Войти
Тестирование кабеля СНЧ (очень низкая частота) - это метод тестирования среднего и высокого напряжения (СН и ВН) кабели. Преимущество систем СНЧ в том, что они могут быть небольшими и легкими; делая их полезными - особенно для полевых испытаний, когда транспорт и пространство могут быть проблемами. Поскольку внутренняя емкость силового кабеля должна заряжаться под напряжением, источники напряжения системной частоты намного больше, тяжелее и дороже, чем их низкочастотные альтернативы. Традиционно испытание DC hipot использовалось для полевых испытаний кабелей, но испытание постоянным током оказалось неэффективным для испытаний на устойчивость современных кабелей с изоляцией на полимерной основе (XLPE, EPR). Также было показано, что испытания на постоянном токе сокращают оставшийся срок службы кабелей с устаревшей полимерной изоляцией.
Испытания кабелей СНЧ поддерживаются стандартами IEC 60502 (до 35 кВ) и IEEE 400.2 (до 69 кВ). По мере разработки оборудования СНЧ с более высоким напряжением стандарты могут быть адаптированы для увеличения уровня напряжения для приложений.
Испытание СНЧ можно использовать несколькими способами:
Высоковольтные испытания на устойчивость используются в сочетании с измерениями частичных разрядов на кабелях с твердым диэлектриком и аксессуарах на производственных предприятиях для обеспечения качества готовых компонентов кабельной системы от среднего до сверхвысокого напряжения. Таким образом, для коммунальных предприятий вполне естественно также использовать испытания на устойчивость и частичный разряд в качестве испытаний при вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании кабельных систем в полевых условиях. Цель этих испытаний такая же, как и при заводских испытаниях, а именно обнаружение любых дефектных компонентов кабельной системы до выхода из строя. Испытания на стойкость могут проводиться с использованием различных источников напряжения от постоянного тока до 300 Гц, они просты в эксплуатации, а оборудование может быть недорогим. Вот некоторые наблюдения для испытания на устойчивость к СНЧ (на основе результатов CDFI):
Распределительные кабели среднего напряжения и аксессуары к ним составляют важную часть систем энергоснабжения. В системах используются изоляционные материалы с низкой диэлектрической проницаемостью и низкими потерями. Диэлектрическая проницаемость и потери являются диэлектрическими свойствами изоляционного материала. По мере старения системы эти диэлектрические свойства могут изменяться. Диэлектрические потери можно оценить, поскольку они могут увеличиваться на несколько порядков в течение срока службы систем. Этот подход хорошо коррелирует с некоторыми потерями наростов в устаревшей полимерной изоляции, такой как водяные деревья.
Измерение тангенса дельта представляет собой метод диагностики кабеля, который оценивает общее состояние изоляции кабельной системы, которое может быть представлено в упрощенной эквивалентной схеме, состоящей из двух элементов; резистор и конденсатор. Когда в систему подается напряжение, общий ток является результатом вкладов тока конденсатора и тока резистора. Тан-дельта определяется как отношение между резистивным током и емкостным током. Измерения проводятся в автономном режиме.
На практике удобно измерять диэлектрические свойства при СНЧ 0,1 Гц. Это уменьшает размер и требования к мощности источника питания, а также увеличивает разрешение резистивной составляющей (близкой к составляющей постоянного тока) диэлектрических потерь (а не емкостной составляющей).
Используя IEEE 400.2, применяются три различных критерия для диагностики системы изоляции кабеля с использованием значения Tan δ. Один критерий использует величину значения Tan δ в качестве инструмента для диагностики, а другой использует разницу в значениях Tan δ для конкретных электрических напряжений или уровней напряжения. Последний широко известен как «наклон вверх» значения Tan δ. Результаты для обоих критериев часто интерпретируются с использованием рекомендаций, приведенных в руководстве. В руководстве представлен иерархический уровень, на котором оценивается система изоляции кабеля. Основные недостатки этого подхода:
Источник СНЧ может использоваться для подачи напряжения на изоляцию и инициирования частичных разрядов из-за дефектов в изоляции. Поскольку испытание находится в автономном режиме, испытательное напряжение можно изменять, чтобы измерить напряжение начала и затухания частичного разряда. Для определения источника разряда можно использовать методы TDR, а с помощью калибратора можно выполнить эталонное измерение, чтобы представить измеренное значение pd в пКл.
Измерения частичных разрядов в СНЧ имеют те же преимущества и ограничения, что и другие измерения частичных разрядов, и данные, полученные с использованием разных источников напряжения, имеют такие же погрешности.
Следует отметить, что разные дефекты могут иметь разные характеристики в зависимости от окружающей среды и источника возбуждения. Влияние этого на окончательное решение, вероятно, незначительно. Даже при более высоких напряжениях критерии обнаружения (например, в Cigre WG B1.28) и расчет серьезности не определены и не зависят от измеренных свойств ЧР. Следовательно, обнаружение источников частичных разрядов в настоящее время более важно, чем определение характеристик дефектов.
Обнаружение дефектов особенно полезно для новых кабелей, где анализ серьезности, возможно, менее важен для принятия решения. Любые дефекты в новых установках должны быть исправлены. Для устаревших систем серьезность частичных разрядов может быть оценена путем рассмотрения различных характеристик частичных разрядов. К сожалению, не существует независимого руководства, которое можно было бы использовать для классификации степени тяжести после одного измерения. Тенденция может быть установлена на основе повторных измерений, и поэтому важно, чтобы условия измерения тщательно контролировались и повторялись, чтобы сравнение повторных измерений было достоверным.
Типичные характеристики частичных разрядов, которые могут способствовать анализу серьезности, включают:
Есть некоторые отраслевые дебаты (большая часть которых коммерчески мотивирована) использование различных источников напряжения для подачи питания на кабели и преимущества различных методов диагностики при использовании вместе с разными источниками.
Теоретический подход
Кабель подвержен эксплуатационным нагрузкам при системном напряжении и частоте, а источники напряжения, которые отличаются (по величине, форме волны или частоте), будут оказывать на кабель другие нагрузки, чем те испытаны в условиях эксплуатации. Дефекты и повреждения также могут реагировать по-разному, а диагностические показания могут отличаться в зависимости от типов дефектов. Сторонники этого подхода будут утверждать, что эти различия умаляют коммерческие преимущества, предлагаемые конкурирующими источниками напряжения.
Практический подход
Электрооборудование имеет частоту отказов, которая является обратной по сравнению с его надежностью. Методы тестирования направлены на повышение надежности системы изоляции, а анализ влияния тестирования на надежность тестируемой сети свидетельствует об эффективности метода тестирования; независимо от отличий от эксплуатационных нагрузок.
Вероятность
Нарушение изоляции - это случайный процесс, и ошибочно определять отдельные события и относить их к конкретному источнику. Отказ системы изоляции после хорошего диагностического показания (или наоборот) следует ожидать при любом испытании с использованием любого источника напряжения. Лучшие тесты будут лучшими предикторами состояния, но никакие тесты не должны считаться безошибочными.
