Испытание кабеля повышенным напряжением: нормы, методика, схема

Параметры современных электрических систем способны обеспечить необходимый уровень напряжения и его качество для любых потребителей. А за счет масштабной застройки больших городов, близкого расположения промышленных объектов, нагромождения их коммуникаций, большая часть линий выполняются силовыми кабелями. Из-за воздействия внешних факторов изоляция электрооборудования способна утрачивать защитные свойства, что приводит к сбоям и нарушению нормального режима работы. Для предотвращения аварийных ситуаций на кабельных линиях и своевременного выявления дефектов осуществляется испытание кабеля повышенным напряжением.

Подготовка к испытанию

В связи с тем, что повышенное напряжение несет потенциальную угрозу как самому оборудованию, так и персоналу, существует методика испытаний, регламентирующая определенную последовательность действий. Первым этапом является оформление работ, подготовка места работы, оборудования и самого кабеля.

Следует оговориться, что к электрическим испытаниям допускаются лишь те лица, которые достигли совершеннолетия, прошли медосмотр, периодическую проверку знаний по электробезопасности. Испытания, в обязательном порядке, оформляются нарядом, а бригаде проводится инструктаж по охране труда.

По отношению к испытуемой электроустановке предъявляются такие требования:

• Перед испытанием с кабеля обязательно снимается напряжение, все металлические элементы (экраны, броня), на которые подача напряжения не производится, должны заземляться.
• Предварительно с кабеля удаляется остаточный заряд, для этого провода и металлические части заземляются на 2 минуты.
• До подачи повышенного напряжения на жилы кабеля, осмотрите его на наличие загрязнителей на видимых участках или в воронках. При обнаружении таковых поверхность очищается, после чего могут производиться высоковольтные процедуры.
• При отрицательной температуре испытания не проводятся. Это обусловлено тем, что лед выступает в роли диэлектрика и сопротивление изоляции будет значительно больше реальной величины. Помимо этого, разработка траншеи и откопка кабеля в замерзшем грунте значительно усложняется. В связи с чем, при нулевых или более низких температурах, испытание целесообразно только в случае аварии.
• До начала испытания посредством мегомметра обязательно проверяется сопротивление от каждой жилы к  металлической оболочке кабеля и между фазами.
• Величину тока утечки, напряжение на киловольтметре можно начинать фиксировать только спустя минуту, с момента установки испытательного напряжения на нужной отметке.

Причины и физика испытания

Профиспытания повышенным напряжением используются для выявления слабых мест в изоляции кабеля. Не зависимо от материала диэлектрика: пластмассовый, резиновый, полиэтиленовый или маслонаполненный кабель воспринимает нагрузку от испытательной установки на одну жилу, а остальные металлические части подключаются к земле.

В результате чего изоляция находится под потенциалом, в разы превышающим номинальный.

От подачи на жилы повышенного потенциала в изоляции возникает ионизация, а в местах нахождения каких-либо дефектов, неоднородностей или включений инородных материалов скапливается достаточное для протекания малых токов количество заряженных частиц. Такие включения и дефекты могли образоваться в результате неудовлетворительных условий эксплуатации, аварийных режимов или из-за естественного старения материала.

Все изъяны, из-за малого сопротивления, начинают ионизироваться и пропускать электрический ток все большей величины по микроскопическим каналам в диэлектрике. Из-за этого сопротивление изоляции уменьшается вплоть до пробоя. Если пробой не наступает, а дефект оказывает существенное влияние, его можно зафиксировать по изменению величины тока утечки.

Данная методика дает уверенность, что при номинальном токе изоляция кабеля выдержит нагрузку до следующих испытаний.

Схемы испытаний

Для проверки прочности изоляции кабеля могут использоваться различные устройства, обеспечивающие на выходе повышенное напряжение. Но, независимо от конкретной модели, схема  измерений и работы строится по такому принципу.

Рисунок 1. Схема измерений

Посмотрите на схему (рис. 1.), здесь изображено:

1 – обмотки трансформатора с функцией регулировки уровня напряжения (автотрансформатор),

2 – высоковольтный трансформатор для подачи напряжения на испытуемый объект,

3 – панель управления,

4 – испытуемый кабель,

5 – трансформатор питания катодной цепи кенотрона.

На схеме  рассматривается метод испытания, когда к одной из жил кабеля подведено повышенное напряжение, а остальные заземлены.

С началом испытаний от автотрансформатора  через киловольтметр подается напряжение на первичную обмотку испытательного агрегата. Вторичная обмотка которого заземляется через амперметр, именно он и показывает значение тока утечки.

Испытуемая обмотка, помимо амперметра, содержит резистор R для ограничения  величины переменного тока, в случае пробоя. Вторым выводом резистор подключается к аноду кенотрона, катод которого запитывается от преобразователя накала.

Нормы испытаний

В ходе испытаний высоковольтный провод получает нагрузку повышенным напряжением, но поднимается оно плавно от нулевой отметки до установленной величины. Продолжительность воздействия составляет 5 минут для периодических и 10 минут во время приемо-сдаточных испытаний для кабелей с пластмассовой и бумажной изоляцией. После каких-либо ремонтных работ или при изменениях в схеме время испытания кабеля составляет 10 – 15 минут. Кабель с резиновой изоляцией испытывается повышенным напряжением  5 минут во всех случаях.

Все данные устанавливаются государственными документами – ПУЭ и ПТЭЭП. В зависимости от параметров сети и технических характеристик кабеля существуют такие пределы  подачи повышенного напряжения (см. таблицу ниже):

Тип кабеля	Номинальное напряжение кабеля, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Продолжительность испытания, мин
С бумажной изоляцией	3—10	6 Uв	10
	20—35	5 Uв	10
	110	300	15
	220	450	15
С резиновой изоляцией	3	6	15
	6	12	5

Посмотрите, в таблице вы можете увидеть значение выпрямленного напряжения, подаваемого непосредственно на сам кабель. Оно отличается от номинального напряжения, выдаваемого испытательным трансформатором и по величине и по роду. U_В обозначает номинальное напряжение кабеля, а цифры указывают во сколько раз испытательное напряжение должно превышать номинальное.

Ток утечки не является параметром для контроля или выбраковки. Но в случае его скачков, колебаний во время испытания повышенным напряжением, можно смело утверждать о наличии дефектов. В таком случае подачу напряжения на кабель необходимо осуществлять до пробоя, но не больше 15 минут. Вместе с током рассчитывают и коэффициент асимметрии,  их нормы вы можете увидеть в таблице:

Кабели напряжением, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Допустимые значения токов утечки, мА	Допустимые значения коэффициента асимметрии,
6	36 45	0,2 0,3	8 8
10	50 60	0,5 0,5	8 8
20	100	1,5	10
35	140 150 175	1,8 2,0 2,5	10
110	285	не нормируется	не нормируется
150	347	не нормируется	не нормируется
220	510	не нормируется	не нормируется
330	670	не нормируется	не нормируется
500	865	не нормируется	не нормируется

Отклонение от значений, приведенных в таблице, может свидетельствовать о серьезных изменениях в изоляции кабельной линии.

В случае, когда не было  пробоя, отсутствовали электрические разряды, хлопки, внезапное нарастание или колебания постоянного тока во время испытания, кабель считается годным. В частных случаях, лицо ответственное за электрохозяйство может самостоятельно устанавливать испытательные сроки и параметры в разрез заводских норм.

Аппараты для испытаний

• АИИ – 70 – одна из наиболее популярных стационарных установок, применяемых в испытании и фазировке силовых кабелей, вводов, проверке прочности жидких диэлектриков на пробой и т.д. Может обеспечивать как постоянное напряжение на выходе (максимально 70 кВ), так и переменное (50 кВ).
• АИД-70 – является диодным аналогом предыдущей модели. Наиболее широко применяется для испытания как постоянным, так и переменным напряжением в передвижках или переносных агрегатах, в лабораториях.
• ИВК-5, АИ-2000, КУ-65 и прочие – установки с диодной схемой. Применяется для продавливания вторичных электрических цепей.

Принципиальная схема ИВК

Как и в других схемах, здесь используется трансформатор (АТ), диодные выпрямители (В), резисторы (Р), трансформатор тока (Т) сигнальные светодиоды и устройства для съема показаний (v, mA). На том же принципе основан ряд других портативных устройств.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Возьмите кабель с несколькими жилами, и соедините вывод установки с одной из фаз, остальные заземлите, для одножильных кабелей ничего кроме брони или экрана заземлять не нужно. Если к одному проводнику подводится напряжение, а другие заземляются, то оголенные концы разводятся на расстояние не менее 15 см. В случае проведения профилактических испытаний, подключение испытательной установки осуществляется на концевых муфтах. В аварийных ситуациях присоединение может выполняться в местах раздела, как более целесообразных точках для измерений.

Схема подключения кабеля

Силовой трансформатор преобразует напряжение и ток промышленной частоты до нужного уровня, затем подает через выпрямитель на кабель. Методика измерений требует плавного наращивания напряжения со скоростью около 1 – 2кВ в течении одной секунды до получения необходимой величины. После того, как стрелка киловольтметра установится в нужную позицию, начинается отсчет времени. По результатам снимаются данные с приборов на установке и фиксируются в соответствующих документах – протоколах и кабельных журналах.

Для завершения  измерений  ручка автотрансформатора выводится в ноль. Отключается кнопка питания, устанавливается блокировка от случайной подачи напряжения. Обратите внимание, на высоковольтный вывод  обязательно завешивается заземление. После чего можно приступать к разборке схемы.

В случае если изоляция выполнена из сшитого полиэтилена, кабель не допускается испытывать выпрямленным током из-за возможности скопления  локальных объемных зарядов. По причине дороговизны таких кабелей, их порча чревата большими затратами. Поэтому следует прибегать к принципиально иной технологии проверки.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

К кабелям таких марок целесообразно подводить переменное напряжение низкой частоты, с целью планомерного и полного рассеивания местных зарядов при переходе синусоиды через ноль. При этом удаляются даже те заряды, которые могли возникнуть в процессе эксплуатации из-за режима питания.

В завершение, для кабелей, продавленных повышенным напряжением, в обязательном порядке выполняется проверка электрической прочности их изоляции. Так как воздействие такого напряжения могло нарушить ее диэлектрические свойства.

Периодичность

Для кабелей, рассчитанных на напряжение от 2 до 35 кВ с пластмассовой и бумажной оболочкой, в течении первых 2 лет с момента запуска в работу устанавливается периодичность испытания повышенным напряжением раз в год. В случае отсутствия аварий, реконструкций, которые могли быть причиной каких-либо изменений, за первые два года, испытания разрешается проводить реже – раз в 2 года. В противном случае, сроки остаются теми же. Если такой кабель эксплуатируется на территориях подстанций, заводов и прочих промышленных объектов, где доступ к ним затруднен, разрешается проводить испытание не реже, чем раз в 3 года.

Кабели, рассчитанные на напряжение 110  — 500кВ подлежат проверке через 3 года с момента их ввода в эксплуатацию. После чего,  в случае отсутствия аварийных ситуаций или реконструкций, испытание может производиться с периодичностью раз в 5 лет.

Для кабелей, оснащенных резиновой изоляцией, в случае питания стационарных устройств электроустановок, периодичность высоковольтных испытаний составляет 1 раз в год. Для сезонных электроустановок испытания должны проводиться перед началом сезона. Такую же процедуру необходимо выполнять при пуске в эксплуатацию электроустановок после их длительного отключения.

Допускается не производить испытания кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией в случае если:

• используется в качестве питающих вводов и длина кабеля менее 100 м;
• срок их службы уже более 15 лет, а удельное количество отказов не менее 30 раз на 100 км в год;
• в ближайшие 5 лет планируется их реконструкция или полный демонтаж.

Оформление результатов испытаний в виде протокола (пример)

После проведения испытаний, все данные заполняются в соответствующие графы протокола. Пример заполнения которого можно увидеть на рисунке.

Пример заполнения протокола

В графе о лицах, проводивших испытания, ставятся фамилии и подписи работников, участвовавших в соответствующих процедурах. После чего протокол визируется начальником лаборатории и хранится в установленном порядке.

Интересное видео

Испытание кабелей повышенным напряжением: правила, технологии, оборудование

При эксплуатации кабельных линий электропередач большой проблемой является пробой изоляции там, где это невозможно определить ни визуальным осмотром, ни применением низковольтного мегаомметра. Наглядный пример — образование микротрещин в изоляции кабеля, которые заполняются влагой. Когда такие трещины не доходят от внешней поверхности кабеля до токопроводящей жилы, мегаомметр не может определить их наличие. В то же время, между трещиной, заполненной влагой, и токопроводящей жилой есть тонкий слой изоляции. При подаче рабочего напряжения этот тонкий слой изоляции не выдерживает и происходит пробой.

Поэтому кабели тестируют под напряжением выше номинального, что позволяет выявить скрытые дефекты. Правила испытаний описаны в действующем ПУЭ-7.

Для кабелей на напряжение, не превышающее 1 кВ, применяется только измерение сопротивления изоляции высоковольтным (на 2,5 кВ) мегаомметром. При этом оно не должно быть меньше 0,5 МОм. Исключение составляют лишь кабели на 1 кВ с пластмассовой изоляцией — они испытываются повышенным напряжением (см. табл. № 1).

Для кабелей на напряжение свыше 1 кВ используется испытание повышенным напряжением выпрямленного тока (использование в ПУЭ-7 термина «выпрямленного тока» связано с тем, что на практике применяются выпрямители без фильтров, то есть на выходе у них есть пульсации) согласно табл. № 1. Для кабелей в бумажной и пластмассовой изоляцией до 35 кВ длительность испытания составляет 10 мин., для кабелей с резиновой изоляцией на 3 – 10 кВ — 5 мин, для кабелей с любым типом изоляции на 110 – 500 кВ — 15 мин.

Таблица № 1. Испытательные напряжения выпрямленного тока для различных типов силовых кабелей

Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ
2	3	6	10	20	35	110	150	220	330	500
12	18	36	60	100	175	285	347	510	670	865
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ					Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ
1	3	6	10	110	3		6		10
5	15	36	60	285	6		12		20

 

Если речь идет о кабеле в пластмассовой изоляции, не имеющем брони и расположенном на открытом пространстве, то его испытывать выпрямленным напряжением не требуется.

Кабели на 110 – 500 кВ с изоляцией любого типа, можно испытывать не только выпрямленным, но и переменным напряжением частотой 50 Гц. В таком случае эффективное значение напряжения должно составлять 1,73 от указанного в документации для данного кабеля номинального значения напряжения.
Сопротивления изоляции кабеля нужно измерять специальным мегаомметром, который дает разницу потенциалов на измерительных клеммах, равную 2,5 кВ. Измерения делаются до и после испытаний на пробой, по ним делаются выводы о состоянии изоляции. Но как трактовать результаты измерений, если для кабелей на напряжение свыше 1 кВ в ПУЭ-7 не нормируется значение сопротивления изоляции? Есть два варианта. Первый — следует или ориентироваться на характеристики, заявленные производителем кабеля. Если же таковых нет, то переходим ко второму варианту. Нужно воспользоваться эмпирическим правилом — данное сопротивление должно быть не менее 10 МОм.

Для кабелей на напряжение от 6 до 35 кВ нормируются ток утечки. Кроме этого, может нормироваться асимметрия токов утечки для нескольких жил в кабеле (отношение между минимальной и максимальной утечками тока). При испытаниях на наличие дефектов в изоляции важно не столько абсолютное значение тока утечки, сколько динамика его изменения за время испытаний. Если изоляция исправна, то ток должен быть стабильным, обнаруживая небольшую тенденцию к снижению. Возможно в самом начале возникновение всплеска тока утечки, который, на самом деле, связан с зарядом паразитной емкости кабеля. Если во время испытаний ток увеличивается, то это свидетельствует о возможном наличии дефектов изоляции. При колебаниях значения тока время испытаний увеличивают до момента, когда направление изменения тока стабилизируется и станет ясна ситуация с состоянием изоляции, но не более 15 минут. Нормы ПУЭ-7 по токам утечки и коэффициенту асимметрии приведены в табл. №2.

Таблица № 2. Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей

Кабель напряжением, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Допустимое значение тока утечки, не более, мА	Допустимое значение коэффициента асимметрии (Imax/Imin), не более
6	36	0,2	8
10	60	0,5	8
20	100	1,5	10
35	175	2,5	10

 

Испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ в качестве изоляции для таких кабелей применяется сшитый полиэтилен. Основной проблемой при испытании кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена выпрямленным током является накопление объемного заряда в толще материала изоляции, что снижает срок службы кабелей. В США, где с такой проблемой столкнулись раньше, чем в нашей стране, уже действует стандарт IEEE400.2 – 2013, рекомендующий проводить испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением синусоидальной или квазисинусоидальной формы очень низкой частоты (VLF – Very Low Frequency) — менее 1 Гц. На практике используются частоты от 0,01 до 0,1 Гц. При этом время испытания может достигать 60 мин. Наличие функции VLF является важным преимуществом применяемого для тестирования оборудования. И далее данная функция будет все более и более актуальной из-за все более широкого распространения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Указанная особенность, а также относительная новизна материала изоляции, являются основными причинами, почему в действующем ПУЭ для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ параметры испытаний пока не нормируются. Следует пользоваться методиками испытаний, которые предлагает завод-изготовитель кабеля.

Функция прожига

После того, как высоковольтные испытания показали наличие дефектов, определяют места повреждения изоляции. Приборы, обнаруживающие такие повреждения, способны точно указать место, если сопротивление между жилами кабеля составляет менее 1 кОм. Чтобы обеспечить такое сопротивление, применяется прожиг — изменение напряжения и тока, подаваемого на жилы кабеля по определенному алгоритму с целью полного разрушения изоляции жил в месте, где наличествует дефект. В идеале, после прожига, две жилы соединяются между собой металлическим «мостиком». Помимо специального оборудования, функция прожига присутствует в некоторых моделях приборов для испытания изоляции кабелей.

Примеры оборудования для испытания кабелей

Для тестирования силовых кабелей повышенным напряжением выпускается разнообразное оборудование. Приведем несколько наиболее характерных примеров.

Прибор для испытаний HPG 70 K

Прибор для испытаний HPG 70 K

Установка для тестирования кабелей напряжением от 0 до 70 кВ постоянного тока. При этом ток можно но изменять в пределах от 0 до 10 мА. В базовой комплектации Установка состоит из двух блоков: управления и индикации HSG 1 и высоковольтного блока HPG-70 K. В HSG 1 имеются аналоговые вольтметр и миллиамперметр, а также таймер на время до 60 мин. Для проверки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена по методу VLF добавляется третий блок. Он позволяет тестировать кабели под напряжением 36 или 52 кВ на частоте 0,1 Гц.

Прибор для прожига BT 5000-1

Прибор для прожига BT 5000-1 , 14 кВ DC, макс. 110 A

В зависимости от модификации, данная установка, состоящая из четырех блоков, способна проверять кабели напряжением постоянного тока до 14 кВ и максимальным током 8 – 17 мА, а также осуществлять прожиг изоляции на напряжении 14 кВ с током до 110 мА. Некоторые модификации имеют также функцию VLF тестирования кабелей переменным напряжением 54 кВ с частотой 0,1 Гц. Автоматический разряд емкости тестируемого кабеля после подачи на него высокого напряжения обеспечивает повышенный уровень безопасности персонала и оборудования.

Установка HV Tester 25

Установка HV Tester 25

Благодаря наличию встроенного аккумулятора SebaKMT HV Tester 25 можно использовать в самых различных условиях.

