Abstrakt: Dette papiret analyserer manglene og problemene til DC tåler spenningstest på XLPE-kabel, og velger frekvenskonverteringsresonansenhet for VEKSEL-kontrollspenningstest på stedet til sammenligning;
Nøkkelord: høyspenningskabel, DC tåler spenningstest, AC tåler spenningstest
forord:
Kraftkabler brukes ofte som kraftledninger for kraftverk, transformatorstasjoner og industri- og gruvebedrifter. De brukes også ofte når du krysser elver og jernbaner. Kraftkabel kan brukes som bystrømoverførings- og distribusjonslinjer og bagasjeromslinjer i industri- og gruvebedrifter for å redusere land okkupasjon og forskjønne miljøet. Utviklingen av elektrisk kraftkonstruksjon driver direkte utviklingen av landet. I elektrisk kraftkonstruksjon spiller strømkabel en viktig rolle. Den er elsket av elektriske kraftbrukere på grunn av sin lille påvirkning av eksternt klima, skjuling, holdbarhet, høy isolasjonsytelse, god vanntett og syrefast ytelse, sterk strekk- og kompresjonsmotstand. Det er imidlertid lett å ha noen feil i bruksprosessen, for eksempel mekanisk skade, blypakkekorrosjon og overdreven korrosjon Varme aldring, etc. Derfor må strømkabelen testes for skjulte feil ved rutinemessig forebyggende test for å sikre normal drift av kraftsystemet.
I følge iec840 eller cigrewg21.03 er formålet med felttest ikke å inspisere produksjonskvaliteten til kabel- eller kabeltilbehør, som er bekreftet i typetest og fabrikktest. Formålet med godkjenningstesten for fullføring av stedet er å sjekke om kabelleggingen og tilbehørsinstallasjonen er riktig. Kabelen kan bli skadet ved et uhell i ferd med transport, håndtering, lagring, legging og etterfylling. Ifølge iec229, for kabler med ytre hylsetykkelse på 2,5 mm eller mer, påføres 10kV DC-spenning mellom kabelskjoldet og bakken i 1 minutt. For å motstå spenningstest av kabelledningsisolasjon anbefaler IEC to metoder:
DC tåler spenning: 3u015min; Vekselstrøm tåler spenning: u05min.
Det tradisjonelle DC tåler spenningstestutstyr har fordelene med lav vekt, god mobilitet og lav kapasitet. Den har en god applikasjonseffekt for oljepapirisolert kabel, men for XLPE-kabel er det bevist at DC tåler spenningsmetode ikke er egnet i teori og praksis.
Testelementene til høyspenningskabelen som er angitt i artikkel 18.0.1 i nasjonal standard er som følger:
1. Mål isolasjonsmotstanden;
2. DC tåler spenningstest og lekkasjestrømmåling;
3. AC tåler spenningstest;
4. Mål motstandsforholdet mellom metallskjold og leder;
5. Kontroller fasen i begge ender av kabelledningen;
6. Isolerende oljetest av oljefylt kabel;
7. Krysskoblingssystemtest.
Det er ingen testelement i nasjonal standard for å oppdage vannet som kommer inn i kabelens indre fôr og ytre kappe
1. Siden det er umulig å oppdage om det er vann i det indre laget av kabel ytre kappe i henhold til nasjonal standard, er de ekstra testelementene i hver provins som følger:
1.1. Døm etter forholdet mellom kobberdekselmotstand og ledermotstand. Trinnet er å måle DC-motstanden til kobberskjold og leder ved samme temperatur med dobbel veggbro. Når forholdet mellom førstnevnte og sistnevnte er høyere enn det før drift, indikerer det at DC-motstanden til kobberskjoldlaget øker, og kobberskjoldet kan korroderes; Når forholdet er lavere enn det før bruk, indikerer det at kontaktmotstanden til ledertilkoblingspunktet i tilbehøret kan øke. Generelt måles isolasjonsmotstandsverdien til stålpanser og skjold i felttesten, og motstandsforholdet brukes til å bedømme om den ytre hylsen og den indre foringen av kabelen er oversvømmet.
