ניתוח בחירת מצב בדיקת כבלים במתח גבוה

כבלי חשמל משמשים בדרך כלל כקווי חשמל לתחנות כוח, לתחנות משנה ולמפעלים תעשייתיים וכרייתיים, וכן לחציית נהרות ומסילות ברזל.

כבל חשמל המשמש כקווי הולכה והפצה עירוניים ומפעלי תעשייה וכרייה בתוך הקו הראשי יכול לתפוס פחות אדמות, לייפות את הסביבה.

התפתחות בניית החשמל הובילה ישירות להתפתחות המדינה, כבל החשמל בבניין הכוח ממלא תפקיד חשוב, הוא מושפע מאקלים חיצוני, הסתרה, עמיד, בידוד גבוה, עמיד למים וחומצה יכול מתיחה חזקה, חזקה, דחיסה, וכוח חשמל שמשתמשים אוהבים, אך בתהליך השימוש קל להופיע תקלה כלשהי, כגון נזק מכני, קורוזיה של עופרת, הזדקנות חום וכו '.

לכן על כבל החשמל לבדוק את תקלה הנסתרת על ידי בדיקת המניעה השגרתית שלו כדי להבטיח את פעולתה הרגילה של מערכת החשמל.

על פי ההליכים המומלצים IEC840 או CIGREWG21.03, מטרת הבדיקה בשטח היא לא לבדוק את איכות ייצור הכבלים או את איכות ייצור אביזרי הכבלים, שאושרה במבחן הסוג ובבדיקת המפעל.

מטרת מבחן קבלת השלמת השדה היא לבדוק האם הנחת הכבלים והאביזרים מותקנים כהלכה.

נזק מקרי עלול להתרחש בכבלים בתהליך הובלה, טיפול, אחסון, הנחה ומילוי חוזר.

שיטת הבדיקה היא על פי IEC229, עבור הכבל שעובי המעטפת החיצוני שלו גדול או שווה ל- 2.5 מ"מ, מוחל 10kV DC בין מגן הכבל לקרקע והמתח עומד למשך דקה אחת.

חברת החשמל ממליצה על שתי שיטות לבדיקת עמידות מתח של בידוד ראשי בכבלים:

מתח עמידה DC: 3U015 דקות;

מתח לעמוד במתח: U05 דקות.

לשיטת התנגדות מתח DC מסורתית יתרונות משקל קל, ניידות טובה ויכולת נמוכה של ציוד הבדיקה, ויש לה השפעה טובה על יישום כבל מבודד נייר שמן. עם זאת, עבור כבל XLPE, הוכח כי אינו מתאים לאמץ את שיטת התנגדות מתח DC הן בתיאוריה והן בפרקטיקה.

GB מאמר 18.0.1 קובע את פריטי הבדיקה בכבלים במתח גבוה:

1. מדוד עמידות בידוד;

DC לעמוד במבחן מתח ומדידת זרם דליפה;

בדיקת לחץ AC; 3.

4. מדוד את ההתנגדות של שכבת מיגון מתכתית ואת יחס ההתנגדות של המוליך;

5. בדוק את השלב בשני קצוות מעגל הכבלים;

6. בדיקת שמן בידוד לכבלים מלאים בשמן;

7. בדיקת מערכת חיבור צולבת.

אין פריט בדיקה נדרש לזיהוי מי הכניסה של רירית הכבלים והנדן החיצוני בתקן הלאומי. כעת נדון המבחן ושיפוט כדלקמן:

1. מכיוון שהוראות התקן הלאומי אינן יכולות לזהות אם שכבת הציפוי של מעטפת הכבל החיצונית מוצפת, פריטי הבדיקה שהוסיפו הפרובינציות כוללים:

1.1. השתמש בהתנגדות של ציפוי נחושת וביחס ההתנגדות של המוליך כדי לשפוט.

ההליך הוא למדוד את עמידות ה- DC של מגן הנחושת והמוליך באותה טמפרטורה באמצעות גשר בעל דופן כפולה.

