Resum: Aquest article analitza les deficiències i problemes de la prova de tensió de suport de corrent continu en el cable XLPE, i selecciona el dispositiu de ressonància de conversió de freqüència per a la prova de tensió de corrent altern al lloc per comparació;
Paraules clau: cable d'alta tensió, prova de tensió de suport DC, prova de tensió de corrent al corrent alc
prefaci:
Els cables elèctrics s'utilitzen sovint com a línies elèctriques per a centrals elèctriques, subestacions i empreses industrials i mineres. També s'utilitzen comunament en creuar rius i ferrocarrils. El cable d'alimentació es pot utilitzar com a línies de transmissió i distribució d'energia urbana i línies de tronc en empreses industrials i mineres per reduir l'ocupació del sòl i embellir el medi ambient. El desenvolupament de la construcció d'energia elèctrica impulsa directament el desenvolupament del país. En la construcció d'energia elèctrica, el cable d'alimentació juga un paper important. És estimat pels usuaris d'energia elèctrica a causa de la seva petita influència del clima extern, ocultació, durabilitat, alt rendiment d'aïllament, bon rendiment impermeable i a prova d'àcids, forta tracció i resistència a la compressió. No obstant això, és fàcil tenir algunes fallades en el procés d'ús, com ara danys mecànics, corrosió del paquet de plom i excés de corrosió L'envelliment de la calor, etc. Per tant, el cable d'alimentació s'ha de provar per fallades ocultes mitjançant prova preventiva rutinària per assegurar el normal funcionament del sistema elèctric.
Segons iec840 o cigrewg21.03, l'objectiu de la prova de camp és no inspeccionar la qualitat de fabricació d'accessoris de cable o cable, que s'ha confirmat en el tipus de prova i prova de fàbrica. L'objectiu de la prova d'acceptació de la finalització del lloc és comprovar si la col·lació del cable i la instal·lació d'accessoris són correctes. El cable es pot danyar accidentalment en el procés de transport, manipulació, emmagatzematge, col·lingó i backfilling. Segons iec229, per a cables amb gruix de beina exterior de 2,5 mm o més, s'aplica tensió de 10kV DC entre l'escut del cable i el terra durant 1 minut. Per a la prova de tensió de l'aïllament principal del cable, l'IEC recomana dos mètodes:
Tensió de suport DC: 3u015min; Tensió de retenció de CA: u05min.
Els equips tradicionals de prova de tensió de resistència de DC tenen els avantatges de pes lleuger, bona mobilitat i baixa capacitat. Té un bon efecte d'aplicació per a cable aïllat de paper petrolífer, però per al cable XLPE, es demostra que el mètode de tensió de suport de DC no és adequat en teoria i pràctica.
Els elements de prova del cable d'alta tensió especificats a l'article 18.0.1 de la norma nacional són els següents:
1. Mesurar la resistència a l'aïllament;
2. DC suportar la prova de tensió i la mesura del corrent de fuites;
3. Prova de tensió de suportar CA;
4. Mesurar la relació de resistència de l'escut metàl·lic i del conductor;
5. Comproveu la fase als dos extrems de la línia del cable;
6. Prova d'oli aïllant del cable ple d'oli;
7. Prova del sistema d'interconnexió creuada.
No hi ha cap element de prova en l'estàndard nacional per detectar l'aigua que entra en el revestiment interior i la funda exterior del cable
1. Atès que és impossible detectar si hi ha aigua a la capa interna de la beina exterior del cable segons la norma nacional, els elements de prova addicionals a cada província són els següents:
1.1. Jutjar per la proporció de resistència a la coberta de coure a la resistència del conductor. El pas és mesurar la resistència AC de l'escut de coure i conductor a la mateixa temperatura amb el pont de doble paret. Quan la proporció de la primera a la segona és superior a la d'abans de l'operació, indica que la resistència a corrent d'obra de la capa d'escut de coure augmenta, i l'escut de coure pot ser corroït; quan la proporció és inferior a la d'abans de l'operació, indica que la resistència al contacte del punt de connexió conductor en l'accessori pot augmentar. Generalment, en la prova de camp, es mesura el valor de resistència a l'aïllament de l'armadura i l'escut d'acer, i la relació de resistència s'utilitza per jutjar si la funda exterior i el revestiment interior del cable estan inundats.
