Abstrakt: Dette papir analyserer manglerne og problemerne i DC modstå spænding test på XLPE kabel, og vælger frekvens konvertering resonans enhed til AC modstå spænding test på stedet ved sammenligning;
Nøgleord: højspændingskabel, DC modstå spændingstest, AC modstå spændingstest
forord:
Elkabler bruges ofte som elledninger til kraftværker, transformerstationer og industri- og minevirksomheder. De er også almindeligt anvendt, når de krydser floder og jernbaner. Elkabel kan bruges som bymæssige eltransmissions- og distributionslinjer og hovedledninger i industri- og minevirksomheder for at reducere jordbesættelsen og forskønne miljøet. Udviklingen af el-byggeri direkte driver udviklingen af landet. Inden for elkonstruktion spiller strømkablet en vigtig rolle. Det er elsket af elektriske superbrugere på grund af dets lille indflydelse af eksternt klima, fortielse, holdbarhed, høj isoleringsydelse, god vandtæt og syretæt ydeevne, stærk træk- og kompressionsmodstand. Det er dog let at have nogle fejl i brugsprocessen, såsom mekanisk skade, blypakkekorrosion og overdreven korrosion Varmeældning osv. Derfor skal strømkablet testes for skjulte fejl ved rutinemæssig forebyggende test for at sikre, at strømsystemet fungerer normalt.
Ifølge iec840 eller cigrewg21.03 er formålet med feltprøven ikke at kontrollere fremstillingskvaliteten af kabel- eller kabeltilbehør, hvilket er blevet bekræftet ved typetest og fabrikstest. Formålet med godkendelsestesten for færdiggørelse af stedet er at kontrollere, om kabellægningen og tilbehørsinstallationen er korrekt. Kablet kan blive beskadiget ved et uheld i færd med transport, håndtering, opbevaring, lægning og genopfyldning. Ifølge iec229, for kabler med ydre kappetykkelse på 2,5 mm eller mere, påføres 10kV DC-spænding mellem kabelskjoldet og jorden i 1 minut. Til modstå spændingstest af kabelledningsisolering anbefaler IEC to metoder:
DC modstå spænding: 3u015min; AC modstå spænding: u05min.
Det traditionelle DC modstå spænding testudstyr har fordelene ved let vægt, god mobilitet og lav kapacitet. Det har en god applikationseffekt for oliepapirisoleret kabel, men for XLPE-kabel er det bevist, at DC modstå spændingsmetode ikke er egnet i teori og praksis.
De i artikel 18.0.1 i den nationale standard omhandlede prøveemner på højspændingskabler er følgende:
1. Mål isoleringsmodstanden
2. DC modstår spændingstest og lækagestrømsmåling
3. Vekselstrøms modstå spændingstest
4. Mål modstandsforholdet mellem metalskjold og leder.
5. Kontroller fasen i begge ender af kabellinjen.
6. Isolerende olieprøve på oliefyldt kabel;
7. Krydssammenkoblingssystemtest.
Der er ingen prøveemne i den nationale standard til påvisning af det vand, der kommer ind i kablets indre foring og ydre kappe
1. Da det er umuligt at påvise, om der er vand i det indre lag af kabel ydre kappe i henhold til den nationale standard, de ekstra testelementer i hver provins er som følger:
1.1. Bedømmes efter forholdet mellem kobberdækselsmodstand og ledermodstand. Trinnet er at måle DC-modstanden af kobberskjold og leder ved samme temperatur med dobbeltvægsbro. Når forholdet mellem førstnævnte og sidstnævnte er højere end før drift, indikerer det, at DC-modstanden af kobberskjoldlaget øges, og kobberskjoldet kan korroderes; Når forholdet er lavere end før drift, indikerer det, at kontaktmodstanden på ledertilslutningspunktet i tilbehøret kan øges. Generelt måles i felttesten isoleringsmodstandsværdien af stålpanser og skjold, og modstandsforholdet bruges til at bedømme, om kablets ydre kappe og indre foring er oversvømmet.