כאשר היחס בין השכבה הנוכחית לזו האחרונה עולה, זה מצביע על כך שהתנגדות ה- DC של מגן הנחושת גוברת, ומגן הנחושת עשוי להיות מאוכלס.

כאשר יחס זה מצטמצם בהשוואה לפני ההפעלה, זה מצביע על כך שהתנגדות המגע בנקודת חיבור המוליך במצורף עשויה לגדול.

בדרך כלל בניסוי השטח נמדד ערך ההתנגדות של שריון פלדה ובידוד מגן, ויחס ההתנגדות משמש כדי לשפוט אם המעטה החיצוני ורירית הכבל מוצפים.

1.2. השתמש במד מגה כדי למדוד את ערך ההתנגדות לבידוד כדי לשפוט.

הצעדים שלה להשתמש ב 500 וולט מגה-ממטר מדוד גומי רירית וכבל פלסטיק שכבת נדן חיצונית של התנגדות בידוד, כאשר התנגדות הבידוד נמוכה מ- 0.5 אוהם לקילומטר, ואז השתמש בשיטה הבאה להערכת שיפוט, משתמשים במולטימטר למדידת התנגדות הבידוד , באמצעות עקרון הסוללה הגלוונית, כתוצאה משכבת ​​המתכת של כבל הגומי והפלסטיק, שכבת השריון וחומר הציפוי הוא נחושת, עופרת, ברזל, אבץ ואלומיניום וכו ', כאשר המעטה החיצוני של השכבה הפנימית של הכבל במים , אלקטרודת המתכת, פוטנציאל + בהתאמה 0.334, 0.122, 0.44, 0.76 V ו- 1.33 V, העיקרון הוא,

כאשר המעטה החיצוני של כבל הגומי והפלסטיק ניזוק ונכנסים מים לכבל, מי התהום הם אלקטרוליט, ורצועת הפלדה המגולוונת של שכבת השריון תייצר פוטנציאל של -0.76V לקרקע.

כאשר המעטפת החיצונית או הציפוי הפנימי נפגעים והמים נלקחים למים, כאשר התנגדות הבידוד לקילומטר נמוכה מ 0.5 מגה אמה, עט המדידה החיובי והשלילי של המולטימטר משמש למדידת עמידות הבידוד של השריון הקרקע או השריון לשכבת מגן הנחושת בסיבוב. בשלב זה, התא הגלווני שנוצר בלולאת המדידה מחובר בסדרה עם התא היבש במולטימטר.

כאשר שילוב הקוטביות גורם למתח להוסיף, ערך ההתנגדות הנמדד קטן.

נהפוך הוא, ערך ההתנגדות הנמדד גדול יותר.

לכן, כאשר ערכי התנגדות הבידוד שנמדדו על ידי השניים לעיל גדולים, זה מצביע על כך שנוצר התא הגלווני, וניתן לשפוט כי המעטה החיצוני ושכבת הציפוי נפגעו והוצפו.

לדוגמא, מעטפת כבל מגומי ופלסטיק פוגעת בלחות, התנגדות מדודה של 7,000 אוהם ו -55 אלף אוהם בהתאמה.

2, מבחן מתח כבלים, התקן הלאומי למתח DC, בדיקת מתח AC, אך הפרובינציות המקומיות על פי מצבן בפועל לבחור אחת מהן, כעת משווים את היתרונות והחסרונות של השניים כדלקמן: כבל XLPE לא צריך לעשות בדיקת מתח DC, אבל צריך לעשות בדיקת מתח AC.

2.1 בדיקת עמידה במתח DC:

כעיקרון כללי של בדיקות מתח גבוה, שדה מתח הבדיקה המופעל על פריט הבדיקה אמור לדמות את פעולת מכשיר המתח הגבוה.

בעוד שבדיקת מתח עמידות DC יעילה מאוד למציאת פגמים בכבלים מבודדים מנייר, היא אינה יעילה בהכרח עבור כבלים מבודדים XLPE, ועלולה להיות לה השפעות שליליות, בעיקר בהיבטים הבאים:

2.1.1 התפלגות השדה החשמלי של כבל ה- XLPE שונה במתח AC ו- DC. שכבת הבידוד XLPE עשויה מפוליאתילן באמצעות קישור כימי. זהו מבנה בידוד מונוליטי, והקבוע הדיאלקטרי שלו הוא 2.1-2.3, המושפע פחות משינויי טמפרטורה.

