Abstract: Dieses Papier analysiert die Mängel und Probleme der DC-Spannungsprüfung am XLPE-Kabel. Die Feld-AC-Spannungsprüfung wird durch Vergleich der Frequenzumwandlungs-Resonanzvorrichtung durchgeführt.
Schlagworte: Hochspannungskabel, DC-Widerstand spannungstest, AC-Widerstand Spannungstest
Preface:
Stromkabel werden häufig als Stromleitungen für Kraftwerke, Umspannwerke und Industrie- und Bergbauunternehmen sowie für die Überquerung von Flüssen und Eisenbahnen verwendet.
Stromkabel, die als städtische Übertragungs- und Verteilungsleitungen verwendet werden, und Industrie- und Bergbauunternehmen innerhalb der Hauptleitung können weniger Land beanspruchen und die Umwelt verschönern.
Die Entwicklung des elektrischen Strombaus direkt zur Entwicklung des Landes geführt, Stromkabel im Energiebau spielen eine wichtige Rolle, es für die betroffenen durch äußeres Klima, Verschleierung, langlebig, hohe Isolierung, wasserdicht und Säure kann gut, starken Zug, Druck, und eine elektrische Energie Benutzer lieben, aber im Gebrauchsprozess ist leicht zu erscheinen einige Fehler, wie mechanische Schäden , Bleikorrosion, Wärmealterung usw.
Daher muss das Netzkabel seinen versteckten Fehler durch seine routinemäßige Vorpräventivprüfung überprüfen, um den normalen Betrieb des Stromsystems zu gewährleisten.
Gemäß den empfohlenen Verfahren IEC840 oder CIGREWG21.03 besteht der Zweck des Feldtests nicht darin, die Qualität der Kabelherstellung oder die Herstellung sturvon Kabelzubehör zu testen, was im Typtest und Werkstest bestätigt wurde.
Ziel der Feldvervollständigungsprüfung ist es, zu prüfen, ob die Kabelverlegung und das Zubehör richtig installiert sind.
Bei Transport, Handhabung, Lagerung, Verlegung und Verfüllung können Kabel versehentlich beschädigt werden.
Das Prüfverfahren ist nach IEC229, für das Kabel, dessen äußere Manteldicke größer oder gleich 2,5 mm ist, 10kV DC zwischen der Kabelabschirmung und dem Boden angewendet wird und die Spannung für 1 Minute standhält.
IEC empfiehlt zwei Methoden zur Spannungswiderstandsprüfung der Kabelhauptisolierung:
DC-Widerstand Spannung: 3U015 Minuten;
AC-Widerstand Spannung: U05 Minuten.
Die traditionelle DC-Spannungsbeständigkeitsmethode hat die Vorteile von geringem Gewicht, guter Mobilität und geringer Kapazität der Prüfgeräte und hat einen guten Einfluss auf die Anwendung von ölpapierisolierten Kabeln. Bei XLPE-Kabeln wurde jedoch nachgewiesen, dass es nicht geeignet ist, die DC-Spannungswiderstandsmethode sowohl in theorie als auch in der Praxis anzuwenden.
GB Artikel 18.0.1 legt die Hochspannungskabelprüfpositionen fest:
1. Messen Sie Isolationswiderstand;
DC-Widerstand Spannungsprüfung und Leckagestrommessung;
AC-Druckprüfung; 3.
4. Messen Sie den Widerstand der Metall-Abschirmschicht und das Widerstandsverhältnis des Leiters;
5. Überprüfen Sie die Phase an beiden Enden des Kabelkreises;
6. Isolieröltest für ölgefüllte Kabel;
7. Kreuzanschlusssystemtest.
Es ist kein Prüfgegenstand erforderlich, um das Einlasswasser der Kabelverkleidung und des Außenmantels in der nationalen Norm zu erkennen. Nun werden der Test und das Urteil wie folgt diskutiert:
1. Da die Bestimmungen der nationalen Norm nicht erkennen können, ob die Auskleidungsschicht des Kabelaußenmantels überflutet ist, umfassen die von den Provinzen hinzugefügten Prüfpunkte:
1.1. Verwenden Sie den Widerstand der Kupferbeschichtung und das Widerstandsverhältnis von Leiter zu Richter.
Das Verfahren besteht darin, den DC-Widerstand von Kupferschild und Leiter bei gleicher Temperatur mit einer doppelwandigen Brücke zu messen.
