Abstract: Dieses Papier analysiert die Mängel und Probleme der DC-Widerstand Spannungsprüfung auf XLPE-Kabel, und wählt Frequenzumwandlung Resonanzgerät für AC standstand Spannungstest vor Ort im Vergleich;
Schlagworte: Hochspannungskabel, DC-Widerstand spannungstest, AC-Widerstand Spannungstest
Preface:
Stromkabel werden häufig als Stromleitungen für Kraftwerke, Umspannwerke sowie Industrie- und Bergbauunternehmen verwendet. Sie werden auch häufig beim Überqueren von Flüssen und Eisenbahnen verwendet. Stromkabel können als städtische Stromübertragungs- und -verteilungsleitungen und Fernleitungsleitungen in Industrie- und Bergbauunternehmen verwendet werden, um die Landbelegung zu reduzieren und die Umwelt zu verschönern. Die Entwicklung des Elektrischen Energiebaus treibt direkt die Entwicklung des Landes voran. Im Strombau spielt Das Stromkabel eine wichtige Rolle. Es wird von elektrischen Stromnutzern wegen seines geringen Einflusses von äußerem Klima, Verschleierung, Haltbarkeit, hoher Isolationsleistung, guter wasserdichter und säuresicherer Leistung, starkem Zug- und Kompressionswiderstand geliebt. Es ist jedoch einfach, einige Fehler im Prozess der Verwendung zu haben, wie mechanische Beschädigungen, Bleipaket Korrosion und übermäßige Korrosion Wärmealterung, etc. Daher muss das Netzkabel durch routinemäßige Vorpräventivprüfung auf versteckte Fehler geprüft werden, um den normalen Betrieb des Stromsystems zu gewährleisten.
Nach iec840 oder cigrewg21.03 besteht der Zweck der Feldprüfung nicht darin, die Herstellungsqualität von Kabel- oder Kabelzubehör zu überprüfen, was im Typtest und Werkstest bestätigt wurde. Der Zweck der Abnahmeprüfung der Baustelle besteht darin, zu überprüfen, ob die Kabelverlegung und die Zubehörinstallation korrekt sind. Das Kabel kann beim Transport, der Handhabung, Lagerung, Verlegung und Verfüllung versehentlich beschädigt werden. Nach iec229 wird bei Kabeln mit einer Außenhüllendicke von 2,5 mm oder mehr 10kV DC-Spannung zwischen Kabelabschirmung und Boden für 1 Minute angelegt. Für den Spannungstest der Kabelhauptisolierung empfiehlt IEC zwei Methoden:
DC-Widerstand Spannung: 3u015min; AC-Widerstand Spannung: u05min.
Die traditionelle DC-Widerstand Spannungsprüfgeräte hat die Vorteile von geringem Gewicht, guter Mobilität und geringer Kapazität. Es hat eine gute Anwendungswirkung für Ölpapier isoliertkabel, aber für XLPE Kabel, ist es erwiesen, dass DC Standstand Spannung Verfahren ist nicht geeignet in Theorie und Praxis.
Die In Artikel 18.0.1 der nationalen Norm genannten Prüfpunkte des Hochspannungskabels sind wie folgt:
1. Messen Sie den Isolationswiderstand;
2. DC-Widerstand Spannungstest und Leckagestrommessung;
3. AC-Widerstand Spannungstest;
4. Messen Sie das Widerstandsverhältnis von Metallschild und Leiter;
5. Überprüfen Sie die Phase an beiden Enden der Kabelleitung;
6. Isolieröl-Test von Öl gefülltkabel;
7. Cross-Verbindungssystem-Test.
Es gibt keinen Prüfpunkt in der nationalen Norm, um das Wasser zu erkennen, das in das Innenfutter und den Äußeren ummantelt ist.