תחת מתח AC, חלוקת השדה החשמלי בשכבת הבידוד של כבל XLPE נקבעת על ידי הקבוע הדיאלקטרי של כל מדיום, כלומר עוצמת השדה החשמלי פרופורציונאלית באופן הפוך לקבוע הדיאלקטרי, והתפלגות זו יציבה יחסית.

תחת מתח הזרם הישיר, התפלגות השדה החשמלי בשכבת הבידוד נקבעת על ידי התנגדות הנפח של החומר ומופצת בפרופורציה ישירה, בעוד שמקדם חלוקת התנגדות הבידוד אינו אחיד.

במיוחד בראש מסוף הכבלים, תיבת המחברים ואביזרי כבלים אחרים, חלוקת עוצמת השדה החשמלי AC והתפלגות עוצמת השדה החשמלי DC שונה לחלוטין, ומנגנון ההזדקנות של בידוד תחת מתח AC ומתח DC שונה.

לכן, בדיקת מתח העמידה DC אינה יכולה לדמות את מצב הריצה של כבל ה- XLPE.

2.1.2 כבל XLPE יפיק" הצטברות" השפעה תחת מתח DC לאחסון מטען שיורי חד קוטבי שנצבר.

לוקח זמן רב עד שהמטען השיורי הזה משתחרר מהצטברות המטען הנגרמת על ידי בדיקת מתח העמידה DC.

אם הכבל יופעל לפני שהמטען השיורי של DC ישוחרר במלואו, המתח השיורי של ה- DC יונח על מתח תדר ההספק המרבי, מה שגורם לערך המתח בכבל לחרוג מהמתח המדורג בתנאי הפעלה, שיאיץ את הזדקנות הבידוד. ולקצר את חיי השירות של הכבל, או אפילו תקלה בבידוד.

2.1.3 אחת החולשות הקטלניות של כבל XLPE היא בכך שהוא קל לייצר ענפי מים בבידוד. ענפי המים יהפכו במהירות לענפים חשמליים במתח DC ויוצרים פריקה, מה שמאיץ את הידרדרות הבידוד ומוביל להתמוטטות במתח תדר החשמל לאחר הפעולה.

עם זאת, ענף המים יכול לשמור על עמידות מתח ניכרת למשך פרק זמן תחת מתח עבודה AC.

2.1.4 התמוטטות או התמוטטות במהלך השדה בדיקת HV DC עלולה לגרום לפגיעה בבידוד הרגיל של הכבלים והמפרקים.

בנוסף, בדיקת מתח העמידה DC אינה יכולה למצוא ביעילות פגמים תחת פעולת מתח AC, כמו למשל באביזרי הכבלים, בידוד אם יש נזק מכני או פגמים במתח חרוט.

איפה שהבידוד צפוי להתקלקל במתח AC, לרוב הוא אינו מסוגל להתקלקל תחת מתח DC.

התמוטטות הבידוד במתח DC מתרחשת בדרך כלל במקום בו התמוטטות הבידוד אינה מתרחשת בתנאי עבודה של זרם חילופין.

2.2 בדיקת לחץ AC:

מכיוון שבדיקת מתח העמידה ב- DC אינה יכולה לדמות את עוצמת שדה ההפעלה של הכבל המבודד XLPE ואינה יכולה להשיג את אפקט הבדיקה הרצוי, אנו שוקלים להשתמש במבחן מתח גבוה של AC.

מכיוון שערך הקיבול של הכבל שונה, עלינו למדוד תחילה את ערך הקיבול של כבל החשמל לפני הבדיקה, לחשב את זרם הקיבול מתחת למתח הבדיקה על פי ערך הקיבול, כדי לבחור את מכשיר הבדיקה המתאים.

2.2.1 מובן כי המתח המדורג של מרבית כבלי תחנות הכוח הוא 6 קילו וולט ואורכם של מרבית הכבלים הוא פחות מ -1.5 ק"מ, כך שנוכל לאמץ את שיטת בדיקת המתח המקובלת לעמידה במתח AC.