1.2. Bruk et megohmmeter for å måle isolasjonsmotstanden. Trinnene er som følger: Bruk et 500V megohmmeter for å måle isolasjonsmotstanden til den ytre kappen til det indre fôret på gummi- og plastkabelen. Når isolasjonsmotstanden per kilometer er mindre enn 0,5 megohm, bruk følgende metoder for å bedømme videre. Bruk et multimeter for å måle isolasjonsmotstanden. I henhold til prinsippet om primærbatteri er metalllaget, rustningslaget og beleggmaterialene til gummi- og plastkabelen kobber, bly, jern, sink og aluminium Elektroden og potensialet til disse metallene er + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v og -1,33v henholdsvis etter at vannet kommer inn i det indre laget av den ytre kappen av gummikabelen. Prinsippet er at når den ytre kappen av gummiplastkabelen er skadet og vannet kommer inn i det indre laget, vil potensialet til bakken på -0,76v bli generert på den galvaniserte stålstripen på rustningslaget fordi grunnvannet er elektrolytt. Når den ytre hylsen eller innerstøvelen er skadet og vann kommer inn, når isolasjonsmotstanden per kilometer er lavere enn 0,5 megohm, bruk de positive og negative sondene på multimeteret for å måle isolasjonsmotstanden til rustningslaget til bakken eller rustningslaget til kobberskjermingslaget vekselvis. På dette tidspunktet er primærbatteriet dannet i målekretsen koblet i serie med det tørre batteriet i multimeteret. Når polaritetskombinasjonen får spenningen til å tilføre, er den målte motstandsverdien mindre; Tvert imot er den målte motstandsverdien større. Derfor, når forskjellen mellom de to ovennevnte målte isolasjonsmotstandsverdiene er stor, indikerer det at primærbatteriet er dannet, og det kan vurderes at den ytre hylsen og det indre fôret har blitt skadet.
For eksempel, etter at en gummi- og plastkabelhylse er skadet og dempet, er de målte motstandene henholdsvis 7 Ka ohm og 55 Ka ohm.
2. For spenningsmotstandstest av kabler fastsetter den nasjonale standarden at DC-spenning tåler test og vekselspenningsmotstandstest skal utføres, men lokale provinser velger en av dem i henhold til sin egen faktiske situasjon. Nå sammenlignes fordelene og ulempene ved de to som følger: XLPE-kabler bør ikke utsettes for DC-spenningsmotstandstest, men bør være gjenstand for AC-spenningsmotstandstest.
2.1 DC tåler spenningstest:
Det er et generelt prinsipp for høyspenningstest at testspenningsfeltet som brukes på det testede objektet, skal simulere driftstilstanden til høyspenningsapparatet. DC tåler spenningstest er svært effektiv for å finne feilene i papirisolerte kabler, men det kan ikke være effektivt for XLPE-isolerte kabler, og det kan også ha negative effekter, hovedsakelig i følgende aspekter:
2.1.1 den elektriske feltfordelingen av XLPE-kabel under vekselstrøm og likespenning er forskjellig. XLPE isolasjonslaget er laget av polyetylen gjennom kjemisk krysskobling, som tilhører integrert isolasjonsstruktur, og den dielektriske konstanten er 2,1-2,3, noe som er mindre påvirket av temperaturendring. Under vekselstrømspenning bestemmes den elektriske feltfordelingen i isolasjonslaget til XLPE-kabelen av den dielektriske konstanten til hvert medium, det vilt fordeles den elektriske feltintensiteten i omvendt forhold til den dielektriske konstanten, som er relativt stabil. Under DC-spenning bestemmes den elektriske feltfordelingen i isolasjonslaget av materialets volummotstand, og den fordeles i en positiv andel, og isolasjonsmotstandskoeffisienten er ikke jevn. Spesielt er fordelingen av AC elektrisk feltstyrke i kabeltilbehør som kabelterminal og koblingsboks helt forskjellig fra DC elektrisk feltstyrke, og aldringsmekanismen for isolasjon under vekselspenning er forskjellig fra den under DC-spenning. Derfor kan dc tåle spenningstest ikke simulere driftstilstanden til XLPE-kabelen.
2.1.2 XLPE-kabel vil gi "akkumulering" effekt under DC spenning for å lagre og akkumulere unipolar restlading. Det tar lang tid å frigjøre restladningen på grunn av ladeakkumuleringen under DC-motstå spenningstest. Hvis kabelen tas i bruk før likestrøms restladningen slippes helt ut, vil likestrømsspenningen bli lagt over toppverdien av strømfrekvensspenningen, noe som gjør at spenningsverdien på kabelen overstiger den nominelle spenningen under driftsforholdene, noe som vil akselerere isolasjons aldring, forkorte kabelens levetid og til og med føre til isolasjonsbrudd.
2.1.3 En dødelig svakhet ved XLPE-kabelen er at vanngrener er enkle å danne i isolasjonen. Under DC-spenning vil vanngrener raskt endres til elektriske grener og danne utladning, noe som akselererer forverringen av isolasjonen og forårsaker sammenbrudd under strømfrekvensspenning. Den rene vanngrenen kan imidlertid opprettholde en betydelig spenningsverdi under vekselstrøms arbeidsspenning i en periode.