Нередко испытание кабеля приходится осуществлять в условиях аварийной ситуации, когда электропитание в место проведения работ не поступает. В таком случае выручит устройство SebaKMT HV Tester 25, питающееся от встроенного аккумулятора. В том случае, если емкости встроенного аккумулятора, например, при длительных работах по устранению неисправностей, оказывается недостаточно, можно подключить прибор к автомобильному аккумулятору. При этом выходное напряжение постоянного тока будет ограничено величиной 25 кВ, а выходной ток — 1,5 мА. Это позволяет испытывать кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение не более 3 кВ, а с резиновой изоляцией — не более 10 кВ. В установке есть функция автоматического разряда емкости кабеля. Прибор выполнен в виде моноблока, что удобно при транспортировке.

Если вам нужна профессиональная консультация по испытанию кабелей повышенным напряжением, просто отправьте нам сообщение!

Примеры оборудования

Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 

Испытание кабеля повышенным напряжением | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели блога «Заметки электрика».

Продолжаю Вам рассказывать об испытаниях кабельных линий.

И сегодня мы поговорим об испытании кабелей с бумажно-пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией повышенным напряжением выпрямленного тока.

Контроль изоляции силового кабеля напряжением выше 1000 (В) производится методом приложенного напряжения, что позволяет обнаружить дефекты, которые могут при дальнейшей эксплуатации кабеля снизить электрическую прочность его изоляции.

 

Подготовка к испытанию кабеля повышенным напряжением

Сразу напомню Вам, что проводить испытания повышенным напряжением (высоковольтные испытания) разрешено работнику старше 18 лет, прошедшему специальную подготовку и проверку знаний (отражается в таблице проведения специальных работ его удостоверения). Выглядит это примерно вот так.

Кстати, для Вас я специально создал онлайн тест по электробезопасности — можете проверить свои знания.

Перед испытанием силового кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока необходимо произвести его осмотр и протереть воронки от пыли и грязи. Если во время осмотра видны дефекты изоляции или наружная поверхность кабеля сильно загрязнена, то приступать к испытаниям запрещено.

Также стоит обратить внимание на температуру окружающего воздуха. 

Температура окружающего воздуха должна быть только положительной, потому что при отрицательной температуре воздуха и  при наличии внутри кабеля частичек воды, они будут находиться в замерзшем состоянии (лед является диэлектриком),  а такой дефект при высоковольтном испытании не проявится.

Непосредственно перед испытанием кабеля повышенным напряжением необходимо измерить сопротивление его изоляции. Более подробно об этом Вы можете прочитать в статье измерение сопротивления изоляции кабеля.

 

Схема испытания кабеля повышенным напряжением

Как я уже говорил выше, испытание силовых кабельных линий проводят повышенным напряжением выпрямленного тока.

Повышенное выпрямленное напряжение прикладывается к каждой жиле силового кабеля поочередно. Во время испытания другие жилы кабеля и металлические оболочки (броня, экраны) должны быть заземлены. В этом случае мы сразу проверяем прочность изоляции между жилой и землей, а также относительно других фаз.

Если силовой кабель выполнен без металлической оболочки (брони, экрана), то повышенное напряжение выпрямленного тока прикладываем между жилой и другими жилами, которые предварительно соединяем между собой и с землей.

Разрешается испытывать повышенным напряжением сразу все жилы силового кабеля, но в таком случае нужно измерять токи утечки по каждой фазе.

Силовой кабель полностью отключаем от электрооборудования или ошиновки, и разводим жилы на расстояние более 15 (см) друг от друга.

Нормы испытаний кабеля повышенным напряжением

Со схемой испытания выпрямленным напряжением силовых кабелей мы разобрались. Теперь нам нужно определиться с величиной и продолжительностью испытаний. Для этого открываем настольные книги электрика: ПТЭЭП и ПУЭ.

Вы можете воспользоваться и электронной версией этих книг. Я предлагаю Вам скачать прямо сейчас и совсем бесплатно электронную версию ПУЭ 7 издания.

Я Вам немного облегчил задачу и составил общую таблицу с учетом требований ПУЭ (глава 1.8, п.1.8.40) и ПТЭЭП (приложение 3.1., таблица 10).

Длительность испытаний кабельных линий напряжением до 10 (кВ) с бумажной и пластмассовой изоляцией после монтажа составляет 10 минут, а во время эксплуатации — 5 минут.

Длительность испытаний кабельных линий напряжением до 10 (кВ) с резиновой изоляцией составляет 5 минут.

Теперь рассмотрим нормируемые значения токов утечки и коэффициенты асимметрии при испытании кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока.

Здесь есть небольшие разногласия между ПУЭ и ПТЭЭП (в скобках указаны значения из ПТЭЭП).

Если силовой кабель имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, например, ПвВнг-LS(B)-10, то его не рекомендуется испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением, к тому же величина испытательного напряжения у него значительно отличается. Более подробнее об этом я рассказывал в отдельной статье про нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ).

Аппараты для испытания силовых кабелей

Ну вот мы плавно перешли к тому, с помощью чего проводят испытания кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока. В нашей электролаборатории мы применяем, либо испытательный аппарат АИИ-70, либо АИД-70, либо ИВК-5. Последние два аппарата применяем чаще всего на выездах.

Более подробно об этих аппаратах мы поговорим в следующих статьях, и если не хотите пропустить выходы новых статей на сайте, то подписывайтесь на получение уведомлений на почту.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Допустим нам необходимо провести эксплуатационные испытания силового кабеля 10 (кВ) марки ААШв (3х95).

С помощью аппарата АИИ-70 или ИВК-5 со скоростью 1-2 (кВ) в секунду поднимаем испытательное напряжение до значения 60 (кВ). С этого момента начинается отсчет по времени. В течение всех 5 минут пристально следим за величиной тока утечки. По истечении времени записываем полученный ток утечки и сравниваем со значениями в таблице, приведенной выше. Далее рассчитываем коэффициент асимметрии токов утечки по фазам — он должен быть не более 2, но иногда бывает и больше (смотрите таблицу).

Коэффициент асимметрии определяется делением максимального тока утечки на минимальный ток утечки.

После высоковольтных испытаний кабеля необходимо снова произвести его измерение сопротивления изоляции.

Cчитается, что кабель прошел испытания в том случае, когда:

• во время испытания не произошло пробоя, перекрытия по поверхности и поверхностных разрядов
• во время испытания не было увеличения тока утечки
• величина сопротивления изоляции кабеля не уменьшилась

Случается на практике такое, что токи утечки превышают значения, указанные в таблицах. В этом случае кабель в работу вводится, но срок его следующего испытания сокращается.

Если во время испытаний стал увеличиваться ток утечки, но пробой не возникает, то испытание необходимо проводить не 5 минут, а больше. Если же после этого пробой не наступил, то кабель в работу вводится, но срок его следующего испытания сокращается.

Периодичность испытаний кабелей

Результаты и протокол испытания кабеля повышенным напряжением

После испытания кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока необходимо оформить протокол. Ниже я приведу Вам форму протокола (пример), применяемую нашей электротехнической лабораторией (кликните на картинку для увеличения).

P.S. На этом статью об испытании кабеля повышенным напряжением я заканчиваю. Если имеются вопросы по материалу, то задавайте их в комментариях.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Методика испытаний силовых кабельных линий 6

1. Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции КЛ производится мегаомметром на 2500 В. Измерения производятся на отключенных и разряженных линиях.

Измерение сопротивления изоляции многожильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой.

Измерение сопротивления изоляции многожильных кабелей с металлическим экраном (броней, оболочкой) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными вместе и с металлическим экраном (броней, оболочкой).

Перед первыми и повторными измерениями КЛ должна быть разряжена путем соединения всех металлических элементов между собой и землей не менее чем на 2 мин.

Отсчеты значений сопротивления изоляции производятся по истечении 1 мин с момента приложения напряжения.

КЛ до 1 кВ считается выдержавшей испытания, если сопротивление изоляции составляет не менее 0,5 МОм. В противном случае кабель вновь разделывается.

2. Испытание изоляции кабелей повышенным выпрямленным напряжением

Испытательное напряжение принимается в соответствии с табл. 29.1. РД 34.45-51.300-97.

Разрешается техническому руководителю энергопредприятия в процессе эксплуатации исходя из местных условий как исключение уменьшать уровень испытательного напряжения для кабельных линий напряжением 6-10 кв до Uном.

Для кабелей на напряжение до 35 кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приемо-сдаточных испытаниях составляет 10 мин. , а в процессе эксплуатации – 5 мин.

Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения 5 мин. Кабели с резиновой изоляцией на напряжение до 1 кВ испытаниям повышенным напряжением не подвергаются.

Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей принимаются в соответствии с табл. 29.2. РД 34.45-51.300-97.

Приложение повышенного напряжения создаёт в испытываемой изоляции увеличенную напряженность электрического поля, что позволяет обнаруживать дефекты, вызвавшие недопустимое для дальнейшей эксплуатации высоковольтного кабеля снижение электрической прочности его изоляции, не обнаруживаемые другими способами (например, мегаомметром). При испытании повышенным напряжением постоянного тока особенно отчетливо выявляются местные сосредоточенные дефекты. Так как в большинстве случаев кабельные линии выходят из строя именно из-за появления в них местных дефектов (механические повреждения, коррозия, монтажные и заводские дефекты), регулярные испытания кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока получили наиболее широкое распространение. Кроме того, испытание кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока диктуется следующим обстоятельством.

Для испытания кабельных линий переменным током требуется большая мощность испытательной установки. Так, например, мощность установки для испытания кабеля напряжением 10 кВ и длиной 2000м составляет:

P=wCU210-3=3140.54102103=170 кВа,

Где w – угловая частота испытательного напряжения.

С – ёмкость кабеля напряжением 10 кВ, примерно равная 0,27 мкф/км.

U- испытательное напряжение, кВ.

При испытании этого же кабеля постоянным током мощность установки составит :

P = UIут = 10x1x10-3 = 10 Вт,

Где Iут – ток утечки, принимаемый равным 1 мА.

Основным назначением испытаний кабеля повышенным напряжением постоянного тока является доведение ослабленного места в них до пробоя с целью предотвращения аварийного выхода из строя кабельной линии в эксплуатации.

Повышенное выпрямленное напряжение для испытания изоляции кабеля обычно получают от установки переменного тока с помощью выпрямительного устройства.

В комплект такой испытательной установки входят: трансформатор переменного тока, рассчитанный на нужное напряжение; выпрямитель; регулировочное устройство, изменяющее величину напряжения на трансформаторе, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения; комплект контрольно-измерительных приборов.

Напряжение испытательной установки должно быть выбрано в соответствии с наивысшим напряжением, принятым для испытываемой изоляции кабеля, согласно ПУЭ.

Ток, проходящий через изоляцию при испытании выпрямленным напряжением, в большинстве случаев не превышает величину 5-10 мА, что и определяет требования к пропускной способности выпрямителя, а следовательно, и к мощности трансформатора переменного тока.

Регулировочное устройство должно обеспечивать плавное регулирование напряжения трансформатора от нуля до полного испытательного напряжения. Ступень регулирования напряжения не должна превышать 1-1,5% величины номинального напряжения обмотки трансформатора.

В цепи, питающей регулировочное устройство, помимо коммутирующих элементов с видимым разрывом рекомендуется иметь автоматы и плавкие предохранители, обеспечивающие защиту испытательного трансформатора при недопустимых перегрузках и коротких замыканиях.

Поскольку на правильность отсчета тока утечки, особенно в нестационарном режиме, имеет большое влияние стабильность напряжения, подводимого от источника питания, рекомендуется снабжать установку стабилизатором напряжения.

Измерительный прибор для измерения тока утечки должен давать возможность отсчета токов от 0,5-1,0 до 1000 мкА. Прибор должен быть снабжен устройством, полностью его шунтирующим, это исключит повреждение прибора бросками ёмкостного тока и тока абсорбции при заряде и разряде объекта.

Стационарные и передвижные высоковольтные испытательные установки, предназначенные для получения выпрямленного напряжения, должны выполняться с соблюдением следующих условий:

• конструкция установки должна обеспечивать минимальную затрату времени на испытания при создании безопасных условий работы, простоту обслуживания установки, надёжность и бесперебойность работы в условиях частой транспортировки;

• электрическая схема установки должна быть снабжена коммутирующим аппаратом, обеспечивающим создание видимого разрыва в цепи питания источников высокого напряжения;

• металлические конструкции, баки, аппараты, нулевой вывод испытательного трансформатора и другие элементы установки, подлежащие заземлению, должны быть надёжно связаны с внешним заземляющим контуром.

Всем этим требованиям отвечают переносные испытательные установки типа АИИ-70 или АИД-70, а также заводские передвижные лаборатории, например ЭИЛ и СПЭИИ.

Изоляция многожильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с землей. Изоляция многожильных кабелей с общим металлическим экраном (броней, оболочкой) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с экраном (броней, оболочкой).

Изоляция многожильных кабелей в отдельных металлических оболочках (экранах) испытывается между каждой жилой и оболочкой, при этом другие жилы должны быть соединены между собой и с оболочками. Допускается одновременное испытание всех фаз таких кабелей, но с измерением токов утечки в каждой фазе.

При всех указанных выше видах испытаний металлические экраны (броня, оболочки) должны быть заземлены.

Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных в земле, испытываются между отсоединенными от земли экранами (оболочками) и землей.

При испытаниях напряжение должно плавно подниматься до максимального значения и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Отсчет времени приложения испытательного напряжения следует производить с момента установления его максимального значения.

В течение всего периода выдержки кабеля под напряжением ведется наблюдение за значением тока утечки и на последней минуте испытания должен быть произведен отсчет показаний микроамперметра.

КЛ считается выдержавшей испытания, если во время их проведения не произошло пробоя или перекрытия по поверхности концевых муфт и значения токов утечки и их асимметрии не превысили норм, а также не наблюдалось резких толчков тока.

Если значения токов утечки стабильны, но превосходят нормы, КЛ может быть введена в работу, но с сокращением срока до последующего испытания.

При заметном нарастании тока утечки или появлении толчков тока продолжительность испытания следует увеличить до 15 мин и если при этом не происходит пробоя, то КЛ может быть включена в работу с повторным испытанием через 1 мес.

Если значения токов утечки и асимметрия токов утечки превышают нормы, необходимо осмотреть концевые заделки и изоляторы, устранить видимые дефекты (пыль, грязь, влага и т.п.) и произвести повторные испытания.

После каждого испытания производят повторное измерение сопротивления изоляции с помощью мегаомметра на 2500 В для того, чтобы убедиться, что производство испытаний не ухудшило состояние изоляции кабеля.

3. Определение целости жил кабеля и фазировка КЛ

Определение целости жил кабелей производится мегаомметром при соединении проверяемой жилы на другом конце кабеля с землей. Таким же образом производится предварительная фазировка КЛ. Если на одном из концов кабеля проверяемая жила подсоединяется к фазе «А», то на другом конце она должна подсоединиться тоже к фазе «А». На основании «прозвонки» делается раскраска жил.

Перед включением в работу КЛ фазируется под напряжением. Для этого с одного конца на кабель подается рабочее напряжение, а с другого конца проверяется соответствие фаз измерениями напряжений между одноименными и разноименными фазами КЛ и шинами распределительного устройства, где производится фазировка.

Работа указателя обеспечивается только при двухполюсном его подключении к электроустановке. Применение диэлектрических перчаток при этом обязательно.

Исправность указателя проверяется на рабочем месте путем двухполюсного подключения указателя к земле и фазе. Сигнальная лампа исправного указателя при этом должна ярко светиться.

НТД и техническая литература:

• Межотраслевые правила по охране труда (ПБ) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М — 016 — 2001. — М.: 2001.

• Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание

• Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями — М.:НЦ ЭНАС, 2004.

• Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.

• Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. – М.: ОРГРЭС, 1997.

• Правила применения и испытания средств защиты… Издание девятое. — М.: 1993.

Кабели испытательные напряжения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Строительные длины маслонаполненных кабелей испытывают напряжениями переменного тока частоты 50 Гц, величины которых приведены в таблице 10.14. При этом кабели на напряжение 110 и 220 кВ находятся под испытательным напряжением в течение 15 минут, а кабели на напряжение 500 кВ — в течение 30 минут, Uo — это переменное напряжение между жилой и оболочкой кабеля, соответствующее номинальному линейному (или междуфазному) напряжению.  [c.93]
Номинальное напряжение Испытательные напряжения кабеля, кВ  [c.93]

Кабели должны испытываться переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 10 минут испытательным напряжением, значения которого приведены в таблице 13.9. После прокладки и монтажа кабелей с пластмассовой изоляцией кабельная линия на напряжение 0,66 кВ испытывается напряжением 3,5 кВ, кабельные линии на напряжение 1 кВ — напряжением 5 кВ, а кабельные линии на напряжение 3 кВ — напряжением 15 кВ  [c. 120]

Электрическое сопротивление Испытательные напряжения кабелей изоляции кабелей с пластмассовой  [c.120]

Номинальное напряжение кабеля, кВ Значение испытательного напряжения, кВ  [c.120]

Условия эксплуатации испытательные напряжения готового кабеля  [c.147]

Марка Наименование и конструкция Назначение Условия эксплуатации, испытательные напряжения готового кабеля  [c.148]

Изолированные основные жилы и готовые кабели должны выдержать испытание напряжением постоянного тока в течение не менее 5 мин. Значения испытательного напряжения и ток утечки, замеренный в конце испытания напряжением и пересчитанный на длину 1км и температуру 20°С, должны соответствовать значениям, указанным в табл.1,5  [c.41]

Отдельные разработчики и исследователи кабельных изделий электрические свойства изоляции определяют при испытаниях с повышенным напряжением [101]. За стартовые значения испытательного напряжения и длительности его применения принимаются нормативы, установленные для сдаточных или периодических испытаний кабельного изделия, и испытания проводятся при подъеме напряжения по ступенчатой методике до электрического пробоя изоляции. При проведении сдаточных испытаний строительная длина кабеля на напряжение 3,3 кВ по нормативной документации, действующей до середины 2002 г., испытывалась в течение 5 мин. при напряжении iO (Зи ) кВ (где, и, — линейное напряжение) частоты 50 Гц.  [c.154]

Стойкость к изгибам выражают числом знакопеременных циклов изгиба образца длиной не менее 1,5 м на угол л ( ) ран. вокруг роликов в соответствии с табл. 9.4 под заданной нагрузкой, создающей натяжение кабеля. После изгибов изоляция, оболочка и другие элементы конструкции не должны иметь трешин, число разрушений проволок жил и металлических экранов не должно превышать 30%, и образцы кабеля должны выдержать заданное испытательное напряжение.  [c.405]

При приемке и поставке кабели испытываются при переменном напряжении 2,5 кВ частоты 50 Гц в течение 5 мин. Многожильные кабели испытываются с погружением или без погружения в воду, а одножильные — с погружением в воду. В период эксплуатации и хранения величина испытательного напряжения 1,5 кВ.  [c.436]

Таблица 17.7. Пиковые значения испытательного напряжения по категории ЭИ-2 кабелей, проводов и шнуров в зависимости от вида и толщины изоляции и оболочки