אם משתמשים בשנאי בדיקה של 50kV ו- 20kVA, זרם הפלט המרבי שלו הוא 1000mA. על פי I=2π Fuc, אם ניקח דוגמה כבל 6kV, ערך הקיבול המרבי של הכבל שנבדק על ידי שנאי בדיקה זה הוא 265NF (F=50Hz, U=12kV).

2.2.2 עבור כמה כבלים בעלי קיבולת גדולה, כגון שיטת בדיקת מתח AC המקובלת, נדרשים שנאי בדיקה בעלי קיבולת גדולה, וגם קיבולת ויסות המתח ואספקת החשמל גדולה במיוחד.

לעתים קרובות קשה לעשות את האתר, הובלת מכשירי בדיקה, לעתים קרובות צריכה להשתמש במכוניות גדולות, מנופים וכו ', זמן רב ועמל.

לכן, על פי המצב הספציפי, אנו משתמשים במבחן המרת תדרים, סדרות או סדרות ושיטת תהודה מקבילה לביצוע בדיקת מתח הכבלים.

2.2.3 מבחן מתח 0.1Hz בתדר נמוך במיוחד:

על פי יכולת הבדיקה (נוסחה S=WCUS2=2∏ FUS2KVA, קיבולת כבל C תחת הנוסחה, ארה"ב - היא מתח הבדיקה, F - תדר הספק, 50 הרץ בסין), ניתן לראות כי מתח AC 0.1Hz ו מתח 50 הרץ, הראשון זקוק להספק המקביל ל -1 / 500 מהאחרונים, ולכן ניתן להשתמש בו בשטח ללא שום בעיה לייצר ציוד נייד.

נכון לעכשיו, שיטה זו משמשת בעיקר בבדיקת כבלים במתח בינוני ונמוך.

על פי תרגול בשטח, כאשר מבוצע עמידה במתח של כבל XLPE, מתח הבדיקה יכול להיות פי 1.5-1.8 מזה של 50 הרץ כאשר משתמשים במתח תדרים נמוך במיוחד של 0.1 הרץ. קל יותר למצוא את פגמי בידוד הכבלים מאשר מתח DC, וקל יותר לחשוף ולפרק את פגמי הבידוד מאשר מתח ה- AC 50 הרץ.

2.2.4 בדיקת מתח תהודה להמרת תדרים:

מערכת בדיקת התהודה להמרת תדרים יכולה לא רק לעמוד בדרישות התנגדות המתח של כבל XLPE במתח גבוה, אלא יש לה יתרונות של משקל קל וניידות טובה, ולכן היא מתאימה לבדיקת שטח.

המכשיר משתמש בכור קבוע ככור מהדהד כדי להשיג תהודה בדרך של אפנון תדרים. טווח כוונון התדרים הוא 30-300 הרץ, התואם את מתח AC של תדר הספק ותדר הספק משוער (30 ~ 300 הרץ) המומלץ ב- CIGREWG21.09" הנחיות לבדיקת השלמה של כבלים מבודדים המתח גבוהים" ;.

מתח AC יכול לשחזר את עוצמת השדה זהה למצב ההפעלה, עם שקילות טובה, יעילות גבוהה, ציוד נייד ואורך כמעט בלתי מוגבל של הדגימה.

לסיכום, לנוכח הקיבולת והנפח הקטנים של ציוד בדיקת תדירות הספק בשדה הכבלים, קל לנשיאה ותפעול, ופגמי הכבלים יעילים יותר מההתנגדות המקובלת במתח DC, כך ששיטת בדיקת התהודה להמרת תדרים או המרה. יש לאמץ בכדי לבצע את מבחן קבלת השלמת שדה הכבלים.

יתר על כן, התקן תהודה להמרת תדרים יכול לעמוד בדרישות בדיקת מסירת כבלים XLPE של L10kV ו- 220kV ומעלה, ולכן מוצע שעמידת מתח בתהודה להמרת תדרים צריכה להיות הבחירה הראשונה.