Los cables eléctricos se utilizan comúnmente como líneas eléctricas para centrales eléctricas, subestaciones y empresas industriales y mineras, así como para cruzar ríos y vías férreas.
El cable de alimentación utilizado como líneas de transmisión y distribución urbanas y las empresas industriales y mineras dentro de la línea principal pueden ocupar menos terreno y embellecer el medio ambiente.
El desarrollo de la construcción de energía eléctrica condujo directamente al desarrollo del país, el cable de alimentación en la construcción de energía juega un papel importante, a los afectados por el clima externo, el ocultamiento, el aislamiento duradero, alto, resistente al agua y ácido puede ser bueno, fuerte a la tracción, compresivo, y los usuarios de energía eléctrica adoran, pero en el proceso de uso es fácil que aparezcan fallas, como daños mecánicos, corrosión del plomo, envejecimiento por calor, etc.
Por lo tanto, el cable de alimentación debe verificar su falla oculta mediante su prueba preventiva de rutina para garantizar el funcionamiento normal del sistema de energía.
De acuerdo con los procedimientos recomendados de IEC840 o CIGREWG21.03, el propósito de la prueba de campo no es probar la calidad de fabricación del cable o la calidad de fabricación de los accesorios del cable, que se ha confirmado en la prueba de tipo y la prueba de fábrica.
El propósito de la prueba de aceptación de finalización de campo es verificar si el tendido de cables y los accesorios están instalados correctamente.
Pueden ocurrir daños accidentales a los cables en el proceso de transporte, manipulación, almacenamiento, tendido y relleno.
El método de inspección es según IEC229, para el cable cuyo grosor de cubierta exterior es mayor o igual a 2,5 mm, se aplican 10 kV CC entre el blindaje del cable y el suelo y la tensión se mantiene durante 1 minuto.
IEC recomienda dos métodos para la prueba de resistencia al voltaje del aislamiento principal del cable:
Voltaje DC soportado: 3U015 minutos;
Voltaje AC soportado: U05 minutos.
El método tradicional de resistencia a voltaje de CC tiene las ventajas de peso ligero, buena movilidad y baja capacidad del equipo de prueba, y tiene un buen efecto en la aplicación de cable aislado con papel de aceite. Sin embargo, para el cable XLPE, se ha demostrado que no es adecuado adoptar el método de resistencia de voltaje CC tanto en teoría como en la práctica.
El artículo 18.0.1 de GB estipula los elementos de prueba del cable de alta tensión:
1. Mida la resistencia del aislamiento;
Prueba de voltaje DC soportado y medición de corriente de fuga;
Prueba de presión CA; 3.
4. Mida la resistencia de la capa protectora de metal y la relación de resistencia del conductor;
5. Verifique la fase en ambos extremos del circuito del cable;
6. Prueba de aceite de aislamiento para cables llenos de aceite;
7. Prueba del sistema de conexión cruzada.
No se requiere ningún elemento de prueba para detectar la entrada de agua del revestimiento del cable y la cubierta exterior en la norma nacional. Ahora, la prueba y el juicio se discuten de la siguiente manera:
1. Debido a que las disposiciones de la norma nacional no pueden detectar si la capa de revestimiento de la cubierta exterior del cable está inundada, los elementos de prueba agregados por las provincias incluyen:
1.1. Utilice la resistencia del revestimiento de cobre y la relación de resistencia del conductor para juzgar.
El procedimiento consiste en medir la resistencia CC del blindaje de cobre y el conductor a la misma temperatura utilizando un puente de doble pared.
Cuando la relación entre la capa de corriente y la última aumenta, indica que la resistencia de CC del blindaje de cobre aumenta y el blindaje de cobre puede estar corroído.
Cuando esta relación se reduce en comparación con antes de la puesta en servicio, indica que es probable que aumente la resistencia de contacto en el punto de conexión del conductor en el accesorio.
Generalmente, en el experimento de campo, se mide el valor de resistencia de la armadura de acero y el aislamiento del blindaje, y la relación de resistencia se usa para juzgar si la cubierta exterior y el revestimiento del cable están inundados.
1.2. Utilice un megóhmetro para medir el valor de resistencia del aislamiento para juzgar.
Sus pasos para usar el megóhmetro de 500 V miden la capa de revestimiento exterior de goma y el cable de plástico de la resistencia del aislamiento, cuando la resistencia del aislamiento es inferior a 0.5 ohmios por kilómetro, luego use el siguiente método para un juicio más profundo, se usa un multímetro para medir la resistencia del aislamiento , utilizando el principio de batería galvánica, como resultado de la capa de metal de cable de caucho y plástico, la capa blindada y el material de revestimiento es cobre, plomo, hierro, zinc y aluminio, etc., cuando la cubierta exterior de la capa interna del cable en agua , el electrodo de metal, potencial + respectivamente 0.334, 0.122, 0.44, 0.76 V y 1.33 V, el principio es que,
Cuando la cubierta exterior del cable de caucho y plástico se daña y se introduce agua en el cable, el agua subterránea es un electrolito y la tira de acero galvanizado de la capa blindada producirá un potencial de -0,76 V al suelo.
