Abstract: Questo documento analizza le carenze e i problemi del test di resistere alla tensione CC sul cavo XLPE. Il test di tensione CA sul campo viene eseguito confrontando il dispositivo risonante di conversione della frequenza.
Parole chiave: cavo ad alta tensione, test di tensione di resistere CC, test di tensione di resistere ca
Prefazione:
I cavi di alimentazione sono comunemente usati come linee elettriche per centrali elettriche, sottostazioni e imprese industriali e minerarie, nonché per attraversare fiumi e ferrovie.
Il cavo di alimentazione utilizzato come linee urbane di trasmissione e distribuzione e le imprese industriali e minerarie all'interno della linea principale possono occupare meno terra, abbellire l'ambiente.
Lo sviluppo della costruzione di energia elettrica ha portato direttamente allo sviluppo del paese, il cavo di alimentazione nella costruzione dell'energia gioca un ruolo importante, è per l'influenzato dal clima esterno, occultamento, durevole, alto isolamento, impermeabile e acido può buona, forte trazione, compressione, e un processo di alimentazione elettrica che gli utenti amano, ma nel processo di utilizzo è facile apparire qualche guasto, come danni meccanici , corrosione del piombo, invecchiamento termico, ecc.
Quindi il cavo di alimentazione deve controllare il suo guasto nascosto con il suo test preventivo di routine per garantire il normale funzionamento del sistema di alimentazione.
Secondo le procedure consigliate IEC840 o CIGREWG21.03, lo scopo del test sul campo non è quello di testare la qualità di produzione dei cavi o la qualità di produzione degli accessori per cavi, che è stata confermata nel test di tipo e nel test di fabbrica.
Lo scopo del test di accettazione del completamento del campo è verificare se la posa del cavo e gli accessori sono installati correttamente.
Possono verificarsi danni accidentali ai cavi nel processo di trasporto, movimentazione, stoccaggio, posa e riempimento.
Il metodo di ispezione è secondo IEC229, per il cavo il cui spessore esterno della tostatura è maggiore o uguale a 2,5 mm, 10kV DC viene applicato tra lo scudo del cavo e il terreno e la tensione resiste per 1 minuto.
IEC raccomanda due metodi per la prova di resistenza alla tensione dell'isolamento principale del cavo:
Tensione di resistono CC: 3U015 minuti;
Tensione di resistono ca: U05 minuti.
Il tradizionale metodo di resistenza alla tensione CC ha i vantaggi di leggerezza, buona mobilità e bassa capacità dell'apparecchiatura di prova e ha un buon effetto sull'applicazione di cavi isolati con carta olio. Tuttavia, per il cavo XLPE, è stato dimostrato che non è adatto ad adottare il metodo di resistenza alla tensione CC sia in teoria che in pratica.
L'articolo 18.0.1 gb stabilisce gli elementi di prova dei cavi ad alta tensione:
1. Misurare la resistenza all'isolamento;
CC resiste alla misurazione della tensione e della corrente di perdita;
Prova di pressione CA; 3.
4. Misurare la resistenza dello strato di schermatura metallica e il rapporto di resistenza del conduttore;
5. Controllare la fase ad entrambe le estremità del circuito del cavo;
6. Prova dell'olio isolante per cavi riempiti d'olio;
7. Test del sistema di connessione incrociata.
Non è richiesto alcun elemento di prova per rilevare l'acqua di ingresso del rivestimento dei cavi e della fodera esterna nella norma nazionale. Ora la prova e il giudizio sono discussi come segue:
1. Poiché le disposizioni della norma nazionale non sono in grado di rilevare se lo strato di rivestimento della fodera esterna del cavo è allagato, gli elementi di prova aggiunti dalle province includono:
1.1. Utilizzare la resistenza del rivestimento in rame e il rapporto di resistenza del conduttore a giudicare.
La procedura è misurare la resistenza CC dello scudo e del conduttore in rame alla stessa temperatura utilizzando un ponte a doppia parete.
Quando il rapporto tra lo strato corrente e quest'ultimo aumenta, indica che la resistenza CC dello scudo di rame aumenta e lo scudo di rame può essere corroso.
Quando questo rapporto viene ridotto rispetto a prima della messa in messa in zione, indica che è probabile che la resistenza al contatto nel punto di connessione del conduttore nell'attacco aumenti.
Generalmente nell'esperimento sul campo, viene misurato il valore di resistenza dell'armatura in acciaio e dell'isolamento di schermatura e il rapporto di resistenza viene utilizzato per giudicare se la fodera esterna e il rivestimento del cavo sono allagati.