1. Da es unmöglich ist, festzustellen, ob sich wasserin der inneren Schicht des Kabelaußenmantels nach der nationalen Norm befindet, sind die zusätzlichen Prüfpunkte in jeder Provinz wie folgt:
1.1. Beurteilen Sie das Verhältnis von Kupferabdeckungswiderstand zu Leiterwiderstand. Der Schritt besteht darin, den DC-Widerstand von Kupferschild und Leiter bei gleicher Temperatur mit Doppelwandbrücke zu messen. Wenn das Verhältnis der ersten zu der letzteren höher ist als das vor dem Betrieb, zeigt es an, dass der DC-Widerstand der Kupferschildschicht zunimmt und der Kupferschild korrodiert sein kann; wenn das Verhältnis niedriger ist als vor dem Betrieb, zeigt es an, dass der Kontaktwiderstand des Leiteranschlusspunkts im Zubehör zunehmen kann. Im Allgemeinen wird im Feldtest der Isolationswiderstandswert von Stahlpanzerung und Schild gemessen, und das Widerstandsverhältnis wird verwendet, um zu beurteilen, ob der Außenmantel und die Innenauskleidung des Kabels überflutet sind.
1.2. Verwenden Sie ein Megohmmeter, um den Isolationswiderstand zu messen. Die Schritte sind wie folgt: Verwenden Sie ein 500V Megohmmeter, um den Isolationswiderstand der Außenhülle des Innenfutters des Gummi- und Kunststoffkabels zu messen. Wenn der Isolationswiderstand pro Kilometer weniger als 0,5 Megohm beträgt, verwenden Sie die folgenden Methoden, um weiter zu beurteilen. Verwenden Sie ein Multimeter, um den Isolationswiderstand zu messen. Nach dem Prinzip der Primärbatterie sind die Metallschicht, die Panzerschicht und die Beschichtungsmaterialien des Gummi- und Kunststoffkabels Kupfer, Blei, Eisen, Zink und Aluminium Die Elektrode und das Potenzial dieser Metalle sind + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v bzw. -1,33V, nachdem das Wasser in die innere Schicht der außenhülle des Gummikunststoffkabels eindringt. Das Prinzip ist, dass, wenn die äußere Hülle des Gummi-Kunststoffkabels beschädigt ist und das Wasser in die innere Schicht eindringt, das Potenzial auf dem Boden von -0,76V auf dem verzinkten Stahlband der Panzerschicht erzeugt wird, da das Grundwasser elektrolyt ist. Wenn der Äußere Mantel oder Innenauskleidung beschädigt ist und Wasser eindringt, wenn der Isolationswiderstand pro Kilometer niedriger als 0,5 Megohm ist, verwenden Sie die positiven und negativen Sonden des Multimeters, um den Isolationswiderstand der Panzerschicht gegen den Boden oder die Panzerungsschicht zur Kupferabschirmungsschicht abwechselnd zu messen. Zu diesem Zeitpunkt wird die im Messkreis gebildete Primärbatterie in Reihe mit der Trockenbatterie im Multimeter verbunden. Wenn die Polaritätskombination die Spannung addiert, ist der gemessene Widerstandswert kleiner; im Gegenteil, der gemessene Widerstandswert ist größer. Wenn also der Unterschied zwischen den beiden oben gemessenen Isolationswiderstandswerten groß ist, zeigt er an, dass die Primärbatterie gebildet wurde, und es kann beurteilt werden, dass der äußere Mantel und das Innenfutter beschädigt wurden.
Wenn beispielsweise ein Gummi- und Kunststoffkabelmantel beschädigt und gedämpft ist, betragen die gemessenen Widerstände 7 Ka ohm bzw. 55 Ka Ohm.
2. Für die Spannungsprüfung von Kabeln sieht die nationale Norm vor, dass dc spannungsstandtest und AC-Spannungstest durchgeführt werden sollten, aber die lokalen Provinzen wählen eine von ihnen nach ihrer eigenen tatsächlichen Situation. Nun werden die Vor- und Nachteile der beiden wie folgt verglichen: XLPE-Kabel sollten keiner DC-Spannungsprüfung unterzogen werden, sondern einer Ac-Spannungsprüfung unterzogen werden.