1.2. Utilitzar un megohmímetre per mesurar la resistència a l'aïllament. Els passos són els següents: utilitzar un megohmímetre de 500V per mesurar la resistència a l'aïllament de la funda exterior del revestiment interior del cable de cautxú i plàstic. Quan la resistència a l'aïllament per quilòmetre sigui inferior a 0,5 megohm, utilitzeu els següents mètodes per jutjar encara més. Utilitzeu un multimètric per mesurar la resistència a l'aïllament. D'acord amb el principi de la bateria primària, la capa metàl·lica, la capa blindada i els materials de recobriment del cable de cautxú i plàstic són el coure, plom, ferro, zinc i alumini L'elèctrode i el potencial d'aquests metalls són + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v i -1,33v respectivament després que l'aigua entri a la capa interior del cable exterior. El principi és que quan la besaca exterior del cable de plàstic de cautxú estigui danyada i l'aigua entri a la capa interior, es generarà el potencial al terra de -0,76v a la tira d'acer galvanitzat de la capa d'armadura perquè l'aigua subterrània és electròlit. Quan la beina exterior o el revestiment interior es danyen i entra aigua, quan la resistència a l'aïllament per quilòmetre és inferior a 0,5 megohm, utilitzeu les sondes positives i negatives del multimètric per mesurar la resistència a l'aïllament de la capa d'armadura a terra o la capa d'armadura a la capa de blindatge de coure alternativament. En aquest moment, la bateria primària formada en el circuit de mesura està connectada en sèrie amb la bateria seca en el multimètric. Quan la combinació de polaritat fa que el voltatge afegeixi, el valor de resistència mesurat és menor; per contra, el valor de resistència mesurat és més gran. Per tant, quan la diferència entre els dos valors de resistència a l'aïllament mesurats anteriors és gran, indica que s'ha format la bateria primària, i es pot jutjar que la funda exterior i el revestiment interior han estat danyats.
Per exemple, després que una besàvia de cable de cautxú i plàstic estigui danyada i amortada, les resistències mesurades són 7 Ka ohm i 55 Ka ohm respectivament.
2. Per a la prova de tensió de suportar la prova dels cables, l'estàndard nacional estipula que la tensió de corrent al corrent divisòries i la prova de tensió de CA s'han de dur a terme, però les províncies locals trien un d'ells segons la seva pròpia situació real. Ara els avantatges i inconvenients dels dos es comparen de la següent manera: els cables XLPE no han d'estar subjectes a la prova de tensió de corrent continu, sinó que han d'estar subjectes a la prova de tensió de CA.
2.1 DC suportar la prova de tensió:
És un principi general de prova d'alta tensió que el camp de tensió de prova aplicat a l'objecte provat hauria de simular la condició de funcionament de l'aparell d'alta tensió. La prova de tensió de suport de DC és molt eficaç per trobar els defectes dels cables aïllats de paper, però pot no ser eficaç per als cables aïllats XLPE, i també pot tenir efectes negatius, principalment en els següents aspectes:
2.1.1 la distribució de camp elèctric de cable XLPE sota tensió de CORRENT i corrent continu és diferent. La capa d'aïllament XLPE està fabricada en polietilè mitjançant reticulació química, que pertany a l'estructura d'aïllament integral, i la seva constant dielèctrica és de 2,1-2,3, que es veu menys afectada pel canvi de temperatura. Sota tensió de CA, la distribució del camp elèctric en la capa d'aïllament del cable XLPE ve determinada per la constant dielèctrica de cada suport, és a dir, la intensitat del camp elèctric es distribueix en proporció inversa a la constant dielèctrica, que és relativament estable. Sota tensió de corrent al dia, la distribució del camp elèctric a la capa d'aïllament està determinada per la resistivitat del volum del material, i es distribueix en una proporció positiva, i el coeficient de distribució de la resistència a l'aïllament no és uniforme. En particular, la distribució de la resistència del camp elèctric de CA en accessoris de cable com cable terminal i caixa de connexions és completament diferent de la de la resistència al camp elèctric DC, i el mecanisme d'envelliment de l'aïllament sota tensió de CA és diferent del de tensió de corrent alc. Per tant, la prova de tensió de suport DC no pot simular la condició de funcionament del cable XLPE.
2.1.2 El cable XLPE produirà efecte "acumulació" sota tensió de DC per emmagatzemar i acumular càrrega residual unipolar. Es necessita molt de temps per alliberar la càrrega residual a causa de l'acumulació de càrrega durant la prova de tensió de resistència DC. Si el cable es posa en funcionament abans que la càrrega residual de corrent al corrent divisor s'alliberi completament, la tensió residual de corrent al corrent se superposarà sobre el valor màxim de la tensió de freqüència de potència, fent que el valor de tensió del cable superi la tensió nominal en condicions de funcionament, la qual cosa accelerarà l'envelliment de l'aïllament, escurçarà la vida útil del cable i fins i tot conduirà a una avaria d'aïllament.
2.1.3 Una debilitat fatal del cable XLPE és que les branques d'aigua són fàcils de formar en l'aïllament. Sota tensió de corrent continu, les branques d'aigua es transformaran ràpidament en branques elèctriques i de descàrrega de forma, la qual cosa accelera el deteriorament de l'aïllament i provoca avaries sota tensió de freqüència elèctrica. No obstant això, la branca d'aigua pura pot mantenir un valor de tensió considerable sota tensió de treball de CA durant un període de temps.