ГОСТ 2990-55 устанавливает метод контрольных испытаний напряжением переменного тока частотой 50 гц кабелей, проводов и шнуров номинальны напряжением до 35 кв включительно. При этом величина испытательного напряжения, продолжительность выдержки под напряжением, а также специальные требования принимаются по соответствующим стандартам на отдельные разновидности кабельной продукции. При испытании напряжением кабельных изделий, имеющих металлическую оболочку и экран, последний соединяется с ме таллической оболочкой. При длительном испытании первоначально приложенное напряжение должно быть не более 40% от испытательного напряжения. Это напряжение повышают до испытательного равномерно со скоростью не более 1 кв. сек.  [c.251]

Обязательным условием для выбора рабочего напряжения кабеля, а также испытательного напряжения должно быть наличие запаса прочности, выбранного по кривой жизни и по кривой ионизации.  [c.47]

Входные сопротивления таких кабелей измеряют по двухэлектродной схеме мегаомметром постоянного тока соответствующего напряжения. Одним электродом является кабель, другим вспомогательный заземлитель. При этом определяется суммарное сопротивление двух электродов, но так как сопротивление вспомогательного заземлителя мало, то полученное при измерении значение можно принять за входное сопротивление оболочки. У этих кабелей коэффициент затухания оболочки весьма мал и напряжение в конце кабеля будет мало отличаться от приложенного напряжения в начале. Поэтому испытательное напряжение от мегаомметра прикладывается практически на всей длине кабеля.  [c. 112]

Для кабелей с ленточным поливинилхлоридным покровом, имеющих броню, испытательное напряжение составляет 0,5—1,0 кВ. Напряжение прикладывается между алюминиевой оболочкой кабеля и стальной броней, являющейся вспомогательным заземлителем. Вращая ручку мегаомметра со скоростью около 120 об/мин, получаем на шкале значение сопротивле-  [c.112]

Испытательные напряжения при испытаниях по категории ЭИ-2 в зависимости от рабочего напряжения и толщины изоляции для кабелей и проводов с резиновой и пластмассовой изоляцией приведены в табл. 15-9.  [c.155]

Величины испытательных напряжений и время испытаний силовых кабелей указаны в табл. 206, э контрольных кабелей, проводов и шнуров — в табл. 207.  [c.172]

Испытательные напряжения и время испытаний силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией  [c.175]

Номинальное напряженке кабеля, ке Испытательное напряжение переменного тока 50 гц, кв Время испытания, мин, для кабелей  [c. 175]

Номинальное напряжение кабеля, ке Испытательное напряжение, кв. . . Время испытания, мин……  [c.175]

Марка кабеля, провода, шнура Испытательное напряжение переменного тока 50 гц, в время испытания, мин  [c.176]

Испытательные напряжения переменного тока для силовых кабелей  [c.292]

Изоляция токопроводящих частей электрододержателя при номинальных климатических условиях должна быть не менее 5 Мом. При испытании изоляции последняя должна выдержать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В с частотой 50 Гц. Часть кабеля, входящая внутрь рукоятки, должна иметь длину, равную двум наружным диаметрам, но не меиее 30 мм. Как маркируются электрододержатели  [c.133]

Перевернутая схема моста. Во многих случаях объекты испытаний имеют наглухо заземленный электрод (фланец изолятора, оболочка кабеля и т. п.). В этом случае применяют перевернутую схему, в которой высокое напряжение подводится к нижней точке моста (рис. 2-5,в) при этом корпус образцового конденсатора должен быть изолирован от земли на полное напряжение. Изоляция всех элементов — сопротивлений Гз, Г4, конденсатора , соединительных кабелей и других частей относительно земли должна иметь высокое сопротивление, не менее 1 Мом при напряжении 1 ООО в, и должна выдерживать испытательное напряжение 15 кв в течение 1 мин (для мостов с наибольшим рабочим напряжением 10 кв). Определение емкости и 1 6 производят по формулам (2-25) — (2-27).  [c.38]

Продолжительность приложения испытательного напряжения к каждой жиле кабеля после монтажа 0 мин, в эксплуатации 5—10 мин.  [c.359]

При измерениях тока проводимости целесообразно снятие вольтамперной характеристики при значениях напряжения, равных 25, 50, 75 и 100% испытательного напряжения кабеля.  [c.359]

Признаком дефектности изоляции кабеля являются также периодические толчки тока проводимости при поддержании- постоянного напряжения. Такие толчки тока возникают обычно при наличии в кабеле заплывающего места пробоя (толчки тока утечки при подъеме испытательного напряжения не учитываются).  [c.359]

Перевернутая схема (рис. 3-3), так же как и предыдущая, содержит параллельно включенные Н4 и С4. Она используется, когда объект испытаний имеет наглухо заземленный электрод (фланец изолятора, оболочка кабеля и т. п.) в этом случае высокое напряжение подводится к нижней вершине моста. В такой схеме изоляция всех элементов (резисторов R3 и Н4, конденсатора С4, соединительных кабелей и других токоведущнх частей) должна иметь высокое сопротивление (не менее 1 МОм при напряжении 1000 В) и выдерживать высокое испытательное напряжение. Для мостов с номинальным напряжением до 10 кВ испытательное одноминутное напряжение для перечисленных элементов составляет 15 кВ, Урав-  [c.53]

Изготовляемые по стандарту на заводе Москабель , кабели предназначались для уплотнения в диапазоне частот до 252 кГц для аттестованных кабелей в новом стандарте предусматривается расширение диапазона передаваемых частот до 552 кГц. Существенно увеличены нормы защищенности на частотах 250 и 160 кГц, толда как раньше величина защищенности измерялась только на одной частоте — 250 кГц. Повышено испытательное напряжение переменното тока между жилами и оболочкой с 1800 до 2000 В. Введено дополнительно измерение прочности изоляции при постоянном таке нормирование частотной зависимости коэффициента затухания, группирование кабеля по величинам средней рабочей  [c.122]

КВОРН Высоковольтный кабель с резиновой изоляцией медных многопроволочных жил 6 и 10 мм с экраном и оболочкой из резины на напряжения 3 и 6 кВ армированный, водонепроницаемый в сочлененном виде Для спр 1инения первичных обмоток трансформаторов, питающих аэродромные огни в общую цепь для присоединения к регуляторам яркости Монтаж и эксплуатация в стационарных условиях при температуре окружающей среды от-60 до +50 °С устойчивы к вибрационным нагрузкам частотой до 5 кГц, ударным нагрузкам испытательные напряжения Э и 15 кВ после 6 ч пребывания в воде  [c. 148]

НРШМ-Т То же что и кабель КВОРН на напряжение 250 В То же. чп о и кабель КВОРН Эксплуатация в стационарных условиях в различных фунтах при температуре окружающей среды от -60 до +50 °С испытательное напряжение 2 кВ в течение 10 минут  [c.148]

Кабели и провода для геофизических работ испытывают переменным напряжением частотой 50 Гц в течение 5 минут, при этом величина испытательного напряжения зависит от марки кабеля или диаметра его жил. Кабели КСПВ и КЦПВ испытывают напряжением 0,5 кВ. Кабели КС-2 и КС-3 испытывают напряжением 1 кВ. Провода ВП с диаметром жил 0,5 мм испытывают напряжением 1 кВ, диаметром 0,7 и 0,8 мм испытывают напряжением 2 кВ.  [c.159]

Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока при проверках кабелей, эксплуатировавшихся в скважинах ГОСТР 51777-2001 п. 9.7. API RP 11S6 табл. 1 и 2.  [c.276]

В течение ряда лет отдельные НК проводили работы по определению оптимальных значений испытательного напряжения постоянного тока при ремонте кабельных линий. По результатам было установлено, что увеличение напряжения при испытаниях, как правило, приводит к увеличению количества выявленных дефектов. Однако уровень надежности кабеля после ремонта практически не меняется. В процессе согласования ГОСТа на кабели силовые для кабельных линий УЭиН была согласована и величина испытательного постоянного напряжения при ремонте -12 кВ в течение 5 мин.  [c.226]

Стойкость к многократным перегибам через систему роликов кабелей с 2-5 жилами сечением до 4 мм с числом циклов не менее 30000, 1юдтверждаемая испытаниями образца кабеля длиной не менее 5 м на специальной установке с кареткой со сменными роликами диаметром 80-200 мм, соверщающей возвратно-поступательные движения со скоростью 0,35 м/с. Образец кабеля натянут с усилием 10-20 Н и после перегибов должен вьшерживать заданное испытательное напряжение.  [c.407]

Число и номинальное сечение жил, Номинальная толшина, мм Но- наль- ный метр беля. Расчетная масса кабеля, кг/км с изоляционно-защитной оболочкой (с изоляцией и оболочкой) Максимальнодопустимые токовые нагрузки. А Пиковое значение испытательного напряжения. кВ  [c.445]

Наименование кабеля Испытательное переменное напряжение с частотой 50 гц, в Минимальное сопротивление изоляции жилы ко всем остальным жилам я оболочке, Мом-км Максимальная емкость жилы к остальным, соединенным с оболочкой, мкф1км  [c.167]

Основным видом испытания оилового кабеля является приложение повышенного выпрямленного напряжения. Такое испытание, как показал опыт, наилучшим образом выявляет сосредоточенные дефекты в кабеле (ослабление изоляции в результате нарушения герметичности оболочки и проникновения влаги, в результате образования ветвистого разряда и пр.). Испытательные напряжения для кабелей приведены в табл.  [c.359]

---

Какое напряжение мегаомметра использовать для измерения сопротивления изоляции?

Итак, испытательное напряжение 1 кВ используют для измерения сопротивления изоляции электропроводок, к которым относятся изолированные установочные провода всех сечений и небронированные кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией в металлической, резиновой или пластмассовой оболочке с сечением фазных жил до 16 мм2 включительно.
Испытательное напряжение 2,5 кВ используют для проверки сопротивления изоляции силовых кабельных линий до 1 кВ, к которым относятся кабели с сечением фазных жил от 25 мм2 включительно.

Далее будут приведены требования из таблицы 37 приложения 3.1 к ПТЭЭП; они могут быть скорректированы или ужесточены для отдельных элементов электроустановок отраслевыми нормативными документами:

1) Электроизделия и аппараты на номинальное напряжение до 50 — напряжение мегаомметра 100В;
2) Электроизделия и аппараты на номинальное напряжение свыше 50 до 100 — напряжение мегаомметра 250В;
3) Электроизделия и аппараты на номинальное напряжение свыше 100 до 380 — напряжение мегаомметра 500-1000В;
4) Электроизделия и аппараты на номинальное напряжение свыше 380 — напряжение мегаомметра 1000-2500В;
5) Распределительные устройства, щиты и токопроводы — напряжение мегаомметра 1000-2500В;
6) Электропроводки, в том числе осветительные сети — напряжение мегаомметра 1000В;
7) Вторичные цепи распределительных устройств, цепи питания приводов выключателей и разъединителей, цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики и т.п. — напряжение мегаомметра 1000-2500В;
8) Краны и лифты — напряжение мегаомметра 1000В;
9) Стационарные электроплиты — напряжение мегаомметра 1000В;
10) Шинки постоянного тока и шинки напряжения на щитах управления — напряжение мегаомметра 500-1000В;
11) Цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики, возбуждения машин постоянного тока на напряжение 500-1000В, присоединенных к главным цепям — напряжение мегаомметра 500-1000В;
12) Цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами, рассчитанные на рабочее напряжение до 60В — напряжение мегаомметра 100В;
13) Цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами, рассчитанные на рабочее напряжение свыше 60В — напряжение мегаомметра 500В.

Испытания кабельных линий :: Ангстрем

Испытания находящихся в эксплуатации силовых электрических кабельных линий — стандартная процедура, которую с определенной периодичностью обязаны проводить специализированные службы, обслуживающие эти линии.

Основная цель этих испытаний — подтверждение соответствия характеристик кабелей техническим требованиям, т. е. их пригодности к дальнейшей эксплуатации.

Вторая задача — выявление и последующее устранение скрытых дефектов, способных проявиться при эксплуатации и привести к выходу кабеля из строя.

Тема периодических испытаний силовых электрических кабелей в процессе их эксплуатации практически постоянно присутствует и, иногда довольно бурно, обсуждается на электронных и печатных площадках. Обсуждаются методы испытаний и альтернативы для них, эффективность испытаний и влияние их на эксплуатационные свойства кабелей. Один из вопросов реально насущный сегодня — испытание линий состоящих из комбинаций кабелей отличающихся и конструктивно и технологией изготовления и материалом изоляции.

Как появились комбинированные силовые кабели?

Исторически сложилось, что основу подземных силовых кабельных сетей среднего напряжения (6…35 кВ) составляют кабели с пропитанной бумажной изоляцией (ПБИ). В 2008г. их производство составляло более 50% общего объема выпускаемых в России силовых кабелей. Технология производства ПБИ-кабелей отрабатывалась десятилетиями. Общая история их использования насчитывает более века, и уже это, несомненно, служит для них самой показательной характеристикой. Но, совершенству нет предела.

На смену ПБИ кабелям приходят современные, превосходящие их по техническим характеристикам кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Понятно, что быстро обновить всю огромную, в масштабах страны, силовую кабельную сеть никому не по силам ни экономически ни физически. Замена происходит по мере необходимости, как в плановом порядке, так и при очевидной нецелесообразности дальнейшей эксплуатации физически устаревших кабелей. Полная замена линий большой протяженности тоже бывает неподъемной задачей, и приходится менять самые слабые участки, чтобы хоть как-то обеспечить приемлемую эксплуатационную надежность. Если при этом есть возможность использовать новый, более надежный кабель, почему бы ей не воспользоваться? Так появляются комбинированные кабельные линии, в которых задействованы разные по технологии изготовления кабели, а именно: ПБИ и СПЭ.

Вот здесь и возникает проблема:

неопределенность в методах проведения периодических эксплуатационных испытаний.

Чтобы прояснить суть проблемы надо немного подробнее рассмотреть особенности высоковольтных испытаний кабелей разных типов.

Испытание кабелей с пропитанной бумажной изоляцией

Кабели ПБИ испытываются выпрямленным напряжением, в несколько раз превышающим номинальное рабочее переменное напряжение. Такой выбор продиктован практикой. Испытывать кабель номинальным переменным напряжением частотой 50 Гц не имеет смысла, т.к. это стандартный рабочий режим, который кабель должен выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

Поскольку для проведения испытаний кабельная линия должна выводиться из эксплуатации, длительность испытаний не может быть очень продолжительной. Для проведения ускоренных испытаний необходимо использовать некие форсирующие факторы. В эксплуатационных условиях единственным практически применимым фактором может служить повышение испытательного напряжения. Выбор уровня испытательного напряжения должен учитывать возможные в эксплуатации коммутационные перенапряжения. На практике они до 2,5 раз превышают номинальные напряжения. Кроме того, уровень испытательного напряжения должен быть достаточным для выявления скрытых дефектов и, одновременно, не оказывать вредного влияния на надежность кабеля. Выполнение столь противоречивых требований до сих пор является предметом дискуссий. Можно только заметить, что любые ускоряющие (форсирующие) факторы, а в нашем случае это повышенное напряжение, по определению ускоряют процессы, в том числе и снижающие ресурс, т. е. надежность кабеля.

Испытание кабельной линии переменным, повышенным напряжением промышленной частоты требует испытательных установок большой мощности, а значит, и больших габаритов и массы. Причем чем длиннее кабельная линия, тем большую мощность должна иметь испытательная установка, чтобы компенсировать потери, неизбежные при испытании силовых кабелей переменным напряжением. Это определяет высокую стоимость оборудования, малую мобильность, связанную с его массогабаритными характеристиками, и значительную трудоемкость самого процесса испытаний.

Переход к испытаниям кабелей постоянным (выпрямленным) напряжением решает эту проблему. В этом случае от испытательных установок не требуется большая выходная мощность. Но здесь проявляется второй фактор. Электрическая прочность кабелей ПБИ на постоянном напряжении значительно больше, чем на переменном, промышленной частоты, т.е. для испытаний требуются установки со значительно большими, по сравнению с установками переменного напряжения, уровнями выпрямленного напряжения. Выполнение этого условия не вызывает проблем, поскольку и в этом случае требуемая выходная мощность не выходит за приемлемые пределы. Установка остается компактной и мобильной. Сейчас выпускается большое число моделей маломощных испытательных установок постоянного напряжения. Стоимость их вполне доступна для массового использования. Габариты и масса таковы, что они могут устанавливаться на малотоннажном, и даже легковом, автотранспорте, что обеспечивает высокую мобильность и оперативность в применении.

Испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Особенности кабелей СПЭ диктуют иной подход к испытаниям. Известно, в том числе и по данным ВНИИКП, что кабели СПЭ при работе на переменном напряжении имеют значительно большую электрическую прочность по сравнению с ПБИ. Поэтому проблемы при испытаниях СПЭ-кабелей переменным напряжением 50 Гц такие же, и даже большие, чем для ПБИ кабелей. Однако использование для испытаний СПЭ-кабелей повышенного постоянного напряжения не допустимо, поскольку под его воздействием в основной изоляции кабелей зарождаются дефекты, приводящие к его быстрому выходу из строя. Решение этой проблемы оказалось одновременно простым и оригинальным. Выяснилось, что можно использовать переменное напряжение сверхнизкой частоты (СНЧ), порядка 0,05…0,1Гц. Практически это можно интерпретировать как постоянное напряжение, меняющее свою полярность медленно, с периодом в несколько секунд. Использование такого рода испытательного напряжения не приводит к вредным последствиям для СПЭ кабеля. Главное, что дает такой подход – возможность использовать для испытаний маломощные испытательные установки. Причем, чтобы обеспечить испытания СПЭ-кабелей большой протяженности, достаточно просто уменьшить частоту напряжения. Современные испытательные СНЧ установки имеют такую возможность.

Допустимая величина испытательного напряжения СПЭ кабелей существенно меньше, чем для ПБИ. Это объясняется тем, что СПЭ кабели имеют значительно меньшую по сравнению с ПБИ кабелями электропрочность по постоянному напряжению. Предлагаемые сегодня рынком высоковольтные СНЧ установки существенно дороже испытательных установок, используемых для ПБИ кабелей. Во многом стоимость связана с мощностью установок которая, в свою очередь, определяет возможную длину тестируемых линий. При этом импортные модели в разы дороже отечественных.

Из всего вышеизложенного видно, что испытания ПБИ и СПЭ кабелей радикально отличаются как по роду используемого испытательного напряжения (постоянное, переменное), так и по его уровню. Для ПБИ кабелей уровень испытательного напряжения значительно больше.

Как в таком случае испытывать линии состоящие из этих двух видов кабелей?

Проблема испытания комбинированных силовых кабелей

Данная проблема возникает все чаще. На практике специалисты должны находить ее решение незамедлительно, поскольку процедура проведения испытаний кабельных линий, находящихся в эксплуатации, является необходимой.

Нормативных документов, регламентирующих действия в подобном положении нет, и специалисты, эксплуатирующие такие линии, вынуждены принимать решения, руководствуясь собственным опытом, логикой и принципом «не навреди». Исходя из простой логики можно предположить, что для ПБИ кабелей не особенно важно будут происходить испытания при постоянной полярности выпрямленного напряжения или периодически меняющейся. Главное: его величина. Следовательно, СНЧ испытательную установку можно использовать и для ПБИ кабелей. Но вот величина испытательного напряжения, установленная нормативными документами для ПБИ кабелей, недопустимо велика для СПЭ кабелей. Теперь придется руководствоваться принципом «не навреди», т.е. испытывать комбинированную линию по требованиям, установленным к величине испытательного напряжения для СПЭ кабелей. Можно сказать, что ПБИ участок кабельной линии, условно говоря, остается «недоиспытанным». Поскольку явного вреда от этого не прослеживается, приходится идти на такой компромисс. Если учесть, что для «великовозрастных» ПБИ кабелей на многих предприятиях, чисто административными решениями, допускается проводить испытания с напряжением, сниженным до величины, устанавливаемой по усмотрению ответственных лиц, то вовсе все законно и бескомпромиссно.