2.1 DC-Widerstand spannungsprüfung:
Es ist ein allgemeines Prinzip der Hochspannungsprüfung, dass das auf das geprüfte Objekt angelegte Prüfspannungsfeld den Betriebszustand von Hochspannungsgeräten simulieren sollte. Der DC-Widerstand Spannungstest ist sehr effektiv, um die Defekte von papierisolierten Kabeln zu finden, aber es kann nicht effektiv sein, um XLPE isolierte Kabel, und es kann auch negative Auswirkungen haben, vor allem in den folgenden Aspekten:
2.1.1 Die elektrische Feldverteilung des XLPE-Kabels unter Wechselstrom- und Gleichspannung ist unterschiedlich. Die XLPE-Isolationsschicht besteht aus Polyethylen durch chemische Vernetzung, die zur integrierten Isolationsstruktur gehört, und ihre Dielektrizitätskonstante beträgt 2.1-2.3, was weniger durch 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 wird im umgekehrten Verhältnis zur Dielektrizitätskonstante verteilt, die relativ stabil ist. Unter Gleichspannung wird die elektrische Feldverteilung in der Isolationsschicht durch den Volumenwiderstand des Materials bestimmt, und sie wird in einem positiven Verhältnis verteilt, und der Verteilungskoeffizient des Isolationswiderstands ist nicht einheitlich. Insbesondere die Verteilung der elektrischen Netzstärke in Kabelzubehör wie Kabelklemme und Anschlussdose unterscheidet sich völlig von der der elektrischen DC-Feldstärke, und der Alterungsmechanismus der Isolierung unter Wechselspannung unterscheidet sich von dem unter Gleichspannung. Daher kann dc standstand Spannungstest kann nicht den Betriebszustand von XLPE-Kabel simulieren.
2.1.2 XLPE-Kabel erzeugt "Akkumulationseffekt" unter Gleichspannung zu speichern und akkumulieren unipolare Restladung. Es dauert lange, bis die Restladung aufgrund der Ladungsakkumulation während der DC-Beständigungsspannungsprüfung freigegeben wird. Wenn das Kabel in Betrieb genommen wird, bevor die DC-Restladung vollständig freigegeben wird, wird die DC-Restspannung auf den Spitzenwert der Leistungsfrequenzspannung überlagert, wodurch der Spannungswert auf dem Kabel die Nennspannung unter Betriebsbedingungen überschreitet, was die Isolationsalterung beschleunigt, die Lebensdauer des Kabels verkürzt und sogar zu einem Isolationsausfall führt.
2.1.3 Eine fatale Schwäche des XLPE-Kabels besteht darin, dass Wasserzweige in der Isolierung leicht zu bilden sind. Unter Gleichspannung werden Wasserzweige schnell in elektrische Zweige wechseln und Entladung bilden, was die Verschlechterung der Isolierung beschleunigt und zum Zusammenbruch unter Leistungsfrequenzspannung führt. Der Reinenwasserzweig kann jedoch einen erheblichen Spannungswert unter AC-Betriebsspannung für einen bestimmten Zeitraum beibehalten.
2.1.4 Überblendung oder Panne bei dc-Hochspannungsprüfung vor Ort kann zu Schäden an der normalen Kabel- und Gelenkisolierung führen. Darüber hinaus kann dc standstand Spannungstest nicht effektiv einige Defekte unter Wechselspannung finden, wie mechanische Beschädigungen oder verlegten Spannungskegel in Kabelzubehör. Der Ort, an dem die Isolierung am anfälligsten für den Abbau unter Wechselstromspannung ist oft nicht in der Lage, unter Gleichspannung zu brechen. Bei Gleichspannung tritt der Isolationsausfall häufig an der Stelle auf, an der die Isolierung normalerweise nicht unter AC-Arbeitsbedingungen zerfällt.
2.2 AC-Widerstand Spannungstest:
Da der DC-Widerstandspannungstest die Betriebsfeldstärke von XLPE-isolierten Kabeln nicht simulieren kann und den erwarteten Testeffekt nicht erzielen kann, erwägen wir die Verwendung eines AC-Hochspannungstests. Aufgrund der unterschiedlichen Kapazitätswerte der Kabel sollten wir zunächst den Kapazitätswert des Netzkabels vor dem Test messen und den kapazitiven Strom unter der Prüfspannung entsprechend dem Kapazitätswert berechnen, um das entsprechende Prüfgerät auszuwählen.