1.2. Utilizzare il megohmmetro per misurare il valore di resistenza all'isolamento per giudicare.
I suoi passi per utilizzare 500 V megohmmeter misurato rivestimento gomma e cavo di plastica strato esterno di resistenza isolante, quando la resistenza all'isolamento di meno di 0,5 ohm per chilometro, quindi utilizzare il seguente metodo per giudicare ulteriormente, un multimetro viene utilizzato per misurare la resistenza all'isolamento, utilizzando il principio della batteria galvanica, a seguito dello strato di metallo cavo di gomma e plastica , lo strato corazzato e il materiale di rivestimento sono rame, piombo, ferro, zinco e alluminio, ecc., quando la fodera esterna dello strato interno del cavo in acqua, l'elettrodo metallico, potenziale + rispettivamente 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 V e 1,33 V, il principio è che,
Quando la tosta esterna del cavo di gomma e plastica viene danneggiata e l'acqua viene portata nel cavo, le acque sotterranee sono un elettrolita e la striscia di acciaio zincato dello strato corazzato produrrà un potenziale di -0,76V a terra.
Quando la fodera esterna o il rivestimento interno è danneggiato e l'acqua viene portata in acqua, quando la resistenza all'isolamento per chilometro è inferiore a 0,5 megaohm, la penna del metro positivo e negativo del multimetro viene utilizzata per misurare la resistenza isolante dell'armatura al suolo o dell'armatura allo strato di schermatura in rame in rotazione. In questo momento, la cella galvanica formata nel ciclo di misura è collegata in serie con la cella secca nel multimetro.
Quando la combinazione di polarità fa aggiungere la tensione, il valore di resistenza misurato è piccolo.
Al contrario, il valore di resistenza misurato è maggiore.
Pertanto, quando i valori di resistenza all'isolamento misurati dai due sopra sono grandi, indica che la cella galvanica è stata formata e si può giudicare che la fodera esterna e lo strato di rivestimento sono stati danneggiati e allagati.
Ad esempio, una tona del cavo di gomma e plastica danneggia l'umidità, misurando la resistenza rispettivamente di 7 mila ohm e 55 mila ohm.
2, test di tensione del cavo, lo standard nazionale per la tensione CC, test di tensione CA, ma le province locali in base alla propria situazione reale per sceglierne uno, ora i vantaggi e gli svantaggi dei due sono confrontati come segue: il cavo XLPE non dovrebbe fare test di tensione CC, ma dovrebbe fare test di tensione CA.
2.1 Prova di tensione CC:
Come principio generale delle prove ad alta tensione, il campo di tensione di prova applicato all'elemento di prova dovrebbe simulare il funzionamento dell'apparecchio ad alta tensione.
Mentre il test di tensione di resistono CC è molto efficace per trovare difetti nei cavi isolati dalla carta, non è necessariamente efficace per i cavi isolati XLPE e può avere effetti negativi, principalmente nei seguenti aspetti:
2.1.1 La distribuzione del campo elettrico del cavo XLPE è diversa sotto la tensione CA e CC. Lo strato isolante XLPE è realizzato in polietilene mediante cross-linking chimico. È una struttura isolante monolitica e la sua costante dielettrica è 2.1-2.3, che è meno influenzata dai cambiamenti di temperatura.
Sotto la tensione CA, la distribuzione del campo elettrico nello strato isolante del cavo XLPE è determinata dalla costante dielettrica di ogni mezzo, cioè l'intensità del campo elettrico è inversamente proporzionale alla costante dielettrica, e questa distribuzione è relativamente stabile.
Sotto la tensione di corrente diretta, la distribuzione del campo elettrico nello strato isolante è determinata dalla resistività del volume del materiale e distribuita in proporzione diretta, mentre il coefficiente di distribuzione della resistenza all'isolamento non è uniforme.
Soprattutto nella testa del terminale del cavo, nella scatola del connettore e in altri accessori per cavi, la distribuzione dell'intensità del campo elettrico CA e della distribuzione dell'intensità del campo elettrico CC è completamente diversa e il meccanismo di invecchiamento dell'isolamento sotto tensione CA e tensione CC è diverso.
Pertanto, il test di tensione di resistere CC non può simulare le condizioni di funzionamento del cavo XLPE.
2.1.2 Il cavo XLPE produrrà un effetto di "accumulo" sotto tensione CC per immagazzinare la carica residua unipolare accumulata.
Ci vuole molto tempo prima che questa carica residua venga rilasciata dall'accumulo di carica causato dal test di tensione di resistono cc.
Se il cavo viene messo in funzione prima che la carica residua CC sia completamente rilasciata, la tensione residua DC verrà sovrapposta alla tensione della frequenza di potenza di picco, facendo in modo che il valore di tensione sul cavo superi la tensione nominale in condizioni operative, il che accelererà l'invecchiamento dell'isolamento e ridurrà la durata del cavo, o anche la rottura dell'isolamento.
2.1.3 Una delle debolezze fatali del cavo XLPE è che è facile generare rami d'acqua nell'isolamento. I rami d'acqua si trasformeranno rapidamente in rami elettrici sotto tensione CC e formeranno scarica, il che accelera il deterioramento dell'isolamento e porta alla rottura sotto tensione di frequenza di potenza dopo il funzionamento.
Tuttavia, il ramo d'acqua può mantenere una notevole resistenza alla tensione per un periodo di tempo sotto tensione di lavoro CA.
2.1.4 Il flashdown o il guasto durante la prova DC HV sul campo possono causare danni al normale isolamento di cavi e giunti.