Wenn das Verhältnis der aktuellen Schicht zur letzteren zunimmt, zeigt dies an, dass der DC-Widerstand des Kupferschildes zunimmt und der Kupferschild korrodiert werden kann.
Wenn dieses Verhältnis im Vergleich zur Inbetriebnahme reduziert wird, bedeutet dies, dass der Kontaktwiderstand am Leiteranschlusspunkt im Anbauwahrscheinlicher wahrscheinlich zunimmt.
Im Allgemeinen wird im Feldexperiment der Widerstandswert der Stahlpanzerung und der Abschirmungsisolierung gemessen, und das Widerstandsverhältnis wird verwendet, um zu beurteilen, ob der Äußere Mantel und die Auskleidung des Kabels überflutet sind.
1.2. Verwenden Sie Megohmmeter, um den Isolationswiderstandswert zu messen, um zu beurteilen.
Seine Schritte zu verwenden 500 V Megohmmeter gemessen Futter Gummi und Kunststoff-Kabel Außenmantelschicht der Isolationsbeständigkeit, wenn die Isolationsbeständigkeit von weniger als 0,5 Ohm pro Kilometer, dann verwenden Sie die folgende Methode, um weitere Beurteilung, ein Multimeter wird verwendet, um die Isolationsbeständigkeit zu messen, mit dem galvanischen Batterieprinzip, als Ergebnis der Gummi-und Kunststoff-Kabel-Metall-Schicht , Panzerschicht und das Beschichtungsmaterial ist Kupfer, Blei, Eisen, Zink und Aluminium, etc., wenn die äußere Hülle der Kabelinnenschicht in Wasser, die Metallelektrode, Potential + bzw. 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 V und 1,33 V, das Prinzip ist, dass,
Wenn der Außenmantel des Gummi- und Kunststoffkabels beschädigt ist und Wasser in das Kabel aufgenommen wird, ist das Grundwasser ein Elektrolyt, und das verzinkte Stahlband der gepanzerten Schicht erzeugt ein Potenzial von -0,76V bis zum Boden.
Wenn der Äußere Mantel oder die Innenverkleidung beschädigt ist und das Wasser ins Wasser gebracht wird, wenn der Isolationswiderstand pro Kilometer unter 0,5 Megaohm liegt, wird der positive und negative Meterstift des Multimeters verwendet, um den Isolationswiderstand der Rüstung gegen den Boden oder die Rüstung gegen die Kupferabschirmungsschicht in Rotation zu messen. Zu diesem Zeitpunkt ist die im Messkreis gebildete galvanische Zelle in Reihe mit der Trockenzelle im Multimeter verbunden.
Wenn die Polaritätskombination die Spannung addiert, ist der gemessene Widerstandswert klein.
Im Gegenteil, der gemessene Widerstandswert ist größer.
Wenn also die von den beiden oben gemessenen Isolationswiderstandswerte groß sind, zeigt dies an, dass die galvanische Zelle gebildet wurde, und es kann beurteilt werden, dass die äußere Hülle und die Auskleidungsschicht beschädigt und überflutet wurden.
Zum Beispiel, ein Gummi und Kunststoff Kabel mantel Schaden feucht, gemessen Widerstand von 7 Tausend Ohm bzw. 55 Tausend Ohm.
2, Kabelspannungstest, die nationale Norm für Gleichspannung, AC-Spannungstest, aber die lokalen Provinzen nach ihrer eigenen tatsächlichen Situation, um eine von ihnen zu wählen, jetzt die Vor- und Nachteile der beiden werden wie folgt verglichen: XLPE-Kabel sollte nicht DC-Spannungstest, sondern AC-Spannungstest.
2.1 DC-Spannungsprüfung:
Als allgemeines Prinzip der Hochspannungsprüfung sollte das auf das Prüfelement angewendete Prüfspannungsfeld den Betrieb des Hochspannungsgeräts simulieren.