Стандарт ПАО «РОССЕТИ» по испытаниям комбинированных кабельных линий

Два года назад ПАО «РОССЕТИ» утвердило новый стандарт организации (СТО 34.01-23.1-001-2017) по испытаниям электрооборудования. Один из разделов документа посвящен испытаниям электрических силовых кабелей. В нем, возможно впервые, сделана попытка единообразного подхода к эксплуатационным испытаниям ПБИ и СПЭ кабелей.

Эксплуатационные испытания силовых кабельных линий в этом разделе СТО разнесены в два пункта.

• Первый пункт устанавливает правила эксплуатационных испытаний переменным СНЧ напряжением или переменным напряжением 50Гц и распространяется на кабели с пластмассовой изоляцией, ПБИ и кабели ПБИ со вставками кабеля с пластмассовой изоляцией.
• Второй пункт устанавливает правила испытаний ПБИ кабелей выпрямленным напряжением, причем работа по этому пункту допускается в случае невозможности испытаний по правилам первого пункта.

Режимы эксплуатационных испытаний СПЭ и ПБИ типов кабелей в соответствии с ГОСТ на них и СТО приведены в таблице.

Таблица. Режимы эксплуатационных испытаний.

Тип КЛ	Режим — частота/напряжение/время
	ГОСТ 18410-73	ГОСТ 55025-2012	СТО 34.01-23.1-001-2017
ПБИ	Выпрямленное, для кабелей рабочим напряжением: 6-10кВ до 6 Uн/10мин 20-35кВ до 5 Uн/10мин	———	1) 0,1Гц/3Uн/15мин, или 0,1Гц/2,5 Uн/30мин, или 0,1Гц/1,8 Uн/60мин или 50Гц/2Uо/60мин, или 50Гц/Uо/24час 2) Выпрямленное, для кабелей: 6 — 10кВ 6Uн/5мин 15 — 35кВ 5Uн/5мин
СПЭ	————	50Гц/2Uо/60мин, или 50Гц/Uо/24час, или 0,1Гц/3Uо/60мин	0,1Гц/3Uн/15мин, или 0,1Гц/2,5 Uн/30мин, или 0,1Гц/1,8 Uн/60мин или 50Гц/2Uо/60мин, или 50Гц/Uо/24час
ПБИ+СПЭ	————-	————-	0,1Гц/3Uн/15мин, или 0,1Гц/2,5 Uн/30мин, или 0,1Гц/1,8 Uн/60мин или 50Гц/2Uо/60мин, или 50Гц/Uо/24час

Uо — фазное напряжение, Uн — линейное напряжение

Чем же все-таки руководствоваться специалистам при проведении испытаний: ГОСТ или СТО?

Из приведенной таблицы видно, что СТО однозначно устанавливает использование правил эксплуатационных испытаний изоляции кабельных линий, определенных для СПЭ кабелей, как для комбинированных кабельных линий, так и для ПБИ линий. Надо заметить, что режимы СНЧ испытаний в СТО значительно отличаются от предлагаемых ГОСТ 55025-2012 для СПЭ кабелей. Если это обоснованно, тогда встает вопрос о необходимости корректировки ГОСТа.

В ПАО «РОССЕТИ» проблема единого нормативного подхода к испытаниям ПБИ и СПЭ кабелей решена. Вопрос о «недоиспытанности» ПБИ кабелей оставлен за скобками. Можно дискутировать о применимости режимов испытаний СПЭ кабелей для ПБИ кабелей, однако главное то, что появилась определенность, узаконенность. Специалисты ПАО «РОССЕТИ» теперь могут работать не на свой страх и риск, а опираясь на конкретный нормативный документ, но тогда возникает вопрос:

• Чем руководствоваться множеству других больших и малых предприятий эксплуатирующих комбинированные силовые кабельные линии?
• Ссылаться на то, что ГОСТ является рекомендательным документом и продолжать руководствоваться собственным опытом и здравым смыслом?
• Или пришла пора корректировать ГОСТы под требования времени?

Однозначных официальных ответов на эти вопросы в настоящее время нет.

Что такое тестирование кабеля. Как проходит тестирование кабеля

Кабельное соединение — дорогостоящий бизнес, и к нему следует относиться осторожно. Затраты на замену после того, как все маршруты скрыты, больше. Неисправность не всегда видна в виде раздавливания, изгиба или перекручивания. Убедитесь, что установщик кабелей предусмотрел защиту установленных кабелей от действий других сотрудников. Это значительно дешевле, чем замена кабеля в будущем. Если кабельные трассы защищены и не имеют возможности открыть их между заделкой и установкой, в идеале на время заделать кабели, чтобы их можно было проверить до защиты маршрутов.

Зачем нужно тестирование кабеля?

Испытания кабеля производятся с уменьшением времени тестирования. Это делается для проверки:

• Соответствие кабеля
• Качество кабеля
• Функциональность кабеля

Часто неисправность кабеля можно увидеть задолго до того, как она станет реальной проблемой. Визуальный осмотр всех кабелей на вашем предприятии — отличный способ найти неисправность до того, как она приведет к простою. Мы ищем коррозию на меди, трещины в изоляции, влагу на кабелях и многие другие признаки повреждения кабелей.

Неисправности кабеля стоят денег и вызывают сбои, поэтому существует огромная потребность в методах тестирования кабелей, чтобы гарантировать, что кабели и соединения находятся в хорошем состоянии, а также позволяют быстро обнаруживать повреждения кабеля.

Тестирование кабелей для прогнозирования и устранения неисправностей является жизненно важной задачей для всех, кто связан с распределением электроэнергии. Доступен широкий спектр методов тестирования и испытательного оборудования, позволяющих эффективно решить эту проблему, но тестирование кабелей, тем не менее, может оказаться сложной задачей.

По этой причине ресурс, который так же важен, как и само испытательное оборудование, — это доступ к экспертным знаниям, которые помогут выбрать лучшее оборудование для работы и использовать его таким образом, чтобы обеспечить наилучшие результаты.

Что делается во время тестирования кабеля?

Ниже приведены тесты и проверки, которые необходимо выполнить перед подачей питания на кабель низкого напряжения с номинальным напряжением 600 В или ниже.

• Сравните характеристики кабеля с чертежами и спецификациями.Обратите внимание на количество комплектов, размер кабеля, прокладку и характеристики изоляции. Отметьте эти пункты на тестовом листе.
• Проверить открытые части кабеля на предмет отсутствия материальных повреждений. Обратите внимание на состояние оболочки кабеля и изоляции открытых участков. Убедитесь, что точки подключения соответствуют тому, что показано на однолинейной схеме проекта.
• Проверить болтовые электрические соединения на высокое сопротивление с помощью калиброванного динамометрического ключа, омметра низкого сопротивления или термографического исследования.
  • При использовании калиброванного динамометрического ключа см. Таблицу ANSI / NETA 100.12 Стандартные крепежные детали США, значения момента затяжки болтов для электрических соединений.
  • Значения аналогичных болтовых соединений необходимо сравнить и проверить, какое значение сдвигается более чем на пятьдесят процентов от наименьшего значения в случае использования омметра с низким сопротивлением.
• При визуальном осмотре низковольтного провода и кабеля проверьте состояние оголенной оболочки и изоляции кабеля.
• Осмотрите сжатые соединения, убедившись, что разъем правильно рассчитан на размер установленного кабеля и имеет надлежащие углубления.
• Выполните испытание сопротивления изоляции каждого проводника относительно земли и соседних проводов. Период тестирования должен составлять 1 минуту с использованием напряжения в соответствии с данными, опубликованными производителем.
• Если нет документации от производителя, подайте 500 вольт постоянного тока для кабеля на 300 вольт и 1000 вольт постоянного тока для кабеля на 600 вольт.Значения сопротивления изоляции должны соответствовать опубликованным производителем данным. Если данные от производителя отсутствуют, значения должны быть не менее 100 МОм. Выполните проверки целостности, чтобы убедиться в правильности подключения кабеля и фазировки.
• Проверить равномерное сопротивление параллельных проводов с помощью омметра с низким сопротивлением. Измерьте сопротивление каждого кабеля отдельно и исследуйте отклонения сопротивления между параллельными проводниками.

Ниже приведены различные виды испытаний, проводимых на кабелях:

Следующие ниже испытания являются типовым испытанием электрического силового кабеля.

1. Персульфатный тест (для меди)
2. Испытание на отжиг (для меди)
3. Испытание на растяжение (для алюминия)
4. Испытание упаковки (для алюминия)
5. Проверка сопротивления проводника (для всех)
6. Проверка толщины изоляции (для всех)
7. Измерение общего диаметра (где указано) (для всех)

Физические испытания изоляции и оболочки

1. Предел прочности и относительного удлинения при разрыве
2. Выдержка в духовке
3. Старение в авиационной бомбе
4. Старение в кислородной бомбе
5. Горячий набор
6. Маслостойкость
7. Сопротивление разрыву
8. Сопротивление изоляции
9. Испытание на высокое напряжение (погружение в воду)
10. Испытание на воспламеняемость (только для SE-3, SE-4)
11. Тест на водный аборт (для изоляции)

Приемочное испытание: Приемочное испытание должно составлять следующее:

1. Испытание на отжиг (для меди)
2. Испытание на растяжение (для алюминия)
3. Испытание упаковки (для алюминия)
4. Проверка сопротивления проводника
5. Испытание на толщину изоляции и оболочки и общий диаметр
6. Предел прочности на разрыв и относительное удлинение при разрыве изоляции и оболочки
7. Испытание изоляции и оболочки при горячем отверждении
8. Испытание высоким напряжением
9. Проверка сопротивления изоляции

Плановое испытание : Следующее должно составлять стандартное испытание.

1. Проверка сопротивления проводника
2. Испытание высоким напряжением
3. Проверка сопротивления изоляции

Как проводится тестирование кабеля?

Ниже приведены тесты, проведенные во время тестирования кабеля:

Проверка целостности

• Проверка целостности цепи (также называемая измерением низкого сопротивления) — это измерение низкого сопротивления кабелей от 1 мОм до 250 Ом.
• Проверка целостности может быть проведена в 2 или 4 проводах в зависимости от измеряемого сопротивления: 2 провода для сопротивлений> 1 Ом и 4 провода для сопротивлений <1 Ом.
• Проверка целостности в двухпроводном режиме заключается в подаче программируемого тока и измерении напряжения и тока на клеммах испытуемого сопротивления. Закон Ома даст точное значение.
• В четырехпроводном режиме или тесте непрерывности методом Кельвина разделите матрицу переключения на 2 внутренние шины
• направляя испытательный ток
• передает напряжение на клеммах измеряемого элемента.

Точки с четным адресом назначаются для Смысла измерения, нечетные точки — для подачи тока.Эта схема реализуема на всем протяжении коммутационной матрицы и может быть объединена с двухпроводной проверкой целостности цепи.

• В качестве примера: проверка целостности в 4-проводном режиме позволяет выполнять измерения на проводах длиной 50 см и сечением 5/10 мм (от 7 до 13 мВт) с хорошим разрешением.

Испытание изоляции:

• Испытание изоляции, также известное как испытание на высокое сопротивление, всегда проводится постоянным током. Проверка изоляции сочетается с испытанием на короткое замыкание и испытанием высокого напряжения постоянного тока.
• Тест изоляции сочетает в себе несколько функций.
• При испытании изоляции можно выполнить:
  • для определения сопротивления изоляции от пятидесяти кОм до двух тысяч мегаом при высоком напряжении, т. Е. От 20 до 2000 В.
  • измерение диэлектрической прочности и обнаружение коротких замыканий.
• Испытание изоляции происходит следующим образом:
  • Первоначальный тест при низком напряжении (измерение целостности цепи) для обнаружения короткого замыкания (1). При обнаружении короткого замыкания проверка изоляции прекращается (в списке ошибок появляется сообщение КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ).
  • Если короткого замыкания нет, то подается высокое напряжение. В течение программируемого времени нарастания (2), если происходит пробой, отображается напряжение и тест останавливается (напряжение пробоя указывается в списке ошибок).
  • Если пробоя не происходит и напряжение не достигает требуемого значения (± 10%), в списке ошибок появляется сообщение U
  • Затем напряжение подается в течение запрограммированного времени приложения (3). Если в этот период происходит поломка, то момент появления неисправности отображается в списке ошибок и тест прекращается.
  • Наконец, если все идет хорошо, по истечении времени наложения (4) проводится испытание изоляции и измеряется сопротивление изоляции. Тестер добавит время измерения в зависимости от запрошенного диапазона. Время измерения варьируется от 20 мс до 240 мс в зависимости от диапазона.
• Чтобы завершить последовательность, тестер снижает высокое напряжение, а затем разряжает проверяемый блок до сопротивления заземления (общее время 20 мс).
• Эта процедура идентична в конце каждого измерения изоляции.
• Испытание электрической прочности изоляции обнаруживает любое внезапное изменение увеличения испытательного тока за пределами запрограммированного предела.
• Тест на короткое замыкание или тест высокого напряжения можно запрограммировать вне теста.

Тест фазирования:

• Правильная фазировка всех цепей низкого напряжения должна быть проверена во всех местах, где кабели низкого напряжения подключаются к основаниям предохранителей и где любой кабель низкого напряжения проходит от точки к точке.
• Это испытание должно проводиться с помощью прибора, предназначенного для этой цели.Напряжение сетевой частоты 240 В для этого теста неприемлемо.
• Нейтральный провод должен быть подключен к заземляющему стержню для этого испытания.

Испытание на сопротивление заземлению:

• В любой воздушной или подземной сети сопротивление заземления в любой точке по длине фидера низкого напряжения должно иметь максимальное сопротивление 10 Ом до подключения к существующей сети.
• В любой воздушной или подземной сети общее сопротивление земли должно быть менее 1 Ом до подключения к существующей сети.

Испытание высоким напряжением:

• Испытание высоким напряжением (также называемое испытанием на электрическую прочность или высоковольтным тестом) может проводиться как на переменном, так и на постоянном токе. Если испытание высоковольтным напряжением проводится на постоянном токе, тогда оно сочетается с изоляцией; если испытание высоким напряжением проводится в переменном токе, то это более напряженное для образца и выполняется в соответствии с приведенным ниже эскизом.
• Измерение высокого напряжения при испытании на переменном токе выполняется с использованием переменного напряжения (50 Гц), эффективное значение которого регулируется от 50 В до 1500 В.Как и в случае с постоянным током, испытание высоким напряжением обнаруживает любое внезапное повышение тока до запрограммированного порога.
• Тест на короткое замыкание поддерживается по умолчанию. Время нарастания составляет более 500 мс, а время приложения не менее одного периода.
• Предупреждение: Испытание высоким напряжением при переменном токе приводит к снижению емкости тестируемого оборудования. Необходимо помнить, что мощность генератора ограничена до 5 мА.

Преимущества тестирования кабелей

• Гарантия на продукцию ограничена
• Тестирование дешевле ремонта
• Периодические испытания обеспечат надежность инфраструктуры

Электрическое испытательное оборудование | Электростанция для подключения

Стивен Дреннан — инженер-электрик

Существует множество способов проверки изоляции электрического оборудования с использованием различных напряжений, частот и методов испытаний.Megger Group поставляет широкий спектр тестеров для таких приложений, от тестеров сопротивления изоляции от 50 В до 15 кВ, от испытательных комплектов VLF и AC Tan Delta до диагностических приборов с частотной характеристикой диэлектрика и тестеров HiPot или контрольных тестеров с использованием переменного или постоянного тока до 80 / 800 кВ.

Эта статья призвана устранить путаницу, которая иногда существует в отношении допустимых уровней напряжения для тестирования кабелей и того, что подразумевается под «тестированием постоянного тока» кабелей в различных контекстах.

Определение терминов

При использовании в определенном контексте многие технические термины имеют четкое, хорошо определенное значение.Однако, когда они вырваны из контекста или используются небрежно, те же самые термины могут стать двусмысленными и сбивающими с толку. Хороший пример — «высокое напряжение».

Многие национальные и международные стандарты однозначно определяют напряжения, которые можно правильно обозначить как ELV (сверхнизкое напряжение), EHV (сверхвысокое напряжение) и все, что между ними. Однако в обычном использовании фраза «высокое напряжение» означает совсем другие вещи, чем коммерческий инженер по ОВКВ, привыкший работать при 110 или 230 В, инженер-распределитель, работающий с системами 11 кВ, и инженер по передаче, работа которого связана с 132 кВ или 765 кВ. линии передачи.Испытательное оборудование часто используется вне этих дисциплинарных границ, и, частично, по крайней мере из-за нечеткого использования терминологии, может возникнуть путаница в отношении того, какие испытательные напряжения и методы подходят — а какие потенциально вредны — в конкретных приложениях.

Проблема — кабели с твердым диэлектриком из сшитого полиэтилена

Обеспокоенность по поводу испытаний на высокое напряжение возникла в результате поведения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, когда они подвергались тому же режиму обслуживания, который ранее применялся к кабелям с многослойным покрытием.В начале 1990-х годов некоторые бесценные исследования факторов, влияющих на старение кабелей из сшитого полиэтилена, были проведены доктором Н.Н. Сринивасом из EPRI (Исследовательский институт электроэнергетики) и другими, такими как доктор М. Машикян из Университета Коннектикута и проф. . Ф.Х. Крюгер из Делфтского университета.

Сравнение постоянного тока и перенапряжения

Все полученные в результате документы относятся к так называемым «контрольным испытаниям», «испытаниям на стойкость» или «испытаниям в режиме высокого напряжения», под которыми они подразумевают «высокие» напряжения (опять же это слово) относительно рабочего напряжения. системы, применяются к кабелям, чтобы увидеть, не произойдет ли пробой во время испытания.Например, испытательное напряжение 40 кВ может использоваться для проверки системного кабеля 15 кВ. В контексте этих режимов тестирования кабелей в документах также упоминается «тестирование постоянным током», чтобы отличать его от тестирования переменного тока при аналогичных напряжениях. Однако исследователи не говорят обо всех тестах постоянного тока независимо от используемого напряжения — в конце концов, мультиметр использует постоянное напряжение от 0,5 до 2,5 В для проверки целостности цепи, но это определенно не будет включено! Исследователей интересуют только «высокие» напряжения постоянного тока, но что в данном контексте означает «высокое»?

Расследование EPRI

Отчет EPRI начинается с заявления: «Испытания кабелей высоковольтным постоянным током используются для выявления грубых дефектов или износа…»

В этом контексте напряжение, о котором идет речь, абсолютно ясно выражено в таких заявлениях, как:

«Испытание постоянным током при 40 кВ приведет к сокращению срока службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена с ускоренным старением» и

«Испытания постоянным током при 70 кВ или 55 кВ перед старением, по-видимому, не влияют на срок службы кабеля.”

В ходе исследований были изучены три класса кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена: новые, прошедшие естественное старение и прошедшие ускоренное старение в лаборатории при работе на них при почти вдвое превышающем нормальное рабочее напряжение при высокой температуре.