2.1.4 flashover o avaria durant la prova d'alta tensió DC al lloc pot causar danys al cable normal i a l'aïllament de les articulacions. A més, la prova de tensió de suport de corrent viu no pot trobar eficaçment alguns defectes sota tensió de CA, com ara danys mecànics o con d'estrès mal col·locat en accessoris de cable. El lloc on l'aïllament és més propens a la ruptura sota tensió de CA sovint és incapaç de trencar sota tensió de corrent altern. Sota tensió de corrent al corrent al dia, l'avaria de l'aïllament sovint es produeix al lloc on normalment l'aïllament no es descompon en condicions de treball de CA.
2.2 Prova de tensió de suport de corrent al dia:
Atès que la prova de tensió de suport de corrent continu no pot simular la resistència del camp de funcionament del cable aïllat XLPE i no pot aconseguir l'efecte de prova esperat, considerem l'ús de prova d'alta tensió de CA. A causa dels diferents valors de capacitància dels cables, primer hem de mesurar el valor de capacitància del cable de potència abans de la prova, i calcular el corrent capacitiu sota la tensió de prova segons el valor de capacitància, per tal de seleccionar l'instrument de prova adequat.
2.2.1 S'entén que la tensió nominal dels cables en la majoria de les plantes elèctriques és de 6kV, i la longitud és majoritàriament dins d'1,5 km, de manera que podem adoptar el mètode convencional de prova de tensió de resistència a ca. Si s'utilitza un transformador de prova de 50kV, 20KVA, el seu corrent de sortida màxim és de 1000mA. Segons I = 2 π fuc, prenent com a exemple el cable de 6kV, la capacitat màxima del cable que pot provar aquest transformador de prova és de 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 per a alguns cables de gran capacitat, si s'adopta el mètode convencional de prova de retenció de tensió de ca, es requereix un transformador de prova de gran capacitat, i també es requereix la capacitat de regulador de tensió i font d'alimentació. Sovint és difícil de fer in situ, i és molt de temps i laboriós transportar i col·locar instruments de prova mitjançant l'ús de vehicles grans i grues. Per tant, utilitzem proves de conversió de freqüència, sèries o sèries mètode de ressonància paral·lela per dur a terme la prova de tensió suportar la prova del cable segons la situació específica.
2.2.3 ultra baixa freqüència 0.1Hz suportar la prova de tensió:
D'acord amb la capacitat de prova (fórmula s = wcus2 = 2 Π fus2kva, on la capacitància del cable de prova C, EUA - tensió de prova, freqüència de f-power, 50 Hz de la Xina), es pot veure que en comparació amb la tensió de 50 Hz, 0.1 Hz de tensió ac necessita 1 / 500 de la potència d'aquest últim, de manera que pot produir equips portàtils per a ús in situ. Actualment, aquest mètode s'utilitza principalment en la prova de cables de mitjana i baixa tensió.
La pràctica de camp demostra que la prova de tensió de suport del cable XLPE amb tensió de freqüència ultra baixa de 0,1 Hz pot ser 1,5-1,8 vegades de tensió de 50 Hz, que és més fàcil trobar defectes d'aïllament del cable que tensió de suport DC, i més fàcil d'exposar defectes d'aïllament que la tensió de CA de 50 Hz.
Ressonància de freqüència variable 2.2.4 suportar la prova de tensió:
El sistema de proves de ressonància de conversió de freqüència no només pot satisfer els requisits del cable XLPE d'alta tensió, sinó que també té els avantatges del pes lleuger i la bona mobilitat, que és adequat per a la prova de camp. El reactor fix s'utilitza com a reactor de ressonància per realitzar ressonàncies per modulació de freqüència. El rang de freqüències és de 30-300hz, que s'ajusta a cigrewg21.09 "guia recomanada per a la prova de finalització de cables aïllats extruïts d'alta tensió". Es recomana tensió de CA de freqüència de potència i freqüència aproximada de potència (30-300hz). Aquest tipus de tensió de CA pot reproduir la mateixa força de camp que la sota la condició d'operació. Té els avantatges d'una bona equivalència, alta eficiència, equips lleugers i una longitud de mostra gairebé il·limitada.
En resum, en vista de la petita capacitat i volum d'equips de prova de freqüència de potència al lloc del cable, fàcil de transportar i operar, és més efectiu trobar defectes de cable que el tensió de suport de corrent continu convencional, de manera que la freqüència de potència o el mètode de prova de ressonància de conversió de freqüència s'han d'utilitzar per a la prova d'acceptació del lloc de cable. A més, el dispositiu de ressonància de conversió de freqüència pot satisfer els requisits de prova de lliurament de cable de polietilè creuat de 10kV i 220kV i superior, per la qual cosa es recomana que es prefereixi la ressonància de conversió de freqüència amb tensió.