfylla kraven i XLPE-kabelöverlämningstest på L10kV och 220kV och högre, så det föreslås att motståndskraft för frekvensomvandlingsresonansspänning ska vara det första valet.