Отбор проб

Затем образцы были разделены на две группы, и одна группа была подвергнута испытанию на перенапряжение постоянного тока, а другая группа — нет. Испытательные напряжения перенапряжения постоянного тока, приложенные к кабелям, составляли от 3 до 3.В 8–5,2 раза превышающее расчетное напряжение переменного тока кабелей, обычно от 40 кВ до 68 кВ. Затем оба набора образцов были дополнительно испытаны при напряжениях переменного тока «ускоренного старения» и сравнивали окончательное время отказа образцов.

Результаты

При некоторых испытаниях образцы, которые подвергались испытаниям на перенапряжение постоянного тока, выходили из строя раньше, чем непроверенные образцы. Например, два протестированных кабеля вышли из строя через 346 и 887 дней, в то время как их непроверенные аналоги прослужили более 928 дней.Однако результаты ни в коем случае не были однозначными, поскольку 32 других кабеля в исследовании не показали статистически значимой разницы между протестированными и непроверенными образцами.

Выводы исследований EPRI

Тем не менее, в свете более ранних лабораторных работ по микроскопическому анализу образования водяных деревьев и с учетом ограниченной способности перенапряжения постоянного тока вызывать отказ во время испытания, исследователи пришли к выводу, что, хотя испытания перенапряжения постоянного тока на новом кабеле не связаны с риском. Из-за деградации кабеля существовал потенциальный риск ускоренного старения уже состаренного кабеля из сшитого полиэтилена.

Механизмы отказа

Исследование показало, что проблема с испытаниями на перенапряжение связана с индукцией электрического поля в изоляции порядка 230 В на тысячную долю дюйма («thou» на британском языке или «mil» на американском языке). В метрической системе это эквивалентно 9050 В / мм. Это электрическое поле является проблемой для значительно устаревшей изоляции из сшитого полиэтилена, поскольку электрическая прочность такого кабеля может упасть ниже 300 В на тысячную долю дюйма (12000 В / мм).С этого момента перенапряжение может значительно повредить изоляцию.

Исследование также установило, что когда модель

Изоляция

является новой, ее электрическая прочность составляет порядка 1100 В на тысячную долю дюйма (44000 В / мм). Это примерно в четыре раза больше напряженности поля, создаваемой во время испытаний на постоянном токе, поэтому она не повлияет на новую изоляцию.

Высокое напряжение

Учитывая вышесказанное, важно понимать, что напряжения, возникающие в кабеле, не являются просто результатом приложения постоянного напряжения (перенапряжение переменного тока также ускоряет старение), но в первую очередь возникают из-за высокого напряжения, используемого при испытаниях на перенапряжение.

Испытания изоляции под напряжением

Не все испытания изоляции кабелей проводятся при высоком напряжении. Фактически, многие испытания на постоянном токе обычно проводятся при 2,5 кВ или 5 кВ. Эти электрические напряжения, возникающие в результате таких испытаний, составляют от одной восьмой до одной шестнадцатой от диэлектрической прочности даже сильно устаревшего кабеля из сшитого полиэтилена. Нет никаких доказательств того, что это вызывает какие-либо проблемы с изоляцией. Эти значения на самом деле значительно меньше, чем соотношение напряжение / электрическая прочность, которое, как было доказано, не создает проблем для новых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Таким образом, испытание изоляции под напряжением постоянного тока

можно использовать как часть процедур ввода в эксплуатацию и технического обслуживания, не беспокоясь о повреждении кабелей из сшитого полиэтилена. Действительно, он часто используется коммунальными предприятиями, например, с 10-минутным временем тестирования между каждой фазой и экраном с уровнем прохождения 10 ГОм. Другие утилиты используют эту форму тестирования вместе с другими тестами для проверки согласованности между фазами.

Почему испытание на перенапряжение постоянного тока является проблемой для XLPE

Хотя перенапряжения постоянного и переменного тока могут ускорить старение, при типичной продолжительности испытаний, скажем, 30 минут, проблема с XLPE намного хуже с постоянным током, чем с переменным током.Это связано с тем, что электрическое поле, сохраняющееся в одном направлении в течение всего испытания, может создавать нежелательные пространственные заряды внутри изоляции из сшитого полиэтилена; когда впоследствии на кабель снова подается напряжение, эти заряды остаются, вызывая очень высокие локальные напряжения. Нормальное напряжение переменного тока плюс объемный заряд могут запустить электрическое дерево в изоляции, которое может перерасти в неисправность и сократить срок службы. После испытания на перенапряжение постоянного тока на рассеяние пространственного заряда может потребоваться до 24 часов, и в большинстве случаев оставлять кабель в нерабочем состоянии на такой срок нецелесообразно.

Решения для тестирования кабелей из сшитого полиэтилена

Разумно утверждать, что любое испытание, предназначенное для определения состояния изоляции, должно оценивать испытываемую систему как можно ближе к ее нормальным рабочим условиям. Таким образом, для кабельной системы, предназначенной для работы на частоте переменного тока, испытание перенапряжения переменного тока на частоте 50/60 Гц может считаться наиболее репрезентативным испытанием, особенно потому, что изменение направления поля позволит избежать образования постоянных пространственных зарядов.

Однако на промышленной частоте кабель представляет собой большую емкостную нагрузку, типичные значения которой составляют 300 пФ / м. Таким образом, при испытании кабеля 66 кВ при 100 кВ переменного тока емкостная нагрузка составляет 470 кВА. Ясно, что для обеспечения этой нагрузки потребуется большая, тяжелая и очень дорогая тестовая система. И, если бы такая тестовая система была запитана от однофазного источника 400 В, требуемый входной ток превысил бы 1 кА! Даже если бы использовался комплект для последовательного резонансного тестирования, который снижает требования к входной мощности, он все равно был бы большим и дорогим.Однако иногда альтернативы нет, и доступ к этому виду специализированного оборудования время от времени требуется некоторым коммунальным предприятиям и многим производителям оборудования и кабелей.

В обычных полевых условиях, однако, тестеры СНЧ (очень низкой частоты) часто являются приемлемым и гораздо более удобным вариантом, но они по-прежнему требуют тщательного рассмотрения уровней напряжения и методов тестирования.

VLF AC Techniques

Очевидно, что уменьшение эффекта емкостной нагрузки кабеля поможет облегчить практические испытания, поэтому испытания СНЧ проводятся на частотах ниже 1 Гц.Уменьшение частоты тестирования до 0,1 Гц, частоты, наиболее часто используемой для тестирования СНЧ, означает, что выходная мощность, необходимая для тестера, уменьшается в 500 раз, что делает его гораздо более практичным предложением для полевых испытаний.

В Руководстве IEEE по полевым испытаниям кабелей с использованием СНЧ (IEEE 400.2, таблица 1) приведены сводные данные о испытательных напряжениях СНЧ, применимых к различным типам кабелей, с разделением каждого на категории для установки, приемки и технического обслуживания.

Продолжительность испытаний при испытании СНЧ значительно больше, чем при испытании 5/10 кВ постоянного тока.Рекомендуемая продолжительность одного теста обычно составляет 30 или 60 минут, что может сделать процесс длительным, когда необходимо тестировать каждую фазу отдельно.

Было проведено полевое исследование отказов, связанных с тестированием, для подтверждения оригинальных лабораторных исследований, которые привели к разработке тестирования VLF. Это показало, что «тесты VLF в IEEE Std. Уровни 400,2 существенно не повреждают кабельные системы ».

Обратите внимание, однако, что это исследование также предостерегает от повышения рекомендуемых значений напряжения СНЧ для кабелей, подвергнутых полевому старению, в попытке сократить время тестирования (скажем, до 15 минут на фазу), поскольку это может вызвать проблемы с множественными отказами.

Новые кабели, напротив, могут выдерживать более высокие напряжения, как определено, например, в стандарте IEC605202-2, который включает испытательное напряжение для новых кабелей 3Uo при 0,1 Гц в течение 15 минут. Итак, это еще один случай, когда необходимо четко понимать, какая высота достаточно высока, а какая — слишком высока!

Можно подумать, что используемые очень низкие частоты могут неадекватно отражать напряжения в кабеле, когда он работает на промышленной частоте. По этой причине адаптированная форма волны, известная как «косинусно-прямоугольная», часто используется в испытательных наборах VLF.Эта форма волны по существу представляет собой прямоугольную волну с нарастающим и спадающим фронтами, которые точно соответствуют крутизне синусоидальной волны промышленной частоты. Это означает, что напряжения, возникающие в кабеле при испытании с косинусо-прямоугольной формой волны, более репрезентативны по сравнению с теми, которые кабель будет испытывать при нормальной работе.

Косинусно-прямоугольный СНЧ для тестирования более длинных кабелей

Этот косинусо-прямоугольный сигнал рекомендован стандартами IEC, DIN VDE, HD620

.

документов по гармонизации и IEEE400.В документе СИГРЭ об опыте тестирования кабелей в США не было обнаружено каких-либо существенных различий в диагностических возможностях синусоидальной и косинусно-прямоугольной формы волны, но косинусно-прямоугольное оборудование позволяет проводить испытания на нагрузках с более высокой емкостью и, следовательно, делает его можно тестировать более длинные кабели, чем те, которые можно тестировать с помощью сопоставимого набора для проверки синусоидальных сигналов.

Лошади на курсы…

Практические советы по полевым испытаниям кабелей можно резюмировать следующим образом:

1.Испытание изоляции при 2,5 кВ или 5 кВ (испытание пониженным напряжением)

• Может проводиться на оборудовании высокого и среднего напряжения, включая кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, без опасения вызвать неисправности, либо в качестве недорогого теста Go-NoGo, либо, на некотором оборудовании, в качестве диагностического теста изоляции с использованием таких методов, как ступенчатое напряжение, показатель поляризации или диэлектрический разряд. При обычно используемых напряжениях и продолжительности нет никаких доказательств ухудшения изоляции кабеля из сшитого полиэтилена.

2. Контрольные испытания «Hi-Pot» постоянным током при 40 кВ / 70 кВ или выше (испытание на перенапряжение)

• Может выполняться при вводе в эксплуатацию любого нового кабеля, хотя некоторые типы дефектов могут быть пропущены.
• Не следует проводить для испытаний устаревших кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена или других кабелей с твердым диэлектриком во время цикла технического обслуживания, но может проводиться на многослойных кабелях.

3. Тестирование СНЧ

• Может применяться как с кабелями с ламинированным, так и с твердым диэлектриком.
При испытании
• VLF используется частота 0,1 Гц, что решает проблемы с испытанием высокого напряжения постоянного тока (более 40 кВ) на кабелях из сшитого полиэтилена или смешанных кабелей, поскольку направление электрического поля меняется.
• Пониженное энергопотребление по сравнению с испытанием промышленной частоты означает, что испытательное оборудование можно сделать транспортируемым и оно стоит меньше.
• VLF может тестировать длинные кабели из-за требуемых низких уровней тока, и эта возможность максимизируется с помощью опции тестирования косинусно-прямоугольной формы.

Обзор тестирования и диагностики силового кабеля

В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, которые коммерчески доступны для проведения полевых испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения.Фото: TestGuy.

Полевые испытания кабелей среднего и высокого напряжения могут проводиться по разным причинам, например, приемка после установки, определение постепенного ухудшения изоляции с течением времени, проверка стыков и стыков, а также специальный ремонт. Эта оценка относится как к самому кабелю, так и к связанным с ним аксессуарам (сращиваниям и заделкам), именуемым «кабельной системой».

В соответствии с ICEA, IEC, IEEE и другими согласованными стандартами испытания могут проводиться с использованием постоянного тока, переменного тока промышленной частоты или переменного тока очень низкой частоты.Эти источники могут использоваться для проведения испытаний на стойкость изоляции, базовых диагностических испытаний, таких как анализ частичных разрядов, а также для определения коэффициента мощности или коэффициента рассеяния.

В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, которые коммерчески доступны для проведения полевых испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения. Из-за различных доступных методов тестирования кабелей выбор метода тестирования должен производиться только после оценки каждого метода тестирования и тщательного анализа установленной кабельной системы сертифицированным агентством по тестированию и владельцем кабеля.

Соображения безопасности

При испытании кабелей безопасность персонала является наиболее важной. Все испытания кабелей и оборудования должны выполняться только квалифицированными специалистами в изолированных и обесточенных системах, если иное не требуется и не разрешено. Бывают случаи, когда переключатели могут быть подключены к концу кабеля и служить для изоляции кабеля от остальной системы. Соблюдайте особую осторожность после обесточивания силовых кабелей, так как они способны удерживать большие емкостные заряды, используйте соответствующие СИЗ и инструменты для обеспечения электробезопасности, чтобы правильно разрядить кабели до и после испытания.

---

Типы испытаний кабелей

Полевые диагностические испытания могут проводиться на кабельных системах на различных этапах их эксплуатации. В соответствии со стандартом IEEE 400 испытания кабеля определяются как:

• Проверка установки: Выполняется после установки кабеля, но перед установкой любых принадлежностей (стыков / сращиваний и концевых заделок). Эти испытания предназначены для обнаружения любых повреждений кабеля при изготовлении, транспортировке и установке.
• Приемочное испытание: Выполняется после установки всех кабелей и принадлежностей, но до подачи на кабель системного напряжения. Его цель — обнаружение повреждений при транспортировке и установке как в кабеле, так и в кабельных аксессуарах. Также называется «испытанием после укладки».
• Техническое испытание: Выполняется на протяжении всего срока службы кабельной системы. Его цель — оценить состояние и проверить работоспособность кабельной системы, чтобы можно было инициировать соответствующие процедуры обслуживания.

---

Методы испытаний кабелей

Выбор метода тестирования во многом зависит от возраста и типа установленной кабельной системы. Многие из методов, описанных в этой статье, могут быть выполнены как приемочные или эксплуатационные испытания, в зависимости от таких условий, как приложенное испытательное напряжение или продолжительность испытания.

Выбор метода тестирования во многом зависит от возраста и типа установленной кабельной системы.

Целью любого диагностического теста является выявление проблем, которые могут существовать с кабелем — неразрушающим способом — с тем, чтобы можно было принять превентивные меры, чтобы избежать потенциального отказа этого кабеля во время эксплуатации.Диагностические оценки могут применяться к кабельным системам, состоящим из самого кабеля и связанных с ним аксессуаров, таких как сращивания и заделки.

---

1. Испытание на диэлектрическую стойкость

Испытание на диэлектрическую стойкость — это базовое испытание на электрическую нагрузку, проводимое для обеспечения достаточного срока службы системы изоляции. Для испытания на стойкость испытываемая изоляция должна выдерживать заданное приложенное напряжение, которое выше, чем рабочее напряжение на изоляции, в течение заданного периода без пробоя изоляции.

Величина выдерживаемого напряжения обычно намного больше, чем у рабочего напряжения, и время, которое прикладывается, зависит от срока службы и других факторов.

Испытание на устойчивость к диэлектрику — сравнительно простое испытание. Если к концу испытания не наблюдается никаких признаков повреждения или нарушения изоляции, образец считается пройденным. Однако, если приложенное напряжение приведет к внезапному разрушению изоляционного материала, будет протекать сильный ток утечки, и изоляция будет признана непригодной для эксплуатации, так как может представлять опасность поражения электрическим током.

1а. Выдерживаемое напряжение диэлектрика постоянного тока (DC)

При проведении испытания с высоким напряжением постоянного тока напряжение постепенно повышается до заданного значения с постоянной скоростью нарастания, что обеспечивает постоянный ток утечки до тех пор, пока не будет достигнуто окончательное испытательное напряжение. Время от минуты до 90 секунд обычно считается достаточным для достижения конечного испытательного напряжения.

Последнее испытательное напряжение затем удерживают в течение 5-15 минут, и если ток утечки недостаточно высок, чтобы сработать испытательный комплект, изоляция считается приемлемой.Этот тип проверки обычно выполняется после монтажа и ремонта кабеля.

Испытание на высоковольтное напряжение постоянного тока измеряет сопротивление изоляции кабелей путем подачи высокого напряжения и измерения тока утечки, а сопротивление рассчитывается по закону Ома. Значения испытательного напряжения для испытаний с высоким напряжением постоянного тока основаны на окончательном заводском испытательном напряжении, которое определяется типом и толщиной изоляции, размером проводов, конструкцией кабеля и применимыми отраслевыми стандартами.

ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей. Фотография: ANSI / NETA

.

Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей, рекомендованное ANSI / NETA-MTS, 2019. Фотография: ANSI / NETA

.

Важно знать, что тестирование высокого напряжения постоянного тока не обеспечивает тщательного анализа состояния кабеля, а вместо этого предоставляет достаточно информации о том, соответствует ли кабель определенным требованиям по прочности на высоковольтный пробой. Одним из преимуществ высоковольтного испытания на постоянном токе является то, что точки срабатывания по току утечки могут быть установлены на гораздо более низкое значение, чем при испытании напряжением переменного тока.

В прошлом испытание на устойчивость к диэлектрику постоянным током было наиболее широко используемым испытанием для приемки и технического обслуживания кабелей. Однако недавние исследования отказов кабелей показывают, что испытание на перенапряжение постоянного тока может вызывать больше повреждений изоляции некоторых кабелей, таких как сшитый полиэтилен (XLPE), чем польза, полученная при испытаниях.

При техническом испытании существующих кабелей в процессе эксплуатации с использованием высокого напряжения постоянного тока необходимо учитывать множество факторов, чтобы правильно выбрать правильное испытательное напряжение диэлектрической прочности.Как правило, самые высокие значения для технического обслуживания не должны превышать 60% окончательного заводского испытательного напряжения, а минимальное испытательное значение должно быть не менее эквивалента постоянного рабочего напряжения переменного тока.

Примечание: Если кабель нельзя отсоединить от всего подключенного оборудования, испытательное напряжение следует снизить до уровня напряжения подключенного оборудования с наименьшими номиналами.

1б. Частота сети (50/60 Гц) выдерживаемое напряжение диэлектрика

Кабели и аксессуары могут также выдерживать испытания с использованием напряжения промышленной частоты, хотя обычно этого не делают, поскольку для этого требуется тяжелое, громоздкое и дорогое испытательное оборудование, которое может быть недоступно в полевых условиях.

Используемое испытательное оборудование переменного тока должно иметь адекватную вольт-амперную (ВА) емкость для обеспечения требуемых требований к току зарядки проверяемого кабеля. Тесты переменного тока с высоким напряжением могут проводиться только в режиме «годен — не годен» и, следовательно, могут вызвать серьезные повреждения, если тестируемый кабель выйдет из строя.

Если кабели должны проводиться приёмочными и техническими испытаниями высокого напряжения переменного тока, то следует признать, что это испытание не очень практично. Наиболее распространенные полевые испытания, выполняемые на кабелях, — это испытания на постоянном токе или СНЧ вместо испытаний на переменном токе.

Хотя это может быть не очень практично в полевых условиях, испытание с высоким напряжением переменного тока имеет явное преимущество, заключающееся в том, что напряжение изоляции кабеля сравнимо с нормальным рабочим напряжением. Этот тест повторяет заводское испытание, проведенное на новом кабеле.

Высоковольтные испытания на переменном токе включают параллельное включение емкостного и резистивного тока, частота источника играет наибольшую роль в величине мощности, необходимой для зарядки емкости испытательного образца. При выполнении теста переменного тока с высоким напряжением необходимо учитывать соответствие испытательного оборудования для успешной зарядки испытуемого образца.

ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение переменного тока для силовых кабелей. Фотография: ANSI / NETA

.