Inoltre, il test di tensione di resistenza CC non può trovare efficacemente alcuni difetti sotto l'azione della tensione CA, come negli accessori del cavo, isolamento in caso di danni meccanici o difetti del cono di stress fuori luogo.
Dove è più probabile che l'isolamento si rompa sotto tensione CA, spesso non è in grado di rompersi sotto tensione CC.
Il guasto dell'isolamento sotto tensione CC di solito si verifica nel luogo in cui il guasto dell'isolamento non si verifica in condizioni di lavoro CA.
2.2 Prova di pressione CA:
Poiché il test di tensione di resistenza CC non può simulare la forza del campo operativo del cavo isolato XLPE e non può ottenere l'effetto di prova desiderato, riteniamo di utilizzare il test ad alta tensione CA.
Poiché il valore di capacità del cavo è diverso, dovremmo prima misurare il valore di capacità del cavo di alimentazione prima della prova, calcolare la corrente di capacità sotto la tensione di prova in base al valore di capacità, in modo da selezionare lo strumento di prova appropriato.
2.2.1 È chiaro che la tensione nominale della maggior parte dei cavi della centrale elettrica è di 6 kV e la lunghezza della maggior parte dei cavi è inferiore a 1,5 km, quindi possiamo adottare il metodo di test di resistere alla tensione CA convenzionale.
Se si utilizza un trasformatore di prova da 50 kV e 20kVA, la sua corrente di uscita massima è di 1000 mA. Secondo I=2π Fuc, prendendo ad esempio il cavo 6kV, il valore massimo di capacità del cavo testato da questo trasformatore di prova è 265NF (F =50Hz,U= 12kV).
2.2.2 Per alcuni cavi di grande capacità, come il metodo convenzionale di test di resistere alla tensione CA, sono necessari trasformatori di prova di grande capacità e anche la capacità del regolatore di tensione e dell'alimentazione è particolarmente grande.
Il sito è spesso difficile da fare, il trasporto di strumenti di prova, spesso ha bisogno di utilizzare auto di grandi dimensioni, gru, ecc., sia dispendiosi in termini di tempo che laboriosi.
Pertanto, in base alla situazione specifica, utilizziamo test di conversione di frequenza, serie o serie e metodo di risonanza parallela per eseguire il test di tensione del cavo.
2.2.3 Test di tensione a frequenza ultra-bassa a 0,1 Hz:
Secondo la capacità di test (formula S= WCUS2 =2∏ FUS2KVA, capacità del cavo C sotto la formula, US - è la tensione di prova, F - frequenza di potenza, 50Hz in Cina), si può vedere che 0,1Hz di tensione CA e tensione a 50Hz, il primo ha bisogno di potenza equivalente a 1/500 di quest'ultimo, quindi, può essere utilizzato sul campo senza alcun problema per produrre apparecchiature portatili.
Attualmente, questo metodo viene utilizzato principalmente nella prova di cavi a media e bassa tensione.
Secondo la pratica sul campo, quando viene eseguita la prova di resistere alla tensione del cavo XLPE, la tensione di prova può essere 1,5-1,8 volte superiore a quella di 50Hz quando viene utilizzata la tensione di frequenza ultra-bassa di 0,1Hz. È più facile trovare i difetti di isolamento del cavo rispetto alla tensione CC ed è più facile esporre e abbattere i difetti di isolamento rispetto alla tensione CA a 50 Hz.
2.2.4 Prova di tensione risonante di conversione di frequenza:
Il sistema di test risonante di conversione della frequenza non solo può soddisfare i requisiti di resistenza alla tensione del cavo XLPE ad alta tensione, ma ha anche i vantaggi della leggerezza e della buona mobilità, quindi è adatto per il test sul campo.
Il dispositivo utilizza un reattore fisso come reattore risonante per ottenere risonanza in termini di modulazione di frequenza. L'intervallo di regolazione della frequenza è di 30-300Hz, che è in linea con la tensione CA della frequenza di potenza e la frequenza di potenza approssimativa (30 ~ 300Hz) raccomandata in CIGREWG21.09 "Linee guida per il test di completamento dei cavi isolati exsqueezed ad alta tensione".
La tensione CA può riprodurre la stessa intensità di campo della condizione operativa, con una buona equivalenza, alta efficienza, apparecchiature portatili e lunghezza quasi illimitata del campione.
In sintesi, data la piccola capacità e il volume delle apparecchiature di prova della frequenza di potenza del campo del cavo, facili da trasportare e utilizzare, e i difetti del cavo sono più efficaci della resistenza alla tensione CC convenzionale, è necessario adottare il metodo di prova di risonanza di conversione della frequenza o della frequenza per eseguire la prova di accettazione del completamento del campo del cavo.
Inoltre, il dispositivo risonante di conversione di frequenza può soddisfare i requisiti del test di consegna dei cavi XLPE di L10kV e 220kV e oltre, quindi si suggerisce che la tensione risonante di conversione della frequenza dovrebbe essere la prima scelta.