Силовые кабели обычно используются в качестве линий электропередачи для электростанций, подстанций, промышленных и горнодобывающих предприятий, а также для пересечения рек и железных дорог.
Силовой кабель, используемый в городских линиях передачи и распределения, а также на промышленных и горнодобывающих предприятиях внутри магистральной линии, может занимать меньше земли, улучшая окружающую среду.
Развитие электроэнергетического строительства напрямую привело к развитию страны, силовой кабель в силовом строительстве играет важную роль, он подвержен влиянию внешнего климата, скрытность, долговечность, высокая изоляция, водонепроницаемость и кислотность, хорошая, сильная растяжение, сжимающий, и пользователи электроэнергии любят, но в процессе использования легко могут появиться некоторые неисправности, такие как механическое повреждение, коррозия свинца, тепловое старение и т. д.
Таким образом, силовой кабель должен проверять скрытую неисправность с помощью обычного профилактического теста, чтобы гарантировать нормальную работу энергосистемы.
В соответствии с рекомендованными процедурами IEC840 или CIGREWG21.03 целью полевых испытаний не является проверка качества изготовления кабеля или изготовления кабельной арматуры, что было подтверждено типовым испытанием и заводским испытанием.
Целью приемочного испытания при завершении месторождения является проверка правильности установки прокладки кабеля и аксессуаров.
Случайное повреждение кабелей может произойти в процессе транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ, хранения, прокладки и засыпки.
Метод проверки соответствует стандарту IEC229: для кабеля, толщина внешней оболочки которого больше или равна 2,5 мм, между экраном кабеля и землей подается постоянный ток 10 кВ, и напряжение выдерживается в течение 1 минуты.
МЭК рекомендует два метода проверки сопротивления основной изоляции кабеля напряжению:
Выдерживаемое напряжение постоянного тока: 3U015 минут;
Выдерживаемое напряжение переменного тока: U05 минут.
Традиционный метод сопротивления постоянному напряжению имеет преимущества небольшого веса, хорошей мобильности и малой емкости испытательного оборудования, а также хорошо влияет на применение кабеля с масляно-бумажной изоляцией. Однако для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена было доказано, что метод сопротивления постоянному напряжению не подходит ни в теории, ни на практике.
Статья 18.0.1 GB определяет элементы для испытаний высоковольтных кабелей:
1. Измерьте сопротивление изоляции;
Испытание выдерживаемого постоянного напряжения и измерение тока утечки;
Испытание под давлением переменного тока; 3.
4. Измерьте сопротивление металлического защитного слоя и коэффициент сопротивления проводника;
5. Проверьте фазы на обоих концах кабельной цепи;
6. Испытание изоляционного масла для маслонаполненных кабелей;
7. Проверка системы перекрестных соединений.
В национальном стандарте не требуется тестового объекта для обнаружения воды на входе в кабельную прокладку и внешнюю оболочку. Теперь тест и суждение обсуждаются следующим образом:
1. Поскольку положения национального стандарта не могут определить, затоплен ли слой футеровки внешней оболочки кабеля, тестовые задания, добавленные провинциями, включают:
1.1. Для определения используйте сопротивление медного покрытия и коэффициент сопротивления проводника.
Процедура заключается в измерении сопротивления постоянному току медного экрана и проводника при одинаковой температуре с помощью двустенного моста.
Когда отношение текущего слоя к последнему увеличивается, это указывает на то, что сопротивление медного экрана постоянному току увеличивается, и медный экран может быть подвержен коррозии.
Когда это соотношение уменьшается по сравнению с показателем до ввода в эксплуатацию, это указывает на то, что контактное сопротивление в точке подключения проводов в приставке, вероятно, увеличится.
Обычно в полевых экспериментах измеряется значение сопротивления стальной брони и экранирующей изоляции, и коэффициент сопротивления используется для определения того, затоплены ли внешняя оболочка и футеровка кабеля.
1.2. Используйте мегомметр, чтобы измерить значение сопротивления изоляции, чтобы судить.
Его шаги по использованию мегомметра 500 В измеряли сопротивление изоляции резиновой прокладки и пластикового кабеля внешней оболочки кабеля, когда сопротивление изоляции менее 0,5 Ом на километр, затем используйте следующий метод для дальнейшей оценки, мультиметр используется для измерения сопротивления изоляции , используя принцип гальванической батареи, в результате чего металлический слой кабеля из резины и пластика, армированный слой и материал покрытия - медь, свинец, железо, цинк и алюминий и т. д., когда внешняя оболочка внутреннего слоя кабеля находится в воде , металлический электрод, потенциал + соответственно 0,334, 0,122, 0,44, 0,76 В и 1,33 В, принцип заключается в следующем:
Когда внешняя оболочка резинового и пластикового кабеля повреждается и вода попадает в кабель, грунтовые воды являются электролитом, а оцинкованная стальная полоса армированного слоя создает потенциал -0,76 В относительно земли.