---

2. Выдерживаемое напряжение диэлектрика при очень низких частотах (СНЧ)

VLF-тестирование можно классифицировать как испытание на устойчивость или диагностическое испытание, то есть его можно проводить как контрольное испытание для приемки или как испытание для технического обслуживания для оценки состояния кабеля. В отличие от испытания напряжением постоянного тока, очень низкая частота не разрушает хорошую изоляцию и не приводит к преждевременным отказам.

VLF-тестирование выполняется с помощью высокого напряжения переменного тока с частотой от 0,01 до 1 Гц. Наиболее широко распространенная частота тестирования — 0,1 Гц, однако частоты в диапазоне 0,00011 Гц могут быть полезны для диагностики кабельных систем, которые превышают ограничения тестовой системы при 0,1 Гц.

Процедура тестирования VLF практически идентична процедуре тестирования постоянного тока с высоким напряжением, а также проводится как тест «годен — не годен». Если кабель может выдерживать приложенное напряжение в течение испытания, это считается пройденным.

Схема подключения для тестирования кабеля VLF. Фото: High Voltage, Inc.

.

Правильное испытательное напряжение и продолжительность имеют решающее значение для успеха испытания СНЧ. Если применяемое испытательное напряжение слишком низкое и / или слишком короткое по продолжительности, риск отказа в работе может возрасти после испытания.

ANSI / NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ. Фотография: ANSI / NETA

.

ANSI / NETA-MTS 2019 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ.Фотография: ANSI / NETA

.

VLF-тестирование используется не только для тестирования кабелей с твердым диэлектриком, любое приложение, требующее тестирования переменного тока нагрузок с высокой емкостью, может быть протестировано с использованием очень низкой частоты. Основное применение — испытание кабеля с твердым диэлектриком (согласно IEEE 400.2) с последующим испытанием большого вращающегося оборудования (согласно IEEE 433-1974), а иногда и испытания больших изоляторов, разрядников и т. Д.

---

3. Напряжение затухающего переменного тока (DAC)

Испытание напряжением ЦАП — один из альтернативных методов испытания напряжением переменного тока, применимый для широкого диапазона кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения.Затухающие напряжения переменного тока генерируются путем зарядки тестируемого объекта до заданного уровня напряжения и затем разряда его емкости через подходящую индуктивность.

На стадии разряда присутствует ЦАП с частотой, зависящей от емкости тестируемого объекта и индуктивности. Емкость тестируемого объекта подвергается воздействию постоянно увеличивающегося напряжения со скоростью, зависящей от емкости тестируемого объекта и номинального тока источника питания.

Большинство приложений ЦАП основаны на сочетании выдерживаемого напряжения и расширенных диагностических измерений, таких как частичный разряд и коэффициент рассеяния. Тестирование ЦАП — это расширенный инструмент обслуживания, предлагающий больше, чем простое решение «идти или нет»

---

4. Коэффициент мощности / коэффициент рассеяния (тангенциальный треугольник)

Tan Delta, также называемый испытанием угла потерь или коэффициента рассеяния (DF), представляет собой диагностический метод испытания кабелей для определения качества изоляции.Если изоляция кабеля не имеет дефектов, таких как деревья, влага, воздушные карманы и т. Д., Кабель приближается к свойствам идеального конденсатора.

В идеальном конденсаторе напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов, а ток через изоляцию является емкостным. Если в изоляции есть загрязнения, сопротивление изоляции уменьшается, что приводит к увеличению резистивного тока через изоляцию.

Tan Delta / Dissipation Factor Угол.Фото: High Voltage, Inc.

.

Кабель становится менее совершенным конденсатором, и фазовый сдвиг будет меньше 90 градусов. Степень, в которой фазовый сдвиг составляет менее 90 градусов, называется «углом потерь», который указывает уровень качества / надежности изоляции.

Кабели с плохой изоляцией имеют более высокие значения DF, чем обычно, и будут демонстрировать более высокие изменения значений тангенса дельты при изменении уровней приложенного напряжения. Хорошие кабели имеют низкие индивидуальные значения TD и низкие изменения значений тангенса дельты при более высоких уровнях приложенного напряжения.

На практике в качестве источника напряжения для подачи питания на кабель для испытаний по касательной-дельте чаще всего используется высокочастотный высокочастотный потенциометр переменного тока. Очень низкая частота предпочтительнее 60 Гц по двум причинам:

1. Повышенная допустимая нагрузка в полевых условиях, в которых 60 Гц слишком громоздкие и дорогие, что делает практически невозможным испытание кабеля значительной длины. При типичной частоте СНЧ 0,1 Гц для тестирования того же кабеля требуется в 600 раз меньше энергии по сравнению с 60 Гц.
2. Величина тангенциального дельта-числа увеличивается с уменьшением частоты, что упрощает измерения.

При выполнении тангенциального треугольника тестируемый кабель должен быть обесточен и каждый конец изолирован. Испытательное напряжение подается на кабель во время выполнения измерений прибором для измерения тангенса дельта.

Приложенное испытательное напряжение повышается ступенчато, при этом сначала проводятся измерения до 1Uo или нормального рабочего напряжения между фазой на землю. Если желто-коричневые дельта-числа указывают на хорошую изоляцию кабеля, испытательное напряжение повышается до 1.5 2Uo.

Само испытание может занять менее двадцати минут, в зависимости от настроек прибора и количества используемых различных уровней испытательного напряжения. Для проведения анализа необходимо всего лишь зафиксировать несколько периодов формы волны напряжения и тока.

---

5. Сопротивление изоляции постоянного тока

Сопротивление изоляции кабеля измеряется мегомметром. Это простой неразрушающий метод определения состояния изоляции кабеля на предмет загрязнения из-за влаги, грязи или карбонизации.

Образец соединений для измерения сопротивления изоляции кабеля и трансформатора с помощью клеммы Guard. Фото: TestGuy.

Измерения сопротивления изоляции следует проводить через регулярные промежутки времени, а протоколы испытаний сохранять для целей сравнения. Продолжающаяся тенденция к снижению указывает на ухудшение изоляции, даже если измеренные значения сопротивления превышают минимально допустимый предел.

Для корректного сравнения показания должны быть скорректированы до базовой температуры (например, 20 ° C).Имейте в виду, что измерения сопротивления изоляции не позволяют измерить общую диэлектрическую прочность изоляции кабеля или слабых мест в кабеле.

При испытании кабеля на перенапряжение обычно сначала проводят измерение сопротивления изоляции, а затем проводят испытание на перенапряжение постоянного тока, если достигаются приемлемые показания. После завершения испытания на перенапряжение постоянного тока снова проводится испытание сопротивления изоляции, чтобы убедиться, что кабель не был поврежден высоким потенциалом.

Типичные кривые, показывающие эффект диэлектрической абсорбции при испытании «сопротивление времени», выполненном на емкостном оборудовании, таком как обмотка большого двигателя. Фото: Megger US.

Индекс поляризации — это еще один метод испытания сопротивления изоляции, который оценивает качество изоляции на основе изменения значения МОм с течением времени. После подачи напряжения значение IR считывается в два разных момента: обычно либо 30 и 60 секунд (DAR), либо 60 секунд и 10 минут (PI).

«Хорошая» изоляция со временем показывает постепенно увеличивающееся значение IR. Когда второе показание делится на первое показание, и полученное соотношение называется коэффициентом диэлектрического поглощения (DAR) или индексом поляризации (PI).

---

6. Частичная разрядка

Частичный разряд — это локальный электрический разряд, который может возникать в пустотах, зазорах и подобных дефектах в кабельных системах среднего и высокого напряжения. Если не решить проблему должным образом, частичный разряд приведет к разрушению изоляции кабеля, обычно образуя древовидную структуру износа (электрическое дерево), и в конечном итоге приводит к полному выходу из строя и выходу из строя кабеля или аксессуара.

Тестирование включает приложение напряжения, способствующего частичному разряду, а затем прямое или косвенное измерение импульсов тока разряда с помощью калиброванных датчиков частичных разрядов. Характеристики частичного разряда зависят от типа, размера и расположения дефектов, типа изоляции, напряжения и температуры кабеля.

Известно, что испытание частичных разрядов обнаруживает небольшие дефекты изоляции, такие как пустоты или пропуски в изоляционном экранирующем слое, однако частичные разряды должны присутствовать для обнаружения любых частичных разрядов.Измерения могут проводиться на недавно установленных и устаревших кабелях, чтобы обнаружить любые повреждения, возникшие во время установки нового кабеля, или ухудшение изоляции кабеля в процессе эксплуатации из-за частичных разрядов.

6а. Онлайн PD (50/60 Гц)

Выполняемое без прерывания обслуживания, онлайн-тестирование частичного разряда — это неразрушающий, неинвазивный инструмент для профилактического обслуживания, который измеряет состояние стареющих кабельных систем на основе измерения частичных разрядов при рабочем напряжении кабеля.

6б. Автономный PD

Offline Partial Discharge Testing предлагает значительное преимущество перед другими технологиями, поскольку позволяет измерять реакцию кабельной системы на определенный уровень нагрузки и прогнозировать ее будущие характеристики, не вызывая неисправностей. Автономное тестирование также известно своей способностью определять точное местоположение дефекта на устаревшем оборудовании, что позволяет управляющему активами точно планировать техническое обслуживание и ремонт.

Проблема автономного тестирования заключается в том, что оборудование необходимо вывести из эксплуатации.Измерения выполняются при более высоком напряжении, чем рабочее напряжение кабеля, чтобы повторно инициировать активность частичных разрядов в обесточенном кабеле, что увеличивает риск отказов во время испытания.

Продолжительность теста должна быть достаточно большой, чтобы позволить электронам инициировать частичные разряды, но после обнаружения частичных разрядов напряжение должно подаваться достаточно долго, чтобы собрать достаточно данных о частичных разрядах.

ANSI / NETA-ATS 2017 Требования к частичной разрядке. Фотография: ANSI / NETA

.

---

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Тестирование кабеля 600-В — журнал IAEI

Время считывания: 13 минут

Существует множество технологий и методов, используемых для проверки изоляции проводов и кабелей, в том числе высоконагруженная заливка, очень низкая частота (VLF), коэффициент мощности, частичный разряд, рефлектометрия во временной области (TDR), и «грудь». Как и при посещении кабинета врача, каждый тест исследует тестируемый элемент по-разному и ищет разную реакцию со стороны изоляционного материала. Какие тесты и сколько использовать — это разумное решение, которое принимает квалифицированный специалист.В этой статье мы сосредоточимся только на самом основном и фундаментальном тесте — сопротивлении изоляции. Среди профессионалов отрасли до сих пор ведутся споры о ценности тестирования, о том, когда и как часто, какие методы и напряжения использовать и так далее. В литературе можно найти разные мнения и советы. Эта статья основана на признании тестирования как имеющего фундаментальную ценность.

Безусловно, наиболее широко используемый и общий тест, тест сопротивления изоляции дает (сравнительно) высокое напряжение на изоляционном материале, измеряет величину протекающего тока и просто использует закон Ома для преобразования этих двух битов критических данных в сопротивление.По определению, изоляция должна препятствовать прохождению тока так, чтобы он продолжался через схему, как задумано, и нигде больше, например, через землю или через человека. Но никакая изоляция не идеальна и может остановить весь ток . Удобный способ представить это — изобразить удар молнии. Воздух — хороший изолятор. Фактически существует электрическое оборудование с воздушной изоляцией. Но когда между облаками и землей возникает достаточный градиент напряжения, возникает ток, протекающий самым драматичным образом! Показание «бесконечность» (∞), знакомое операторам аналоговых тестеров, не означает, что сопротивление изоляции на самом деле «бесконечно».Это просто указывает на то, что это выходит за пределы диапазона измерений тестера, каким бы он ни был.

Мегомметр

Рис. 1. Испытательное напряжение в зависимости от характеристик оборудования

Калькулятор и закон Ома могут легко дать оценку задействованных величин. Когда ток утечки достигает уровня миллиампер, материал начинает больше походить на полупроводник, чем на изолятор. При системном напряжении около 5 мА обычно считается уровнем шока для человеческого тела.Таким образом, требования к изоляционному материалу весьма высоки, и тестеру необходимо обеспечить лишь небольшой ток, прежде чем изоляция перестанет быть действительно изоляцией. Однако, поскольку большинство испытаний проводится на более или менее хорошей изоляции, требуется высокое напряжение, чтобы эффективно использовать состояние материала и обеспечить надежную индикацию. Оставленные незамеченными и неконтролируемыми, эти небольшие пути утечки будут постоянно увеличиваться и, в конечном итоге, вызывать короткое замыкание оборудования.

Рисунок 2.Сравнение тенденций: Аппарат A — высокие показатели, но быстро падают; Аппарат B — нижние показания, удерживая неподвижно

Испытательное напряжение

После производства проводятся испытания постоянного тока для приемки, установки, текущего обслуживания, поиска и устранения неисправностей и ремонта. Выбор испытательного напряжения в значительной степени остается на усмотрение оператора, но отраслевым стандартом является выполнение испытаний «как номинальное» и «дважды номинальное». Для кабеля на 600 В было бы более практично рассматривать выбор «как номинальный» как «примерно номинальный».«Сложные и более дорогие модели могут иметь выбор на 600 В, но у большинства обычных тестеров есть тест на 500 В. Это подойдет. Для дважды оцененных, снова можно использовать некоторую практичность. Относительно недорогие портативные тестеры обычно имеют максимум 1 кВ. Опять же, этого должно хватить. Выбор теста 1200 В и выше требует качественного скачка к более дорогим приборам на 5 кВ.

Таблица 1. Состояние изоляции, указываемое коэффициентами диэлектрической проницаемости

Испытания в соответствии с номинальными показателями хорошо подходят для текущего обслуживания и ведения записей.Сопротивление кабеля измеряется при напряжении, которое приблизительно соответствует тому, которое он будет испытывать во время работы, и число дает полезную индикацию общего состояния кабеля. Двойной рейтинг полезен для устранения неполадок. Изоляционный материал, который обычно ухудшается из-за воды или старения, будет отражать это состояние практически при любом испытательном напряжении. Таким образом, оценочный тест будет отражать общее загрязнение как значительно более низкое значение, чем в предыдущих тестах или ожиданиях. Но в противном случае хорошая изоляция может иметь локальные участки повреждения, такие как разрыв, вызванный изгибом кабелепровода или точечное отверстие из-за скачка напряжения, идущего на землю.Это первопричины дьявольских перемежающихся неисправностей. Схема работает, а потом нет, а потом работает. Никакие приборы или процедуры не могут безошибочно идентифицировать прерывистые реакции на первом снимке. Их бывает сложно заметить. Но более высокое испытательное напряжение — это один из способов. Например, этого может быть достаточно, чтобы протянуть дугу к трубопроводу. Испытательные напряжения могут быть дополнительно увеличены по сравнению с наиболее часто используемыми, вдвое номинальными, и это может выявить проблемы, которые до сих пор упускались. Но этот процесс должен быть сбалансирован с максимальным напряжением, которое может выдержать кабель.Помните, что тестер подает постоянное напряжение, а не всплеск.

Таблица 2. Температурный поправочный коэффициент

Тестовое соединение

Рисунок 3. Защитный кожух 1

Тестирование цепи на землю — это быстрый способ измерить общее состояние кабеля. Чем больше нагрузка прикладывается к испытанию, тем ниже будут показания, поскольку будет больше изоляционного материала, пропускающего ток утечки. Если три фазы объединить и проверить на землю, показание будет ниже, чем при тестировании каждой по отдельности.Если показания удовлетворительны, такая проверка экономит время. Если это не удовлетворительно, то можно потратить больше времени на тестирование каждой фазы по отдельности и друг с другом. Чтобы приспособить зажимы испытательных зажимов, фазы могут быть соединены вместе неизолированным проводом, а различные косички и гибкие оболочки могут быть адаптированы для разных размеров. Тест «все-в-одном» — удобный способ получить результаты планового технического обслуживания; в то время как для устранения известной или предполагаемой проблемы предпочтительны более конкретные тесты.Также не забудьте указать длину кабеля. Сопротивление изменяется обратно пропорционально длине и прямо пропорционально. Чем больше материала, тем больше утечка и ниже показание. Можно ожидать, что две схемы из одного и того же провода с одинаковым использованием и возрастом будут достаточно сопоставимы. Если значение будет заметно ниже, это может быть признаком зарождающейся проблемы. Но если он вдвое больше, показания по сути эквивалентны.

Рисунок 4. Защитный кожух 2

Терминал охраны

Дополнительной возможностью многих мегомметров является использование защитного терминала.Это третий терминал, обычно отмеченный буквой «G». Не путайте это с «заземлением», как с защитным заземлением. Это не причинит вреда, но приведет к нарушению цели теста. Охранник действует как шунт. При наличии нескольких параллельных путей утечки он направляет ток по одному или нескольким путям вокруг измерительного модуля, так что измеряется только утечка через неохраняемый путь. Наиболее фундаментальное применение ограждения при испытании кабеля — устранение поверхностной утечки на заделках.Когда мегомметр подключен к оконечной нагрузке, скажем, от проводника к оболочке, ток будет проходить по поверхности от одного аллигатора к другому. Чем грязнее или влажнее поверхность, тем сильнее ток и ниже результат измерения. Однако это может быть не то измерение, которое хочет оператор. Это указывает на что-то о прекращении контакта, и если его очистить и / или высушить, показание может заметно возрасти. Но состояние изоляционного материала зависит от утечки через , а не через , изоляцию.Охранник позволяет считывать только этот параллельный путь. Обернув кабель между двумя испытательными зажимами оголенным проводом, ток, проходящий по поверхности, перехватывается и снимается с измерения. Показание будет расти, и степень повышения будет показателем состояния поверхности на окончании. Однако не следует игнорировать поверхностную утечку. Это также будет способствовать появлению следов прожига, и можно приложить усилия, чтобы минимизировать его. Этот метод можно расширить, чтобы исключить любую параллельную утечку при измерении.Поверхностная утечка может быть устранена с обоих концов кабеля и утечка на другие проводники при измерении сопротивления между любыми двумя проводниками. Сосредоточив испытание на конкретной паре проводов, защита добавляет возможность секционировать кабель, просто переключая клеммы. Однако не забудьте проверить точность защиты. Тестеры, спроектированные по низкой цене, имеют тенденцию сокращать использование защитного устройства и, как следствие, могут вносить значительные ошибки в показания.

Рисунок 5.Охранник 3

Ход испытаний

Для непосвященного оператора наиболее запутанной частью тестирования изоляции является перемещение аналогового указателя и нестабильность цифровых показаний. Тестеры обычно опираются на верхнюю границу шкалы, поэтому при запуске теста указатель будет резко указывать на нижнюю границу, и цифровые показания будут начинаться с низкого уровня. Затем указатель вернется в исходное положение, в то время как цифры будут продолжать расти. Это потому, что кабель заряжается.Текущий поток на самом деле состоит из трех отдельных элементов. Поскольку проводники соединены параллельно и разделены изоляцией, они действуют как конденсатор и потребляют зарядный ток. В то же время сам изоляционный материал поляризуется на молекулярном уровне под действием поля напряжения. Это представляет собой движение заряда, следовательно, ток и называется током поглощения. Емкость заряжается быстро и учитывает начальный острие указателя. Поскольку поглощение происходит в изоляционном материале, плохом проводнике, оно занимает гораздо больше времени и объясняет неуклонный рост аналоговых указателей и цифровых чисел.Итак, когда это чтение «правильное»?