1.2. Brug et megohmmeter til at måle isoleringsmodstanden. Trinene er som følger: Brug et 500V megohmmeter til at måle isoleringsmodstanden af den ydre kappe af gummi- og plastkablets indre foring. Når isoleringsmodstanden pr. kilometer er mindre end 0,5 megohm, skal du bruge følgende metoder til yderligere at bedømme. Brug et multimeter til at måle isoleringsmodstanden. I henhold til princippet om primært batteri, gummi- og plastkablets metallag, rustningslag og belægningsmaterialer er kobber, bly, jern, zink og aluminium Elektroden og potentialet i disse metaller er henholdsvis + 0,334, -0,122, -0,44, -0,76v og -1,33 v, efter at vandet kommer ind i det indre lag af gummikablets ydre kappe. Princippet er, at når gummiplastkablets ydre kappe er beskadiget, og vandet kommer ind i det indre lag, vil potentialet til jorden på -0,76 v blive genereret på den galvaniserede stålstrimmel i rustningslaget, fordi grundvandet er elektrolyt. Når den ydre kappe eller indre foring er beskadiget, og vandet kommer ind, når isoleringsmodstanden pr. kilometer er lavere end 0,5 megohm, skal du bruge multimeterets positive og negative sonder til at måle rustningslagets isoleringsmodstand til jorden eller rustningslaget til kobberafskærmningslaget skiftevis. På dette tidspunkt er det primære batteri, der dannes i målekredsløbet, forbundet i serie med det tørre batteri i multimeteret. Når polaritetskombinationen får spændingen til at tilføje, er den målte modstandsværdi mindre; Tværtimod er den målte modstandsværdi større. Derfor, når forskellen mellem de to ovennævnte målte isoleringsmodstandsværdier er stor, indikerer det, at det primære batteri er dannet, og det kan vurderes, at den ydre kappe og indre foring er blevet beskadiget.
For eksempel, efter at en gummi- og plastkabelskeath er beskadiget og dæmpet, er de målte modstande henholdsvis 7 Ka ohm og 55 Ka ohm.
2. For spænding modstå test af kabler, den nationale standard fastsætter, at DC spænding modstå test og AC spænding modstå test bør udføres, men de lokale provinser vælger en af dem i henhold til deres egen faktiske situation. Nu sammenlignes fordele og ulemper ved de to som følger: XLPE-kabler bør ikke være underlagt DC spændingsstandtest, men bør være underlagt AC spænding modstå test.
2.1 DC modstå spændingstest:
Det er et generelt princip for højspændingstest, at det prøvespændingsfelt, der påføres det afprøvede objekt, skal simulere højspændingsapparatets driftstilstand. DC modstå spænding test er meget effektiv til at finde fejl i papirisolerede kabler, men det kan ikke være effektiv til XLPE isolerede kabler, og det kan også have negative virkninger, primært i følgende aspekter:
2.1.1 Den elektriske feltfordeling af XLPE-kabel under vekselstrøms- og DC-spænding er anderledes. XLPE isoleringslaget er lavet af polyethylen gennem kemisk krydsning, som tilhører integreret isoleringsstruktur, og dens dielektriske konstant er 2,1-2,3, hvilket er mindre påvirket af temperaturændring. Under AC-spænding bestemmes den elektriske feltfordeling i isoleringslaget på XLPE-kablet af den dielektriske konstant for hvert medium, det vil sige den elektriske feltintensitet fordeles i omvendt forhold til den dielektriske konstant, som er relativt stabil. Under DC-spænding bestemmes den elektriske feltfordeling i isoleringslaget af materialets volumenmodstand, og det fordeles i en positiv andel, og isoleringsmodstandens fordelingskoefficient er ikke ensartet. Især er fordelingen af ac elektrisk feltstyrke i kabeltilbehør såsom kabelterminal og samledåse helt forskellig fra DC elektrisk feltstyrke, og isoleringsmekanismen under AC-spænding er forskellig fra den under DC-spænding. Derfor kan DC modstå spændingstest ikke simulere driften af XLPE-kablet.
2.1.2 XLPE-kabel vil producere "akkumuleringseffekt" under DC-spænding for at lagre og akkumulere enpolet restladning. Det tager lang tid at frigøre restladningen på grund af opladningsakkumulering under DC modstå spændingstest. Hvis kablet tages i brug, før DC-restladningen er helt frigivet, vil DC-restspændingen blive lagt oven på spidsværdien af strømfrekvensspændingen, hvilket får spændingsværdien på kablet til at overstige den nominelle spænding under driftsforhold, hvilket vil fremskynde isoleringsældningen, forkorte kablets levetid og endda føre til isoleringsnedbrud.
2.1.3 En dødelig svaghed ved XLPE-kablet er, at vandgrene er lette at danne i isoleringen. Under DC-spænding vil vandgrene hurtigt skifte til elektriske grene og danne udledning, hvilket fremskynder forringelsen af isoleringen og forårsager nedbrud under strømfrekvensspænding. Den rene vandgren kan dog opretholde en betydelig modstå spændingsværdi under vekselstrømsarbejdsspænding i en periode.