Während DC-Widerstand Spannungstest ist sehr effektiv für die Suche nach Defekten in Papier isolierten Kabeln, es ist nicht unbedingt wirksam für XLPE isolierte Kabel, und kann negative Auswirkungen haben, vor allem in den folgenden Aspekten:
2.1.1 Die elektrische Feldverteilung des XLPE-Kabels unterscheidet sich unter Wechselstrom- und Gleichspannung. Die XLPE-Isolationsschicht besteht durch chemische Vernetzung aus Polyethylen. Es ist eine monolithische Isolationsstruktur, und seine Dielektrizitätskonstante ist 2.1--2.3, die weniger von Temperaturänderungen beeinflusst wird.
Unter Wechselspannung wird die elektrische Feldverteilung in der Isolationsschicht des XLPE-Kabels durch die Dielektrizitätskonstante jedes Mediums bestimmt, d.h. die elektrische Feldintensität ist umgekehrt proportional zur Dielektrizitätskonstante, und diese Verteilung ist relativ stabil.
Unter der Gleichstromspannung wird die elektrische Feldverteilung in der Isolationsschicht durch den Volumenwiderstand des Materials bestimmt und im direkten Verhältnis verteilt, während der Isolationswiderstandsverteilungskoeffizient nicht gleichmäßig ist.
Besonders bei Kabelklemmenkopf, Anschlussbox und anderem Kabelzubehör ist die Verteilung der elektrischen Ac-Feldintensität und der elektrischen DC-Feldintensitätsverteilung völlig unterschiedlich, und der Alterungsmechanismus der Isolierung unter Wechselstrom- und Gleichspannung ist unterschiedlich.
Daher kann der DC-Widerstand Spannungstest nicht den Laufzustand des XLPE-Kabels simulieren.
2.1.2 XLPE-Kabel erzeugt "Akkumulationseffekt" unter Gleichspannung, um die akkumulierte unipolare Restladung zu speichern.
Es dauert lange, bis diese Restladung aus der Ladungsakkumulation freigesetzt wird, die durch den DC-Widerstandspannungstest verursacht wird.
Wenn das Kabel in Betrieb genommen wird, bevor die DC-Restladung vollständig freigegeben wird, wird die DC-Restspannung auf die Spitzenfrequenz-Frequenzspannung überlagert, wodurch der Spannungswert auf dem Kabel die Nennspannung unter Betriebsbedingungen überschreitet, was die Isolationsalterung beschleunigt und die Lebensdauer des Kabels verkürzt oder sogar Isolationsausfall.
2.1.3 Eine der fatalen Schwächen des XLPE-Kabels ist, dass es einfach ist, Wasserzweige in der Isolierung zu erzeugen. Die Wasserzweige werden sich schnell in elektrische Zweige unter Gleichspannung verwandeln und entladungen, was die Verschlechterung der Isolierung beschleunigt und nach dem Betrieb zu einem Ausfall der Leistungsfrequenzspannung führt.
Der Wasserzweig kann jedoch einen erheblichen Spannungswiderstand für einen bestimmten Zeitraum unter Wechselstrom-Betriebsspannung aufrechterhalten.
2.1.4 Einblendung oder Panne während der DC-HV-Prüfung vor Ort kann die normale Isolierung von Kabeln und Verbindungen beeinträchtigen.
Darüber hinaus kann der DC-Widerstand Spannungstest nicht effektiv einige Defekte unter der Wirkung der Wechselspannung finden, wie z. B. im Kabelzubehör, Isolierung bei mechanischen Beschädigungen oder Spannungskegel verlegtdefekte Defekte.
Wo die Isolierung am ehesten unter Wechselspannung zerfällt, ist sie oft nicht in der Lage, unter Gleichspannung zu brechen.
Der Isolationsausfall unter Gleichspannung tritt in der Regel an der Stelle auf, an der der Isolationsausfall unter AC-Arbeitsbedingungen nicht auftritt.
2.2 AC-Druckprüfung:
Da der DC-Widerstandspannungstest die Betriebsfeldstärke des XLPE-isolierten Kabels nicht simulieren kann und nicht den gewünschten Testeffekt erzielen kann, erwägen wir den AC-Hochspannungstest.
Da der Kapazitätswert des Kabels unterschiedlich ist, sollten wir zunächst den Kapazitätswert des Netzkabels vor dem Test messen, den Kapazitätsstrom unter der Prüfspannung entsprechend dem Kapazitätswert berechnen, um das entsprechende Prüfgerät auszuwählen.