Рис. 6. Кривые испытания методом ступенчатого напряжения, сравнение результатов с хорошей и плохой изоляцией

Все показания верны для данного времени испытания. Но оператор ищет состояние изоляции, которое является фактором третьего компонента — утечки. Это то, что остается в потоке после завершения всей зарядки. Почему бы просто не подождать до тех пор? Проблема двоякая: время и признание. Чем крупнее тестируемый объект, тем больше емкость, больше поглощение и тем больше времени потребуется для полной зарядки.Это может быть непомерно длинных , даже часов. Более того, рост сопротивления замедлится, так что он станет похож на стрелку часов, движущуюся, но не видимую. Таким образом, количество раз , что тест был запущен, всегда должен быть включен в отчеты и для повторных или последующих тестов. Тот же самый участок кабеля, проверенный в течение тридцати секунд, может показывать явно меньше, чем шестьдесят секунд, и, если его не принять во внимание, может привести к неправильным выводам. Кроме того, ход стрелки должен быть плавным .Ветеранский персонал часто смотрит только на путешествия. Плавный ход означает равномерную зарядку. Неустойчивый указатель указывает на искрение, испарение влаги или другую проблему. Цифры в этом отношении не так легко читать, но постоянно растущие числа — это то, что нужно видеть. На дисплее будут обновляться числа в соответствии с частотой дискретизации, и они должны отражать продолжающийся рост. С помощью высококачественных инструментов научитесь искать единицу измерения, а не просто число. Эти модели могут автоматически изменять диапазон от мегомов до гигаомов или даже тераомов (символы МОм, ГОм, ТОм).

Устные переводы

После получения показаний работа сделана? Нет. Прочтение еще нужно интерпретировать, и это может быть самой сложной частью. Это не похоже, скажем, на измерение напряжения. Предположительно 120, но может быть 115 или 123; это НЕ будет 5 мВ или 20 кВ! Но тестирование изоляции охватывает огромный диапазон возможных измерений. Это требует некоторой адаптации в процессе оценки. Наиболее узнаваемым «правилом» является правило одного мегомма, согласно которому на каждый кВ номинального напряжения должен приходиться как минимум один мегом, но никогда не меньше одного (для 120, 240, 480 и т. Д.).). Однако это руководство очень снисходительно и не подразумевает ничего, кроме того, что цепь будет включаться без отключения выключателей, возникновения пожара или поражения электрическим током. Он может не работать в течение приемлемого времени.

Рисунок 7. Типовая шкала

Безусловно, наиболее надежным показателем является тот, который выгодно отличается от предыдущего теста. Со временем изоляция ухудшится из-за проникновения коррозионных материалов и влаги, электрических напряжений из-за пусков и сбоев в линии, механических напряжений из-за вибрации и множества других повреждающих воздействий.В конце концов, произойдет поломка и отказ, но это может быть очень долго — или не так долго. Соответственно, показания изоляции действуют как одометр на автомобиле, но в обратном порядке. Они начинаются высоко при установке и со временем смещаются вниз. Или может произойти катастрофический отказ, например, от наводнения, пожара или скачков напряжения, например от ударов молнии. Тестовые показания приблизительно фиксируют жизненный цикл кабеля, а затем, сравнивая последовательные показания, можно установить продолжительность этого цикла.

Тем не менее, очень высокие показания могут быстро падать из-за воздействия какого-либо повреждающего фактора, например, воздействия чрезмерной влажности. Показание, которое составляет , а не , может быть связано с равномерно распределенной утечкой по всему телу материала, которая может не ухудшаться и может сохранять свое значение в течение многих лет. Но предыдущие результаты часто недоступны. Соответственно, были установлены стандартные процедуры тестирования, которые помогают решать как проблемы времени тестирования, так и интерпретации.Проведение единичного измерения, как описано выше, может называться тестом на точечное считывание. Этот тест имеет ограничение, заключающееся в предоставлении единственного числа, которое необходимо оценить, а также на него сильно влияет температура. Показания изоляции обычно снижаются вдвое при повышении температуры на 10 ° C, поэтому этот эффект весьма заметен. В разных материалах опубликованы поправочные коэффициенты, и показания следует приводить к общей температуре. Как упоминалось ранее, время теста также должно быть стандартизировано.Влажность также может играть роль, но ее нельзя измерить напрямую, и ее следует рассматривать только как возможный фактор аномальных показаний. После внесения этих исправлений остается число, которое является надежным, но все же требует оценки.

Методы испытаний

Автономный тест, который обеспечивает автоматическую оценку, — это давний тест на индекс поляризации (PI). При этом одноминутное чтение делится на последнее чтение десятиминутного теста. Эта процедура решает как проблемы времени, так и интерпретации.Это полезно для длительных пробегов, когда емкость велика и показания могут продолжать расти в течение значительного времени. Если показание за десять минут заметно выше, чем за одну, это указывает на то, что большая часть тока представляет собой зарядный ток, а не утечку, потому что утечка постоянна для данного напряжения (точно так же, как цепь будет пропускать тот же ток, пока напряжение стабильно) и сохранит окончательное значение. Оператор освобождается от цифр и просто смотрит на соотношение; чем выше, тем лучше.Эта концепция распространяется на тест коэффициента диэлектрической абсорбции, который представляет собой просто индекс поляризации, выполняемый в другие интервалы времени. Новые материалы дают более высокие начальные показания (теперь в диапазоне тераомов) и более короткое время поглощения, так что отношения, такие как одна минута к трем и даже тридцать секунд к одной минуте, могут быть достаточными для обеспечения оценки.

Другой стандартизированной процедурой со встроенной интерпретацией является Тест ступенчатого напряжения. Здесь вместо времени манипулируют приложенным напряжением.Промышленным стандартом является повышение напряжения с интервалом в одну минуту в течение пяти минут. Но изменение с учетом имеющихся напряжений на конкретном приборе все же может дать ценные результаты. Здоровая изоляция однородна и выдерживает повышение напряжения. Но при ухудшении качества каждое увеличение приведет к утечке через дополнительные дефекты, и показания каждый раз будут заметно падать. Этот тест особенно хорош для выявления локальных повреждений, поскольку при достижении соответствующего напряжения внезапно возникает дуга, похожая на точечное отверстие.В дополнение к этим стандартным тестам, которые предоставляют свою собственную интерпретацию, результаты также могут быть оценены по спецификациям производителя (хотя часто их трудно получить), рекомендациям стандартов независимых агентств или по сравнению с аналогичными схемами (но не забудьте учитывать длину).

Комната, полная инженеров, может спорить целый день, и тестирование кабеля может быть вредным при неправильном проведении. Но существует надежная информация для описания процедуры и интерпретации.Проведенное соответствующим образом тестирование кабеля является ценным инструментом технического обслуживания электрооборудования.

---

Безопасность

Несмотря на высокое напряжение, хорошо сконструированные мегомметры не являются смертоносным инструментом. Доступен только небольшой ток, обычно несколько миллиампер. Сила тока ограничена, потому что изоляция будет очень малой, оставаясь изоляцией. Выше нескольких миллиампер материал больше не изолирует. Ограниченный ток ограничивает «опасность», которую представляют испытатели, делая их предметом для розыгрышей.Эта практика не одобряется всеми уважаемыми производителями.

Но хотя тестер — безопасный инструмент, тест , элемент может быть смертельным! Для оценки безопасности не забудьте различать тестер и тест. Тестер может быть спроектирован с максимальными функциями безопасности, но нет такого контроля на оборудовании, к которому он может быть подключен. Возможно, наибольшую опасность представляет накопленный на тестируемом объекте заряд. Поскольку мегомметры применяют постоянное напряжение, они будут заряжать емкость и абсорбционную способность испытуемого объекта.Это может вызвать значительный статический заряд, даже смертельный. Особенно опасны предметы с большой намоткой или длинными отрезками кабеля. Поэтому тестируемый элемент (IUT) должен быть эффективно разряжен, прежде чем к нему прикасаться по завершении теста. Много лет назад тестеры поставлялись с выключателем разряда, но современные устройства делают это автоматически. Необходимость задействовать переключатель приводит к человеческой ошибке. По завершении теста цепь резистивного разряда в тестере автоматически сбрасывает статический заряд, а функция вольтметра контролирует его, чтобы оператор знал, когда можно безопасно приближаться к IUT.

В старых моделях было больше человеческого участия. Общепринятое эмпирическое правило заключалось в том, что для завершения разряда требуется примерно в четыре раза больше времени теста. В интересах экономии времени этот процесс можно ускорить, применив резистивный разрядный стержень или стержни. Эти устройства представляют собой изолированные полюса с высокой диэлектрической проницаемостью, содержащие цепь резисторов. Зажим заземления прикрепляется к соответствующему заземлению, а металлический крюк на другом конце контактирует с разряжаемым предметом.По истечении допустимого времени выгрузки прикладывается второй крючок, расположенный дальше по рукоятке, для создания короткого замыкания. Его оставляют на месте, пока применяются постоянные заземляющие соединения, поскольку IUT может опасно перезарядиться из-за молекулярной перестройки изоляционного материала. Никогда не пытайтесь разрядить, применяя короткое замыкание. Может возникнуть опасное искрение, а высокочастотная обратная связь может повредить IUT.

Опасность также может возникнуть из-за случайного подключения к действующей системе или из-за подачи питания на IUT во время выполнения теста.У старых тестеров иногда был выбор вольтметра, но опять же, это может быть упущено из-за человеческой ошибки. Современные приборы имеют автоматическое предупреждение о напряжении. Если кто-то замыкает выключатель во время тестирования или в линии возникает неисправность, тестер должен немедленно выдать визуальные и звуковые предупреждения, а также может отображаться фактическое измерение напряжения. Испытания изоляции никогда не проводились на оборудовании под напряжением. [Обязательно соблюдайте стандартные процедуры блокировки / маркировки.] Помимо угрозы оператору, внешнее напряжение под напряжением также может повредить мегомметр. Старые модели регулярно «готовили» неосторожные операторы, которые не обращали внимания на внешнее напряжение и проводили испытания. Хорошо спроектированные устройства теперь имеют схемы блокировки, которые обеспечивают защиту устройства. Для максимальной безопасности эти средства защиты должны работать, несмотря на перегоревшие предохранители.

Наконец, операторы всегда должны знать рейтинги категории IEC61010-1 по защите от дугового разряда и дугового разряда. Эти характеристики устанавливают способность тестера выдерживать внутреннюю дугу в случае скачка напряжения из-за нарушения или неисправности в проверяемой линии.Тестер должен быть соответствующим образом рассчитан на электрическую среду, в которой он будет использоваться.

Не пропустите тест , область . Никто не должен касаться IUT во время выполнения теста. Должны быть установлены соответствующие барьеры и предупреждения. Остерегайтесь всего, что ведет от зоны, например, кабелепровода, который может каким-то образом стать живым и представить прохожим металлическую поверхность под напряжением. Удаленные части системы могут оказаться под напряжением; держите другой конец цепей изолированным и отключите оборудование.Также проверьте измерительные провода, чтобы убедиться, что они в хорошем состоянии. Выводы с высокой утечкой из-за плохого качества или износа могут исказить результаты и также могут представлять угрозу безопасности. Обязательно просмотрите функции безопасности прибора И установите безопасную процедуру, прежде чем приступить к тесту. Прибор не может защитить от всех возможностей неосторожного или неподготовленного оператора, в то время как наиболее квалифицированный персонал все еще подвергается риску из-за плохо спроектированного тестера.

Приемка и техническое обслуживание Испытание силовых кабелей среднего напряжения

По мере того, как время идет и кабельная система изнашивается, общая диэлектрическая прочность системы ухудшается.Во время этого процесса старения артефакты, такие как водяные деревья, расслоение, пустоты и коррозия экрана, повышают локальную нагрузку на кабель во время нормальной работы. Точный способ снижения прочности устройства зависит от многих факторов, включая напряжение, тепловые нагрузки, методы обслуживания, возраст системы, технологию и материалы кабельной системы, а также окружающую среду.

По мере роста требований к надежности были разработаны методы тестирования, позволяющие лучше определить целостность кабелей, сращиваний и заделок.Чтобы использовать эти методы эффективно, оператор должен понимать механизмы старения и отказов кабельных систем.

Варианты тестирования кабеля

За прошедшие годы появилось несколько методов и / или подходов к испытаниям подземных электрических силовых кабелей в полевых условиях. Комитет по изолированным проводникам IEEE Power & Energy Society разделил эти методы или концепции на две основные категории: полевые испытания типа 1 и полевые испытания типа 2.

Испытания типа 1 предназначены для обнаружения дефектов изоляции кабельной системы с целью повышения надежности обслуживания после удаления дефектной части и выполнения соответствующего ремонта. Эти испытания обычно проводятся путем приложения умеренно повышенного напряжения к изоляции в течение заданного времени. Такие тесты относятся к категории пройден / не пройден. Испытания типа 1 включают:

• Устойчивость к постоянному току: IEEE 400.1, Руководство по полевым испытаниям ламинированного диэлектрика, экранированных силовых кабельных систем номиналом 5 кВ и выше с высоким постоянным напряжением
• Стойкость к СНЧ: IEEE 400.2, Руководство по полевым испытаниям экранированных силовых кабельных систем с использованием очень низких частот (VLF)
• Частота высокого напряжения питания: Обычно это считается заводским испытанием, а не полевым.

Испытания типа 2 предназначены для выявления того, что система изоляции вышла из строя; следовательно, они называются диагностическими тестами. Испытания типа 2 включают:

• Коэффициент рассеяния (желтовато-коричневый) Испытание: IEEE 400.2, Руководство по полевым испытаниям экранированных силовых кабельных систем, использующих очень низкие частоты (VLF)
• Частичная разрядка: IEEE 400.3, Руководство по испытаниям экранированных силовых кабелей на частичный разряд в полевых условиях
• Затухающий переменный ток: IEEE 400.4, Руководство по полевым испытаниям экранированных силовых кабельных систем номиналом 5 кВ и выше с напряжением затухающего переменного тока (DAC)

Испытания высокого потенциала постоянным током (DC)

В течение многих лет испытание высоковольтным постоянным током было традиционно принятым методом оценки работоспособности кабелей среднего напряжения.Испытания постоянным током хорошо зарекомендовали себя при проведении испытаний высокого потенциала и оценки состояния кабелей с бумажной изоляцией и свинцовым покрытием (PILC). Когда в 1960-х годах впервые появились кабели с пластиковой изоляцией, постоянный ток продолжал оставаться предпочтительным методом.

Со временем кабели с пластиковой изоляцией стали более распространенными и начали проявлять эффект старения. Постоянный ток продолжал оставаться доминирующим тестом, но начали расти опасения по поводу его эффективности. В начале 1990-х годов начали появляться сообщения о том, что испытания высокого напряжения постоянного тока могут быть виноваты в скрытом повреждении экструдированной изоляции кабеля среднего напряжения (сшитый полиэтилен и этиленпропиленовый каучук).Получив эти отчеты, Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) профинансировал исследование (EPRI Report TR-101245), связанное с кабелями из сшитого полиэтилена (XLPE) и этиленпропиленового каучука (EPR), которое привело к трем выводам относительно кабеля XLPE:

1. Испытание высокого напряжения постоянного тока кабеля, выдержанного в условиях эксплуатации, сокращает срок его службы.
2. DC испытание высокого потенциала кабеля, выдержанного в полевых условиях, обычно увеличивает рост водяных деревьев.
3. Испытание высокого напряжения постоянного тока перед подачей питания на новый кабель среднего напряжения не приводит к сокращению срока службы кабеля.

Текущие версии большинства отраслевых рекомендаций больше не включают испытания экструдированных кабелей постоянным током с высоким потенциалом (XLPE и EPR) в качестве технического обслуживания. Из тех, кто до сих пор работает, все сократили рекомендуемую продолжительность теста с 15 до 5 минут. Ни один из них не одобряет испытания высокого потенциала постоянного тока в качестве заводских испытаний экструдированных кабелей, но большинство документов по-прежнему включают испытания высокого напряжения постоянного тока в качестве приемочных испытаний для недавно установленного экструдированного кабеля. Эти отраслевые рекомендации и руководства также больше не одобряют испытания с высоким потенциалом постоянного тока в качестве технического обслуживания экструдированных кабелей, которые находятся в эксплуатации более пяти лет.

Испытания высокого напряжения, проведенные на частоте сети

Испытания на промышленной частоте имеют серьезный недостаток: при повышенных уровнях напряжения испытательные комплекты требуют тяжелых, громоздких и дорогих трансформаторов. Переносные испытательные наборы переменного тока с высоким потенциалом различной частоты сети используются во всем мире для полевых испытаний вакуумных баллонов, распределительных устройств, устройств повторного включения, автоматических выключателей и т.д. .

Причина, по которой для испытания кабеля требуются большие трансформаторы, связана с емкостью испытываемой нагрузки. Емкостное реактивное сопротивление (X _c ) изменяется в зависимости от частоты, как показано в следующей формуле:

Следовательно, если мы протестируем кабель на 15 кВ и длиной примерно 10 000 футов, емкость будет около 1 мкФ. Исходя из формулы, емкостное реактивное сопротивление при 60 Гц будет 2654 Ом:

.

Для применения рекомендованного IEEE испытательного напряжения 22 кВ потребуется источник питания с номиналом 8.3 ампера или 183 кВА:

Физические размеры и вес трансформатора, способного к этому номиналу, очевидно, непрактичны в качестве портативного полевого устройства.

Испытания высокого потенциала на очень низкой частоте (VLF)

Основным преимуществом тестирования на очень низкой частоте является то, что оно значительно уменьшает размер, вес и стоимость необходимого источника питания и, таким образом, обеспечивает большую привлекательность для полевых испытаний кабелей среднего напряжения. Если частота тестирования была снижена до 0.1 Гц, емкостное реактивное сопротивление, рассчитанное ранее, становится 1,6 МОм. Те же 22 кВ теперь потребляют только 14 мА или 0,303 кВА. Таким образом, размер, вес и портативность источника питания очень удобны для использования в полевых условиях. Источники питания СНЧ могут иметь форму волны косинусного импульса (прямоугольной) или синусоидальной формы.

Косинусо-импульсный сигнал VLF

Версия косинусо-импульсного сигнала построена с использованием испытательного комплекта постоянного тока, который действует как источник высокого напряжения.Преобразователь постоянного тока в переменный затем изменяет напряжение постоянного тока на испытательный сигнал переменного тока СНЧ. Преобразователь состоит из высоковольтного дросселя (дросселя) и вращающегося выпрямителя, который меняет полярность тестируемой кабельной системы каждые 5 секунд. Это генерирует биполярную волну 0,1 Гц. Резонансный контур, состоящий из высоковольтной катушки индуктивности и конденсатора, включенных параллельно емкости кабеля, обеспечивает синусоидальное изменение полярности в диапазоне частот мощности. Использование резонансного контура для изменения полярности напряжения кабеля сохраняет энергию, запасенную в кабельной системе.В течение отрицательной половины цикла в кабельную систему должны подаваться только потери утечки.

Целью теста косинусно-импульсной волны ОНЧ является генерация биполярной импульсной волны 0,1 Гц, которая изменяет полярность синусоидально. Синусоидальные переходы в диапазоне промышленной частоты затем инициируют частичный разряд на дефекте изоляции, который импульсной волной 0,1 Гц превращается в канал пробоя. Во время периода тестирования, обычно в течение нескольких минут, можно обнаружить дефект и устранить его.После прорыва дефекта и выхода из строя он может быть обнаружен с помощью стандартного легкодоступного оборудования для поиска повреждений кабеля. Выявленные неисправности могут быть устранены во время планового отключения. Когда кабельная система проходит проверку VLF, ее можно вернуть в эксплуатацию.