2.1.4 flashover eller sammenbrudd under DC høyspenningstest på stedet kan forårsake skade på normal kabel- og leddisolasjon. Videre kan DC tåle spenningstest ikke effektivt finne noen feil under vekselstrømspenning, for eksempel mekanisk skade eller feilplassert stresskegle i kabeltilbehør. Stedet der isolasjonen er mest utsatt for sammenbrudd under vekselstrømspenning, kan ofte ikke brytes ned under likestrømsspenning. Under DC-spenning oppstår isolasjonsbruddet ofte på stedet der isolasjonen normalt ikke bryter ned under ac arbeidsforhold.
2.2 Ac tåler spenningstest:
Siden DC tåler spenningstest, kan ikke simulere driftsfeltstyrken til XLPE-isolert kabel og ikke kan oppnå forventet testeffekt, vurderer vi å bruke AC høyspenningstest. På grunn av de forskjellige kapasitansverdiene til kablene, bør vi først måle kapasitansverdien til strømkabelen før testen, og beregne den kapasitive strømmen under testspenningen i henhold til kapasitansverdien, for å velge riktig testinstrument.
2.2.1 Det forstås at den nominelle spenningen til kabler i de fleste kraftverk er 6kV, og lengden er for det meste innen 1,5 km, slik at vi kan vedta den konvensjonelle AC-motstå spenningstestmetoden. Hvis en 50kV, 20KVA testtransformator brukes, er den maksimale utgangsstrømmen 1000mA. Ifølge I = 2 π fuc, tar 6kV kabel som et eksempel, maksimal kapasitans av kabelen som kan testes av denne testtransformatoren er 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 for noen kabler med stor kapasitet, hvis den konvensjonelle vekselstrømstestmetoden er tatt i bruk, er det nødvendig med testtransformator med stor kapasitet, og kapasiteten til spenningsregulator og strømforsyning er også nødvendig. Det er ofte vanskelig å gjøre på stedet, og det er tidkrevende og arbeidskrevende å transportere og plassere testinstrumenter ved hjelp av store kjøretøy og kraner. Derfor bruker vi frekvenskonverteringstest, serie eller serie parallell resonansmetode for å utføre spenningsmotstandstesten av kabelen i henhold til den spesifikke situasjonen.
2,2,3 ultralav frekvens 0,1 Hz tåler spenningstest:
I henhold til testkapasiteten (formel s = wcus2 = 2 Π fus2kva, hvor C-testkabel kapasitans, USA - testspenning, f-effektfrekvens, Kinas 50 Hz), kan det ses at sammenlignet med 50 Hz spenning, trenger 0,1 Hz vekselspenning 1 / 500 av kraften til sistnevnte, slik at den kan produsere bærbart utstyr til bruk på stedet uten problemer. For tiden brukes denne metoden hovedsakelig i testen av middels og lavspenningskabler.
Feltpraksisen viser at den tåler spenningstesten av XLPE-kabel med 0,1 Hz ultra-lavfrekvent spenning kan være 1,5-1,8 ganger 50 Hz spenning, noe som er lettere å finne kabelisolasjonsfeil enn DC tåler spenning, og lettere å utsette isolasjonsfeil enn 50 Hz vekselspenning.
2.2.4 variabel frekvens resonans motstår spenningstest:
Frekvenskonverteringstestsystem kan ikke bare oppfylle kravene til høyspennings XLPE-kabel, men har også fordelene med lett vekt og god mobilitet, som er egnet for felttest. Den faste reaktoren brukes som resonansreaktor for å realisere resonans ved frekvensmodulering. Frekvensområdet er 30-300hz, som samsvarer med cigrewg21.09 "anbefalt guide for fullføringstest av høyspennings ekstruderte isolerte kabler". Vekselspenning for effektfrekvens og omtrentlig effektfrekvens (30-300hz) anbefales. Denne typen vekselspenning kan gjengi samme feltstyrke som under driftstilstanden. Den har fordelene med god ekvivalens, høy effektivitet, lett utstyr og nesten ubegrenset prøvelengde.
For å oppsummere, i lys av den lille kapasiteten og volumet av effektfrekvenstestutstyr på kabelstedet, lett å bære og betjene, er det mer effektivt å finne kabelfeil enn den konvensjonelle DC tåler spenning, så testmetoden for resonans for strømfrekvens eller frekvenskonvertering bør brukes til godkjenningstesten for fullføring av kabelstedet. Videre kan frekvenskonverterings resonansenheten oppfylle kravene til krysskoblet polyetylenkabeloverleveringstest på 10kV og 220kV og over, så det anbefales at frekvenskonverterings resonans motstår spenning.