Cuando la vaina exterior o el revestimiento interior están dañados y el agua se introduce en el agua, cuando la resistencia del aislamiento por kilómetro es inferior a 0,5 megaohmios, el medidor positivo y negativo del multímetro se utiliza para medir la resistencia del aislamiento de la armadura a el suelo o la armadura a la capa de blindaje de cobre en rotación. En este momento, la celda galvánica formada en el bucle de medición se conecta en serie con la celda seca en el multímetro.
Cuando la combinación de polaridad hace que el voltaje se agregue, el valor de resistencia medido es pequeño.
Por el contrario, el valor de resistencia medido es mayor.
Por lo tanto, cuando los valores de resistencia de aislamiento medidos por los dos anteriores son grandes, indica que se ha formado la celda galvánica y se puede juzgar que la cubierta exterior y la capa de revestimiento se han dañado e inundado.
Por ejemplo, una funda de cable de goma y plástico daña la humedad, mide la resistencia de 7 mil ohmios y 55 mil ohmios respectivamente.
2, prueba de voltaje del cable, el estándar nacional para voltaje CC, prueba de voltaje CA, pero las provincias locales de acuerdo con su propia situación real para elegir uno de ellos, ahora las ventajas y desventajas de los dos se comparan de la siguiente manera: el cable XLPE no debe Realice una prueba de voltaje de CC, pero debe hacer una prueba de voltaje de CA.
2.1 Prueba de resistencia a tensión CC:
Como principio general de las pruebas de alto voltaje, el campo de voltaje de prueba aplicado al elemento de prueba debe simular el funcionamiento del aparato de alto voltaje.
Si bien la prueba de tensión soportada de CC es muy eficaz para encontrar defectos en cables aislados con papel, no es necesariamente eficaz para cables aislados XLPE y puede tener efectos negativos, principalmente en los siguientes aspectos:
2.1.1 La distribución del campo eléctrico del cable XLPE es diferente bajo voltaje CA y CC. La capa de aislamiento XLPE está hecha de polietileno por reticulación química. Es una estructura de aislamiento monolítica, y su constante dieléctrica es 2.1-2.3, que se ve menos afectada por los cambios de temperatura.
Bajo voltaje de CA, la distribución del campo eléctrico en la capa de aislamiento del cable XLPE está determinada por la constante dieléctrica de cada medio, es decir, la intensidad del campo eléctrico es inversamente proporcional a la constante dieléctrica, y esta distribución es relativamente estable.
Bajo voltaje de corriente continua, la distribución del campo eléctrico en la capa de aislamiento está determinada por la resistividad volumétrica del material y se distribuye en proporción directa, mientras que el coeficiente de distribución de la resistencia de aislamiento no es uniforme.
Especialmente en la cabeza del terminal del cable, la caja del conector y otros accesorios del cable, la distribución de la intensidad del campo eléctrico de CA y la distribución de la intensidad del campo eléctrico de CC es completamente diferente, y el mecanismo de envejecimiento del aislamiento bajo voltaje de CA y voltaje de CC es diferente.
Por lo tanto, la prueba de voltaje soportado de CC no puede simular la condición de funcionamiento del cable XLPE.
2.1.2 El cable XLPE producirá" acumulación" efecto bajo voltaje de CC para almacenar la carga residual unipolar acumulada.
Se necesita mucho tiempo para que esta carga residual se libere de la acumulación de carga causada por la prueba de tensión soportada de CC.
Si el cable se pone en funcionamiento antes de que la carga residual de CC se libere por completo, el voltaje residual de CC se superpondrá al voltaje de frecuencia de potencia pico, haciendo que el valor de voltaje en el cable exceda el voltaje nominal en condiciones de operación, lo que acelerará el envejecimiento del aislamiento y acortar la vida útil del cable, o incluso la ruptura del aislamiento.
2.1.3 Una de las fatales debilidades del cable XLPE es que es fácil generar ramas de agua en el aislamiento. Las ramas de agua se convertirán rápidamente en ramas eléctricas bajo voltaje de CC y formarán una descarga, lo que acelera el deterioro del aislamiento y conduce a una ruptura bajo el voltaje de frecuencia de energía después de la operación.
Sin embargo, la rama de agua puede mantener una considerable resistencia al voltaje durante un período de tiempo bajo voltaje de trabajo de CA.
2.1.4 La explosión o avería durante la prueba de campo de CC HV puede dañar el aislamiento normal de cables y uniones.
Además, la prueba de voltaje de resistencia de CC no puede encontrar de manera efectiva algunos defectos bajo la acción del voltaje de CA, como en los accesorios del cable, aislamiento si hay daño mecánico o defectos de cono de tensión fuera de lugar.