2.1.4 flashover eller nedbrud under DC højspændingstest på stedet kan forårsage skade på normal kabel- og ledisolering. Desuden kan DC modstå spændingstest ikke effektivt finde nogle fejl under VEKselstrømsspænding, såsom mekanisk skade eller forkert placeret stresskegler i kabeltilbehør. Det sted, hvor isoleringen er mest tilbøjelig til at bryde sammen under vekselstrømsspænding, er ofte ude af stand til at bryde sammen under DC-spænding. Under DC-spænding sker isoleringsnedbrydningen ofte på det sted, hvor isoleringen normalt ikke nedbrydes under vekselstrømsarbejdsforhold.
2.2 Vekselstrøms modstå spændingstest:
Da DC modstå spænding test ikke kan simulere driftsfelt styrke XLPE isoleret kabel og kan ikke opnå den forventede test effekt, vi overvejer at bruge AC højspændingstest. På grund af kablernes forskellige kapacitanceværdier skal vi først måle strømkablets kapacitanceværdi før testen og beregne kapacitivestrømmen under testspændingen i henhold til kapacitanceværdien for at vælge det relevante testinstrument.
2.2.1 Det er underforstået, at den nominelle spænding af kabler i de fleste kraftværker er 6kV, og længden er for det meste inden for 1,5 km, så vi kan vedtage den konventionelle AC modstå spænding testmetode. Hvis der bruges en 50kV, 20KVA-testtransformer, er den maksimale udgangsstrøm 1000mA. Ifølge I = 2 π fuc, idet 6kV kabel som et eksempel, den maksimale kapacitance af kablet, der kan testes af denne test transformer er 265nf (F = 50Hz, u = 12kV).
2.2.2 For nogle kabler med stor kapacitet kræves der, hvis den konventionelle vekselstrømsmodstandsspændingstestmetode anvendes, storkapacitetstesttransformer, og der kræves også spændingsregulatorkapacitet og strømforsyning. Det er ofte svært at gøre på stedet, og det er tidskrævende og besværligt at transportere og placere testinstrumenter ved hjælp af store køretøjer og kraner. Derfor bruger vi frekvenskonverteringstest, serie eller serie parallel resonansmetode til at udføre spændingsstandtesten af kablet i henhold til den specifikke situation.
2.2.3 ultra lavfrekvent 0,1 Hz modstå spændingstest:
Ifølge testkapaciteten (formel s = wcus2 = 2 Π fus2kva, hvor C-test kabel kapacitance, USA - test spænding, f-power frekvens, Kinas 50 Hz), kan det ses, at sammenlignet med 50 Hz spænding, 0,1 Hz AC spænding behov 1 / 500 af kraften i sidstnævnte, så det kan producere bærbare udstyr til on-site brug uden problemer. På nuværende tidspunkt anvendes denne metode hovedsageligt i testen af mellem- og lavspændingskabler.
Feltøvelsen viser, at modståspændingstesten af XLPE-kabel med 0,1 Hz ultralav frekvensspænding kan være 1,5-1,8 gange 50 Hz spænding, hvilket er lettere at finde kabelisoleringsfejl end DC modstå spænding og lettere at udsætte isoleringsfejl end 50 Hz AC-spænding.
2.2.4 Test af variabel frekvensresonans med spændingsprøve:
Frekvenskonvertering resonans testsystem kan ikke kun opfylde kravene i højspænding XLPE kabel, men har også fordelene ved let vægt og god mobilitet, som er egnet til felttest. Den faste reaktor bruges som resonansreaktor til at realisere resonans ved frekvensmodulation. Frekvensområdet er 30-300hz, hvilket er i overensstemmelse med cigrewg21.09 "anbefalet vejledning til færdiggørelsestest af højspændingsudstrålende isolerede kabler". Vekselstrømsspænding af effektfrekvens og omtrentlig effektfrekvens (30-300hz) anbefales. Denne form for vekselstrømsspænding kan reproducere den samme feltstyrke som under driftstilstanden. Det har fordelene ved god ækvivalens, høj effektivitet, let udstyr og næsten ubegrænset prøvelængde.
For at opsummere, i betragtning af den lille kapacitet og mængden af effektfrekvens testudstyr på kabelstedet, let at bære og betjene, er det mere effektivt at finde kabelfejl end den konventionelle DC modstå spænding, så effektfrekvensen eller frekvens konvertering resonans testmetode bør anvendes til kabel site afslutning accept test. Desuden kan frekvenskonverteringsresonansenheden opfylde kravene til krydsforbundet polyethylenkabeloverdragelsestest på 10kV og 220 kV og derover, så det anbefales, at frekvenskonverteringsresonans modstå spænding foretrækkes.