2.2.1 es wird davon ausgegangen, dass die Nennspannung der Kabel in den meisten Kraftwerken 6kV beträgt und die Länge meist innerhalb von 1,5 km liegt, so dass wir die herkömmliche AC-Widerstandspannungstestmethode anwenden können. Wenn ein 50kV, 20KVA Prüftransformator verwendet wird, ist sein maximaler Ausgangsstrom 1000mA. Nach I = 2 π fuc, am Beispiel 6kV Kabel, die maximale Kapazität des Kabels, die von diesem Testtransformator getestet werden kann, ist 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 bei einigen Großraumkabeln, wenn das herkömmliche AC-Widerstandsspannungsprüfverfahren angewandt wird, wird ein Testtransformator mit großer Kapazität benötigt, und auch die Kapazität des Spannungsreglers und der Stromversorgung ist erforderlich. Es ist oft schwierig, vor Ort zu tun, und es ist zeitaufwändig und mühsam, Testinstrumente mit großen Fahrzeugen und Kränen zu transportieren und zu platzieren. Daher verwenden wir Frequenzumwandlungstest, Serie oder Serie Parallelresonanz-Methode, um die Spannungswiderstand Prüfung des Kabels entsprechend der spezifischen Situation durchzuführen.
2.2.3 Ultra-Niederfrequenz 0,1Hz Standspannungstest:
Nach der Prüfkapazität (Formel s = wcus2 = 2 x fus2kva, wo C-Testkabelkapazität, US – Testspannung, f-Power-Frequenz, Chinas 50 Hz) ist zu sehen, kann man sehen, dass im Vergleich zu 50 Hz Spannung 0,1 Hz AC Spannung 1 / 500 der Leistung der letzteren benötigt, so dass es tragbare Geräte für den Einsatz vor Ort ohne Probleme produzieren kann. Derzeit wird diese Methode hauptsächlich bei der Prüfung von Mittel- und Niederspannungskabeln eingesetzt.
Die Praxis vor Ort zeigt, dass der Standspannungstest von XLPE-Kabeln mit 0,1 Hz-Ultra-Niederfrequenzspannung 1,5-1,8-mal 50 Hz-Spannung betragen kann, was einfacher ist, Kabelisolationsfehler als DC-Widerstand spannung zu finden, und einfacher ist, Isolationsfehler als 50 Hz Ac-Spannung zu belichten.
2.2.4 Variable Frequenzresonanz hält Spannungstest stand:
Frequenzumwandlungsresonanztestsystem kann nicht nur die Anforderungen von Hochspannungs-XLPE-Kabeln erfüllen, sondern hat auch die Vorteile von geringem Gewicht und guter Mobilität, die für Feldtests geeignet ist. Der feste Reaktor wird als Resonanzreaktor verwendet, um Resonanz durch Frequenzmodulation zu realisieren. Der Frequenzbereich beträgt 30-300hz, was cigrewg21.09 "empfohlene Anleitung für abschlussprüfung von Hochspannungs extrudierten isolierten Kabeln" entspricht. Ac-Spannung der Leistungsfrequenz und ungefähre Leistungsfrequenz (30-300hz) wird empfohlen. Diese Art von Wechselspannung kann die gleiche Feldstärke wie unter der Betriebsbedingung reproduzieren. Es hat die Vorteile einer guten Äquivalenz, hoher Effizienz, leichter Ausrüstung und nahezu unbegrenzter Probenlänge.
Zusammenfassend lässt sich zusammenfassen, dass es angesichts der geringen Kapazität und des Volumens der Leistungsfrequenzprüfgeräte auf dem Kabelgelände, die einfach zu transportieren und zu bedienen sind, effektiver ist, Kabeldefekte zu finden als die herkömmliche Gleichstrom-Bestandspannung, so dass die Leistungsfrequenz- oder Frequenzumwandlungsresonanztestmethode für die Abnahmeprüfung der Kabelstelle verwendet werden sollte. Darüber hinaus kann die Frequenzumwandlungsresonanzvorrichtung die Anforderungen des vernetzten Polyethylenkabel-Übergabetests von 10kV und 220kV und höher erfüllen, so dass empfohlen wird, dass Frequenzumwandlungsresonanzspannung Spannung vorzuziehen ist.