2.2.1 Es wird davon ausgegangen, dass die Nennspannung der meisten Kraftwerkskabel 6kV beträgt und die Länge der meisten Kabel weniger als 1,5 km beträgt, so dass wir die herkömmliche AC-Spannungstestmethode anwenden können.
Wenn ein Prüftransformator von 50kV und 20kVA verwendet wird, beträgt sein maximaler Ausgangsstrom 1000mA. Der maximale Kapazitätswert des von diesem Prüftransformator geprüften Kabels beträgt gemäß I=2- Fuc als Beispiel 265NF (F =50Hz,U= 12kV).
2.2.2 Für einige Großraumkabel, wie z. B. das herkömmliche AC-Spannungstestverfahren, sind Testtransformatoren mit großer Kapazität erforderlich, und auch die Kapazität von Spannungsregler und Stromversorgung ist besonders groß.
Der Standort ist oft schwierig zu tun, der Transport von Testinstrumenten, müssen oft große Autos, Kräne, etc. verwenden, sowohl zeitaufwändig als auch mühsam.
Daher verwenden wir je nach Situation Frequenzumwandlungstest, Serie oder Serie und Parallelresonanzverfahren, um den Kabelspannungstest durchzuführen.
2.2.3 Ultra-Niederfrequenz 0,1Hz Spannungstest:
Nach der Prüfkapazität (Formel S= WCUS2 =2∏ FUS2KVA, C-Kabel-Kapazität unter der Formel, US - ist die Testspannung, F - Leistungsfrequenz, 50Hz in China), kann man sehen, dass 0,1Hz Ac-Spannung und 50Hz Spannung, erstere benötigt Leistung äquivalent 1/500 der letzteren, daher kann es im Feld ohne Probleme verwendet werden, um tragbare Geräte zu produzieren.
Derzeit wird diese Methode hauptsächlich bei der Prüfung von Mittel- und Niederspannungskabeln eingesetzt.
Gemäß der Praxis vor Ort kann die Prüfspannung bei der Prüfung des XLPE-Kabels 1,5-1,8-mal so hoch sein wie bei 50Hz, wenn die Ultra-Niederfrequenzspannung von 0,1 Hz verwendet wird. Es ist einfacher, die Kabelisolierungsfehler als die Gleichspannung zu finden, und es ist einfacher, die Isolationsfehler zu belichten und aufzubrechen als die 50Hz-Ac-Spannung.
2.2.4 Frequenzumwandlung Resonanzspannungstest:
Das Frequenzumwandlungs-Resonanztestsystem kann nicht nur die Spannungswiderstandsanforderungen von Hochspannungs-XLPE-Kabeln erfüllen, sondern hat auch die Vorteile von geringem Gewicht und guter Mobilität, so dass es für Denfeldtests geeignet ist.
Das Gerät verwendet einen festen Reaktor als Resonanzreaktor, um Resonanz in der Art der Frequenzmodulation zu erreichen. Der Frequenzverstellbereich beträgt 30-300Hz, was der in CIGREWG21.09 "Guidelines for the Completion Test of High Voltage Exsqueezed Insulated Insulated Cables" empfohlenen Wechselspannung der Leistungsfrequenz und der ungefähren Leistungsfrequenz (30 x 300Hz) entspricht.
Die Wechselspannung kann die gleiche Feldintensität wie der Betriebszustand reproduzieren, mit guter Äquivalenz, hoher Effizienz, tragbaren Geräten und nahezu unbegrenzter Länge der Probe.
Zusammenfassend lässt sich zusammenfassen, dass die Kabeldefekte angesichts der geringen Kapazität und des Volumens der Kabelfeld-Leistungsfrequenzprüfgeräte einfach zu tragen und zu bedienen sind und die Kabeldefekte effektiver sind als der herkömmliche Gleichspannungswiderstand, so dass die Leistungsfrequenz- oder Frequenzumwandlungsresonanztestmethode für die Durchführung der Kabelfeldabschlussabnahmeprüfung verwendet werden sollte.
Darüber hinaus kann die Frequenzumwandlung Resonantenvorrichtung die Anforderungen der XLPE Kabelübergabeprüfung von L10kV und 220kV und höher erfüllen, so dass es vorgeschlagen wird, dass Frequenzumwandlung Resonanzspannung widerstand sollte die erste Wahl sein.