Когда внешняя оболочка или внутренняя облицовка повреждены и вода попадает в воду, когда сопротивление изоляции на километр ниже 0,5 МОм, положительная и отрицательная измерительная ручка мультиметра используется для измерения сопротивления изоляции брони. заземление или броню к медному экранирующему слою поочередно. В это время гальванический элемент, образованный в измерительной петле, соединен последовательно с сухим элементом в мультиметре.
Когда комбинация полярностей увеличивает напряжение, измеренное значение сопротивления мало.
Напротив, измеренное значение сопротивления больше.
Следовательно, когда значения сопротивления изоляции, измеренные двумя указанными выше способами, велики, это указывает на то, что гальванический элемент сформирован, и можно сделать вывод, что внешняя оболочка и слой футеровки были повреждены и затоплены.
Например, резиновая и пластиковая оболочка кабеля повреждают влажные, измеренное сопротивление составляет 7 тысяч Ом и 55 тысяч Ом соответственно.
2, испытание напряжения кабеля, национальный стандарт для напряжения постоянного тока, испытание напряжения переменного тока, но местные провинции в соответствии с их фактической ситуацией, чтобы выбрать один из них, теперь преимущества и недостатки двух сравниваются следующим образом: Кабель из сшитого полиэтилена не должен сделать тест напряжения постоянного тока, но должен сделать тест напряжения переменного тока.
2.1 Испытание на выдерживаемое напряжение постоянного тока:
В качестве общего принципа испытаний высоким напряжением поле испытательного напряжения, прикладываемое к испытуемому объекту, должно имитировать работу высоковольтного прибора.
Хотя испытание выдерживаемым напряжением постоянного тока очень эффективно для обнаружения дефектов в кабелях с бумажной изоляцией, оно не обязательно эффективно для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и может иметь негативные последствия, в основном в следующих аспектах:
2.1.1 Распределение электрического поля кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена различается при переменном и постоянном напряжении. Изоляционный слой из сшитого полиэтилена изготавливается из полиэтилена путем химического сшивания. Это монолитная изоляционная конструкция, а ее диэлектрическая проницаемость составляет 2,1-2,3, что меньше подвержено влиянию температурных изменений.
При переменном напряжении распределение электрического поля в изоляционном слое кабеля из сшитого полиэтилена определяется диэлектрической проницаемостью каждой среды, то есть напряженность электрического поля обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости, и это распределение является относительно стабильным.
Под напряжением постоянного тока распределение электрического поля в изоляционном слое определяется объемным удельным сопротивлением материала и распределяется прямо пропорционально, в то время как коэффициент распределения сопротивления изоляции неоднороден.
В частности, в головке кабельного наконечника, соединительной коробке и других кабельных аксессуарах распределение напряженности электрического поля переменного тока и распределение напряженности электрического поля постоянного тока совершенно разные, а механизм старения изоляции под напряжением переменного тока и напряжением постоянного тока отличается.
Следовательно, испытание на выдерживаемое напряжение постоянного тока не может имитировать рабочее состояние кабеля из сшитого полиэтилена.
2.1.2 Кабель XLPE будет производить" накопление" эффект под напряжением постоянного тока для хранения накопленного униполярного остаточного заряда.
Для высвобождения этого остаточного заряда из накопления заряда, вызванного испытанием выдерживаемого напряжения постоянного тока, требуется много времени.
Если кабель вводится в эксплуатацию до полного высвобождения остаточного заряда постоянного тока, остаточное напряжение постоянного тока будет наложено на пиковое напряжение промышленной частоты, в результате чего значение напряжения на кабеле превысит номинальное напряжение в рабочих условиях, что ускорит старение изоляции. и сократить срок службы кабеля или даже пробить изоляцию.
2.1.3 Одним из фатальных недостатков кабеля из сшитого полиэтилена является то, что в его изоляции легко образуются водяные ветви. Водяные ветви под постоянным напряжением быстро превращаются в электрические ветви и образуют разряд, который ускоряет износ изоляции и приводит к пробою под напряжением промышленной частоты после работы.
Однако водопроводная ветвь может поддерживать значительное сопротивление напряжению в течение определенного периода времени при рабочем напряжении переменного тока.
2.1.4 Пробой или пробой во время полевого испытания на постоянное напряжение высокого напряжения может вызвать повреждение нормальной изоляции кабелей и соединений.
Кроме того, испытание на выдерживаемое напряжение постоянного тока не позволяет эффективно обнаружить некоторые дефекты под действием переменного напряжения, например, в кабельной арматуре, изоляции, если есть механические повреждения или дефекты смещения конуса напряжения.