Cuando es más probable que el aislamiento se rompa con el voltaje de CA, a menudo no puede romperse con el voltaje de CC.
La ruptura del aislamiento bajo voltaje de CC generalmente ocurre en el lugar donde no ocurre la ruptura del aislamiento en condiciones de trabajo de CA.
2.2 Prueba de presión CA:
Dado que la prueba de tensión soportada de CC no puede simular la intensidad del campo operativo del cable aislado XLPE y no puede lograr el efecto de prueba deseado, consideramos utilizar la prueba de alta tensión de CA.
Debido a que el valor de capacitancia del cable es diferente, primero debemos medir el valor de capacitancia del cable de alimentación antes de la prueba, calcular la corriente de capacitancia bajo el voltaje de prueba de acuerdo con el valor de capacitancia, para seleccionar el instrumento de prueba apropiado.
2.2.1 Se entiende que la tensión nominal de la mayoría de los cables de las centrales eléctricas es de 6 kV y la longitud de la mayoría de los cables es inferior a 1,5 km, por lo que podemos adoptar el método de prueba convencional de resistencia a la tensión de CA.
Si se utiliza un transformador de prueba de 50 kV y 20 kVA, su corriente de salida máxima es de 1000 mA. De acuerdo con I=2π Fuc, tomando un cable de 6 kV como ejemplo, el valor máximo de capacitancia del cable probado por este transformador de prueba es 265 NF (F=50 Hz, U=12 kV).
2.2.2 Para algunos cables de gran capacidad, como el método de prueba convencional de resistencia al voltaje de CA, se requieren transformadores de prueba de gran capacidad, y la capacidad del regulador de voltaje y la fuente de alimentación también es particularmente grande.
El sitio a menudo es difícil de hacer, el transporte de instrumentos de prueba, a menudo es necesario utilizar automóviles grandes, grúas, etc., que requieren mucho tiempo y son laboriosos.
Por lo tanto, de acuerdo con la situación específica, utilizamos la prueba de conversión de frecuencia, el método de resonancia en serie o serie y en paralelo para realizar la prueba de voltaje del cable.
2.2.3 Prueba de voltaje de 0.1Hz de frecuencia ultrabaja:
Según la capacidad de prueba (fórmula S=WCUS2=2∏ FUS2KVA, capacidad del cable C según la fórmula, EE. UU. - es el voltaje de prueba, F - frecuencia de potencia, 50 Hz en China), se puede ver que el voltaje de CA de 0,1 Hz y Voltaje de 50Hz, el primero necesita potencia equivalente a 1/500 del segundo, por lo que se puede utilizar en el campo sin ningún problema para producir equipos portátiles.
En la actualidad, este método se utiliza principalmente en la prueba de cables de media y baja tensión.
Según la práctica de campo, cuando se lleva a cabo la prueba de resistencia al voltaje del cable XLPE, el voltaje de prueba puede ser 1,5-1,8 veces mayor que el de 50 Hz cuando se utiliza el voltaje de frecuencia ultrabaja de 0,1 Hz. Es más fácil encontrar los defectos de aislamiento del cable que el voltaje de CC, y es más fácil exponer y romper los defectos de aislamiento que el voltaje de CA de 50 Hz.
2.2.4 Prueba de voltaje resonante de conversión de frecuencia:
El sistema de prueba resonante de conversión de frecuencia no solo puede cumplir con los requisitos de resistencia al voltaje del cable XLPE de alto voltaje, sino que también tiene las ventajas de peso ligero y buena movilidad, por lo que es adecuado para pruebas de campo.
El dispositivo utiliza un reactor fijo como reactor resonante para lograr resonancia en forma de modulación de frecuencia. El rango de ajuste de frecuencia es 30-300Hz, que está en línea con el voltaje de CA de la frecuencia de potencia y la frecuencia de potencia aproximada (30 ~ 300Hz) recomendada en CIGREWG21.09" Pautas para la prueba de finalización de cables aislados exprimidos de alto voltaje" ;.
El voltaje de CA puede reproducir la misma intensidad de campo que la condición de operación, con buena equivalencia, alta eficiencia, equipo portátil y una longitud casi ilimitada de la muestra.
En resumen, en vista de la pequeña capacidad y volumen del equipo de prueba de frecuencia de potencia de campo de cable, fácil de transportar y operar, y los defectos del cable son más efectivos que la resistencia de voltaje de CC convencional, por lo que la frecuencia de potencia o el método de prueba de resonancia de conversión de frecuencia debe adoptarse para llevar a cabo la prueba de aceptación de terminación de campo de cable.
Además, el dispositivo resonante de conversión de frecuencia puede cumplir con los requisitos de la prueba de transferencia de cable XLPE de L10kV y 220kV y superiores, por lo que se sugiere que la resistencia al voltaje resonante de conversión de frecuencia debe ser la primera opción.