Если изоляция наиболее вероятно сломается под напряжением переменного тока, она часто не может выйти из строя под напряжением постоянного тока.
Пробой изоляции при постоянном напряжении обычно происходит в том месте, где пробой изоляции не происходит при работе на переменном токе.
2.2 Испытание под давлением переменного тока:
Поскольку испытание выдерживаемым напряжением постоянного тока не может имитировать рабочую напряженность поля кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и не может достичь желаемого испытательного эффекта, мы рассматриваем возможность использования испытания высокого напряжения переменного тока.
Поскольку значение емкости кабеля отличается, мы должны сначала измерить значение емкости кабеля питания перед испытанием, рассчитать ток емкости при испытательном напряжении в соответствии со значением емкости, чтобы выбрать соответствующий измерительный прибор.
2.2.1 Подразумевается, что номинальное напряжение большинства кабелей электростанций составляет 6 кВ, а длина большинства кабелей составляет менее 1,5 км, поэтому мы можем использовать традиционный метод испытания на выдерживаемое напряжение переменного тока.
Если используется испытательный трансформатор на 50 кВ и 20 кВА, его максимальный выходной ток составляет 1000 мА. Согласно I=2π Fuc, на примере кабеля 6 кВ, максимальное значение емкости кабеля, испытанного этим испытательным трансформатором, составляет 265 НФ (F=50 Гц, U=12 кВ).
2.2.2 Для некоторых кабелей большой емкости, таких как традиционный метод испытания на выдерживаемое напряжение переменного тока, требуются испытательные трансформаторы большой емкости, а емкость регулятора напряжения и источника питания также особенно велика.
На объекте часто бывает сложно сделать, транспортировка испытательных инструментов, часто приходится использовать большие автомобили, краны и т. Д., Что требует много времени и усилий.
Поэтому, в зависимости от конкретной ситуации, мы используем метод последовательного или последовательного и параллельного резонанса для проверки напряжения кабеля.
2.2.3 Испытание сверхнизкочастотным напряжением 0,1 Гц:
Согласно испытательной емкости (формула S=WCUS2=2∏ FUS2KVA, емкость C-кабеля по формуле, US - испытательное напряжение, F - частота сети, 50 Гц в Китае), можно увидеть, что напряжение переменного тока 0,1 Гц и Напряжение 50 Гц, для первого требуется мощность, эквивалентная 1/500 мощности второго, поэтому его можно без проблем использовать в полевых условиях для производства портативного оборудования.
В настоящее время этот метод в основном используется при испытании кабелей среднего и низкого напряжения.
В соответствии с практикой в полевых условиях, когда проводится испытание на выдерживаемое напряжение кабеля из сшитого полиэтилена, испытательное напряжение может быть в 1,5–1,8 раза больше, чем 50 Гц, при использовании сверхнизкочастотного напряжения 0,1 Гц. Дефекты изоляции кабеля легче обнаружить, чем напряжение постоянного тока, и легче выявить и устранить дефекты изоляции, чем напряжение переменного тока 50 Гц.
2.2.4 Испытание резонансным напряжением с преобразованием частоты:
Резонансная испытательная система с преобразованием частоты может не только соответствовать требованиям к сопротивлению напряжению высоковольтного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, но также имеет преимущества легкого веса и хорошей мобильности, поэтому она подходит для полевых испытаний.
В устройстве используется неподвижный реактор в качестве резонансного реактора для достижения резонанса путем частотной модуляции. Диапазон регулировки частоты составляет 30–300 Гц, что соответствует напряжению переменного тока промышленной частоты и приблизительной частоте сети (30–300 Гц), рекомендованной в CIGREWG21.09" Руководящие указания по завершающим испытаниям высоковольтных взрывоизолированных кабелей" ;.
Напряжение переменного тока может воспроизводить ту же напряженность поля, что и в рабочих условиях, с хорошей эквивалентностью, высокой эффективностью, портативным оборудованием и практически неограниченной длиной образца.
Подводя итог, следует отметить, что ввиду небольшой емкости и объема испытательного оборудования промышленной частоты в поле кабеля, его легко переносить и эксплуатировать, а дефекты кабеля более эффективны, чем обычное сопротивление постоянному напряжению, поэтому метод резонансного испытания промышленной частоты или преобразования частоты должны быть приняты для проведения приемочных испытаний завершения кабельного поля.
Кроме того, резонансное устройство с преобразованием частоты может соответствовать требованиям испытаний на переключение кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ и 220 кВ и выше, поэтому рекомендуется, чтобы выдерживаемое резонансное напряжение с преобразованием частоты было первым выбором.