Синусоидальная форма волны VLF

Испытательный комплект VLF генерирует синусоидально изменяющиеся волны с частотой менее 1 Гц (0,1 Гц, 0,05 Гц или 0,02 Гц). Когда местная напряженность поля в дефекте кабеля превышает диэлектрическую прочность изоляции, начинается частичный разряд.Локальная напряженность поля зависит от приложенного испытательного напряжения, геометрии дефекта и объемного заряда. После инициирования частичного разряда каналы частичного разряда превращаются в каналы прорыва в течение применяемого периода испытаний. Когда дефект вынужден прорваться, он может быть обнаружен с помощью стандартного оборудования для поиска неисправностей во время запланированного отключения.

Коэффициент рассеяния (Tan δ ) Тестирование

Проверка коэффициента рассеяния, также называемая tan δ или испытанием угла потерь, представляет собой диагностический метод тестирования кабелей для определения качества изоляции кабеля.Это делается для того, чтобы попытаться предсказать оставшийся срок службы и определить приоритетность замены и / или ввода кабеля. Инжекционная технология, также известная как омоложение изоляции кабеля, является вариантом замены кабеля. Технология инжекции кабеля включает инжекцию диффузионного, реагирующего с водой материала в жилу проводника подземного силового кабеля, изолированного твердыми диэлектрическими материалами. Оказавшись внутри кабеля, жидкость диффундирует в изоляцию кабеля и химически соединяется с содержащейся внутри него водой.Этот процесс замедляет рост водяных деревьев, что является причиной выхода из строя кабеля в устаревшем кабеле с твердым диэлектриком.

Tan δ также полезен для определения того, какие другие испытания, такие как выдерживание VLF или частичный разряд, могут оказаться целесообразными.

Если изоляция кабеля не имеет дефектов, таких как водяные деревья, электрические деревья, влага и воздушные карманы, кабель приближается к свойствам идеального конденсатора. Он очень похож на конденсатор с параллельными пластинами, в котором проводник и нейтраль представляют собой две пластины, разделенные изоляционным материалом.В идеальном конденсаторе напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов, а ток через изоляцию является емкостным (рис. 1).

Рисунок 1: Идеальная модель для изоляции

Если в изоляции есть загрязнения, сопротивление изоляции уменьшается, что приводит к увеличению резистивного тока через изоляцию. Это уже не идеальный конденсатор. Ток и напряжение больше не будут смещаться на 90 градусов, а будут смещены менее чем на 90 градусов.Степень, в которой фазовый сдвиг составляет менее 90 градусов, указывает на уровень загрязнения изоляции, а следовательно, на качество / надежность. Этот угол потерь измеряется и анализируется (рис. 2).

Рисунок 2: Типовая модель изоляции

Измеряется тангенс угла дельты. Это указывает на уровень сопротивления изоляции. Измеряя IRp / ICp, мы можем определить качество изоляции кабеля. При идеальной изоляции кабеля угол будет почти нулевым. Увеличение угла обычно указывает на увеличение резистивного тока через изоляцию, что означает загрязнение.Однако следует помнить, что разные изоляционные материалы имеют более высокие или более низкие диэлектрические потери; поэтому для некоторых изоляционных материалов угол или значение tan δ может быть выше из-за связанных с ними диэлектрических потерь.

Источник напряжения требуется для подачи питания на тестируемый кабель до требуемого испытательного напряжения. Хотя можно использовать частоту сети, и она используется при заводских испытаниях, СНЧ обычно выбирается в качестве источника питания для полевых приложений. Как упоминалось ранее, для тестирования кабеля с мощностью 60 Гц требуется очень мощный источник питания.При полевых испытаниях непрактично — или возможно во многих местах — испытать несколько тысяч футов кабеля с питанием 60 Гц. Типичная частота СНЧ 0,1 Гц требует менее 0,2 процента мощности для тестирования того же кабеля по сравнению с частотой 60 Гц и, следовательно, обеспечивает значительное преимущество в размере, весе и стоимости при полевых испытаниях. Во-вторых, величина тангенциального дельта-числа увеличивается с уменьшением частоты, что упрощает измерения. Как показано в следующем уравнении, чем ниже частота (f), тем выше значение tan δ.

Испытание частичного разряда

Очевидное преимущество онлайн-тестирования частичных разрядов состоит в том, что оно не требует отключения или отключения. Основным недостатком тестирования кабелей в процессе эксплуатации является то, что тест проводится только на уровне рабочего напряжения и не может быть отрегулирован. По сравнению с автономным тестированием, где напряжения можно регулировать для имитации переходных процессов или других условий перенапряжения, интерактивные методы обнаруживают меньший процент дефектов в системе изоляции кабеля.

Напряжение начала и прекращения частичного разряда

Для возникновения частичного разряда к системе должно быть приложено достаточное напряжение, чтобы соответствовать минимальному напряжению, необходимому для начала активности частичного разряда. Это известно как начальное напряжение частичного разряда (PDIV). После достижения PDIV напряжение может быть понижено, и частичные разряды будут оставаться при более низких напряжениях, пока, наконец, не погаснут при так называемом напряжении погашения частичных разрядов (PDEV).Таким образом, PDEV меньше, чем PDIV. Если уровень напряжения PDEV ниже, чем рабочее напряжение системы (фаза-земля), это означает, что скачок перенапряжения в системе изоляции может вызвать частичные разряды. После этого активность частичных разрядов может продолжаться, даже когда напряжение в системе вернется в норму. Таким образом, частичный разряд, который может продолжаться при рабочем напряжении, с большей вероятностью приведет к нарушению изоляции, чем частичный разряд, который гаснет при превышении нормального рабочего напряжения.

Источники частоты питания и альтернативные источники испытательного напряжения

Как указано, для возникновения частичного разряда к системе должно быть приложено достаточное напряжение, чтобы соответствовать минимальному напряжению, необходимому для начала активности частичного разряда.При тестировании кабелей подход онлайн-тестирования использует системное напряжение постоянной фиксированной величины. При автономном подходе потребуется временный источник напряжения.

Источники напряжения, которые используются для коммерчески доступных систем измерения частичных разрядов в полевых условиях, попадают в общие категории источников напряжения промышленной частоты и альтернативных источников напряжения, таких как очень низкочастотные (VLF).

Испытательное напряжение СНЧ

В зависимости от типа дефекта источники синусоидального напряжения СНЧ (обычно 0.1 Гц) для систем из экструдированного диэлектрика может потребоваться более высокое испытательное напряжение для генерации того же уровня частичного разряда по сравнению с испытаниями, проводимыми с напряжениями промышленной частоты. Например, проводимость поверхности полости, которая подверглась воздействию частичных разрядов, увеличивается, что позволяет любым зарядам, нанесенным частичным разрядом на поверхность, просачиваться; это снижает электрическое поле в полости. Поскольку между сменами полярности на VLF может просачиваться больше заряда, чем на промышленной частоте, PDIV на синусоидальной VLF будет больше, чем на промышленной частоте.Если ранее не было активности частичных разрядов для увеличения проводимости поверхности полости, PDIV на синусоидальной СНЧ и промышленной частоте будет аналогичным (IEEE 400.3).

Форма волны косинусоидального импульса СНЧ генерирует биполярную импульсную волну 0,1 Гц, которая изменяет полярность синусоидально. Поскольку синусоидальные переходы находятся в диапазоне промышленной частоты, измерение PDIV будет сопоставимо с промышленной частотой. Косинусо-импульсное напряжение СНЧ работает по принципу наклонной технологии 50/60 Гц.Это особенно важно для диагностики частичных разрядов, поскольку для надежной оценки результатов измерений требуется прямое сопоставление с частотой сети. Характеристики частичных разрядов изменяются в случае больших разностей частот, что делает невозможным надежную оценку промышленной частоты. Технология наклона 50/60 Гц обеспечивает сопоставимость обеих форм волны напряжения.

На рисунке 3 показан типичный пример того, как измерение частичных разрядов выполняется во время наклона приложенного напряжения.Хорошо видна крутизна спада косинусоидального импульса ОНЧ по сравнению с синусоидальной волной 0,1 Гц. Именно это повышение напряжения так важно для начального напряжения частичных разрядов. Следовательно, испытательное напряжение синусоидальной волны 0,1 Гц нельзя напрямую сравнивать с частотой сети 50/60 Гц, и поэтому критические дефекты частичного разряда не всегда надежно обнаруживаются.

Рисунок 3: Синусоидальная волна ОНЧ в сравнении с косинусо-импульсным ОНЧ

Демпфированное напряжение переменного тока (DAC)

Другой подход к уменьшению размера и веса источника испытательного напряжения по сравнению с обычным источником питания промышленной частоты — это метод демпфированного переменного напряжения (DAC).В целях анализа частичных разрядов тестируемый кабель заряжается до предварительно выбранного пикового значения источником высокого напряжения постоянного тока в течение нескольких секунд, а затем закорачивается с помощью электронного переключателя через резонансную катушку. Это создает синусоидальное колебательное напряжение переменного тока с низким демпфированием (рисунок 4). Частота фиксируется в диапазоне от 50 Гц до нескольких сотен Гц, в зависимости от емкости тестируемого объекта. Поскольку частота испытательного напряжения близка к номинальным условиям эксплуатации, все измеренные действия частичных разрядов можно эффективно оценить и сравнить с частотой промышленной частоты.

Рисунок 4: Демпфированное переменное напряжение

Из-за уменьшения амплитуды испытательного напряжения можно легко определить напряжение погашения частичных разрядов.

Заключение

Многочисленные испытания изоляции могут помочь в оценке качества и состояния изоляции кабеля. Тесты типа «годен / не годен» предоставляют средства для выявления грубых дефектов, а диагностические тесты дают нам представление о серьезности разрушения или степени загрязнения изоляции.

Технологии и подходы к тестированию продвинулись вперед и подтолкнули к решениям профилактического обслуживания. Ключевым элементом профилактического обслуживания является отслеживание тенденции результатов диагностических тестов. Не все тесты подходят для всех обстоятельств, и ни один тест не может дать вам исчерпывающий ответ. Каждый тип теста служит окном в состояние кабеля, и вы можете составить более полную картину, собрав вместе несколько различных тестов.

Томас Д.Сандри — менеджер по развитию обучения в Shermco Industries. Он работает в области электроэнергетики и телекоммуникаций более 30 лет. За свою карьеру он разработал множество учебных пособий и руководств по обучению, а также провел внутренние и международные семинары. Том поддерживает широкий спектр прикладных дисциплин по обслуживанию электрических и телекоммуникационных систем. Он принимал непосредственное участие в поддержке испытательного и измерительного оборудования более 20 лет и считается отраслевым экспертом в прикладных дисциплинах, включая тестирование и обслуживание аккумуляторных батарей и систем постоянного тока, кабели среднего и высокого напряжения, испытания заземления и анализ частичных разрядов.Том имеет степень бакалавра естественных наук в Университете Томаса Эдисона в Трентоне, штат Нью-Джерси.

Высоковольтные испытания кабелей | Высоковольтные испытания

Как и в случае с изоляторами, жизненно важно провести соответствующие испытания кабелей высоким напряжением, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым стандартам безопасности, а также отслеживать любое ухудшение со временем, чтобы вы могли предпринять соответствующие действия, когда это необходимо.

Испытания кабелей условно делятся на следующие группы:

Высоковольтные приемочные испытания на заводе

1.Испытания напряжения

При испытании напряжением прикладывают напряжение любой частоты от 25 до 100 Гц. Напряжение должно быть примерно синусоидальной формы и постепенно увеличиваться до полного значения. После достижения полного значения напряжение поддерживается не менее 15 минут.

Это напряжение поддерживается в течение 15 минут между проводниками, а также между проводниками и оболочкой. В каждой стране есть свои спецификации для испытательных напряжений в зависимости от обозначения напряжения, которое можно найти в местной спецификации.

Высоковольтные испытания необходимо проводить как до, так и после испытания на изгиб. Испытания на изгиб чрезвычайно важны в процессе испытаний — кабель необходимо согнуть вокруг цилиндра определенного диаметра на полный оборот.

Затем кабель разматывается и перематывается в обратном направлении. Намотку и размотку нужно выполнить трижды.

Далее вам нужно знать испытательные напряжения.

Как упоминалось выше, напряжения указаны в соответствии с местными нормативами.Например, если обозначение составляет 11 кВ, в спецификации обычно указывается еще 4 напряжения:

• Для кабелей с поясом, между жилами, испытательное напряжение кабеля в заводском состоянии должно составлять минимум 24 кВ
• Для кабелей с поясом, между жилой и оболочкой после испытания на изгиб, должно быть минимум 36 кВ
• Для одножильных кабелей , SL, и экранированные кабели между проводником и оболочкой, производимый кабель должен быть испытан при минимальном напряжении 15 кВ.
• Для одножильных кабелей, S.L., а экранированные кабели между проводником и оболочкой после испытания на изгиб должны быть 22 кВ

2. Коэффициент диэлектрической мощности

Испытания на коэффициент диэлектрической мощности высокого напряжения проводятся только на кабелях на 33 кВ. Испытания проводятся при комнатной температуре на однофазном переменном токе 50 Гц. Важно проводить испытания при напряжениях 9,5 кВ, 19 кВ, 28,5 кВ, 38,0 кВ.

При тестировании критическим элементом является коэффициент мощности. Ни в коем случае не должно превышать 0,01. Существуют различные другие более сложные вычисления, которые также должны быть выполнены.

Испытания высоковольтных образцов на заводе

Образцы испытаний на производственной площадке проводятся только для кабелей, которые в конечном итоге будут проложены вертикально. Обычно требуются испытания на изгиб (как описано выше), а также испытания на капание и дренаж.

Высоковольтные испытания проложенных кабелей

Это почти идентично высоковольтным приемочным испытаниям, описанным выше, но напряжения уменьшены. Обычно это около 20%.

Испытания герметизированных кабелей

Кабели, находящиеся под давлением, часто требуют широкого спектра испытаний для проверки их безопасности и прочности.В этом отношении очень важны испытания на официальное утверждение типа. Испытания на официальное утверждение типа проводятся как с минимальным, так и с максимальным сечением проводов для каждой отдельной конструкции и номинального напряжения. Хорошо то, что если кабель проходит испытание на официальное утверждение типа, никаких дополнительных испытаний не требуется, если только конструкция не изменится.

Доступны следующие тесты:

1. Испытание на цикл нагрузки

Для этого теста вам необходимо создать тестовую петлю, которая включает кабель и каждый аксессуар, которые затем подвергаются циклам нагрузки.Всего выполнено 20 циклов, и температура должна быть более чем на 5 градусов выше расчетного значения и в полтора раза выше рабочего напряжения. Также важно убедиться, что во время тестирования кабель находится под минимальным внутренним давлением.

2. Испытание на термическую стабильность

Это испытание проводится только для кабелей на 132 кВ, очень похоже на испытание на цикл нагрузки, с напряжением, в 1,5 раза превышающим рабочее напряжение, и токовой нагрузкой, отрегулированной на МАКСИМАЛЬНОЕ значение на 5 градусов выше расчетного значения.Уникальной особенностью этого теста является продолжительность тестирования — минимум 6 часов является стандартным требованием. Испытание необходимо проводить в течение этого времени, чтобы убедиться, что кабель термически стабилен.

3. Импульсный тест

Для импульсных испытаний кабелей прикладывают испытательное напряжение, в 6 раз превышающее рабочее напряжение, для 10 положительных и 10 отрицательных импульсов.

4. Испытание на термическое сопротивление диэлектрика

Это очень простой тест, при котором вы измеряете тепловое сопротивление кабеля.

5. Испытание на связывание

Для этого испытания кабель проходит три цикла обвязки вокруг диаметра, который в 20 раз превышает диаметр удерживающей давление оболочки. Таким образом необходимо проверить все производственные длины кабеля.

Прочие испытания

Есть несколько других менее распространенных испытаний: испытания коэффициента мощности / напряжения в холодном состоянии и испытания механического армирования.

Испытания высоковольтных кабелей

Все кабели должны пройти стандартную процедуру тестирования, чтобы убедиться, что кабели пригодны для эксплуатации.К счастью, большинство тестов относительно просты и могут быть легко выполнены опытными инженерами, такими как наш.

Испытание кабелей высоким напряжением | Тест на коэффициент диэлектрической мощности

Испытание кабелей высоким напряжением:

Кабели — очень важные электрические устройства для передачи электроэнергии под землей. Они также являются очень важным средством передачи сигналов напряжения при испытании кабелей высоким напряжением. Для энергетиков важны большие силовые кабели, поэтому здесь рассматривается только тестирование силовых кабелей.Из различных предписанных электрических и других испытаний следующие важны для обеспечения того, чтобы кабели выдерживали самые суровые условия, которые могут возникнуть при эксплуатации.

Различные испытания кабелей можно разделить на

.

• механические испытания, такие как испытание на изгиб, испытание на капание и дренаж, а также испытания на огнестойкость и коррозию,
• тепловые испытания,
• испытания коэффициента диэлектрической мощности,
• Испытания выдерживаемого напряжения промышленной частоты,
• Испытания импульсного выдерживаемого напряжения,
• испытаний частичного разряда и
• тесты на продолжительность жизни.

Здесь описаны только электрические испытания, то есть испытания (iii) — (vii).

Подготовка образцов кабеля:

Для испытаний кабелей высоким напряжением и испытаний на устойчивость образцы должны быть тщательно подготовлены и обработаны; в противном случае во время испытания может произойти чрезмерная утечка или перекрытие торца. Нормальная длина используемого образца кабеля варьируется от 50 см до 10 м. Концевые заделки обычно выполняются путем экранирования концевого проводника защитными экранами или концевыми заделками для защиты концов от чрезмерно высоких электрических напряжений.Несколько выводов показаны на рис. 10.5. Во время испытаний коэффициента мощности концы кабеля снабжены экранами, чтобы избежать поверхностного тока утечки из измерительных цепей.

Проверка коэффициента диэлектрической мощности:

Проверка коэффициента диэлектрической мощности выполняется с помощью высоковольтного моста Шеринга (см. Раздел 9.3A). Коэффициент мощности или коэффициент рассеяния tan δ измеряется при 0,5, 1,0, 1,66 и 2,0 номинального напряжения (между фазой и землей) кабеля.Указаны максимальное значение коэффициента мощности и разница в коэффициенте мощности между номинальным напряжением и 1,66-кратным номинальным напряжением, а также между номинальным напряжением и двойным номинальным напряжением. Иногда возникают трудности с подачей зарядных вольт-ампер кабеля из доступного источника. В таких случаях используется дроссель или обмотка трансформатора подходящего номинала используется последовательно с кабелем для формирования резонансного контура. Это улучшает коэффициент мощности и увеличивает испытательное напряжение между сердечником кабеля и оболочкой до требуемого значения, когда используется источник высокого напряжения для испытаний кабелей и большой емкости.Мост Шеринга должен быть защищен от перенапряжений в случае пробоя кабелей,

Высоковольтные испытания кабелей:

Кабели испытывают на выдерживаемое напряжение с использованием промышленной частоты переменного и постоянного тока, а также импульсного напряжения. Во время изготовления весь кабель проходит испытание высоким напряжением при номинальном напряжении для проверки целостности кабеля. В качестве стандартного испытания кабель испытывают с применением переменного тока. напряжение в 2,5 раза превышающее номинальное значение в течение 10 мин.Не должно произойти повреждения изоляции кабеля. Типовые испытания проводятся на образцах кабелей с использованием как высокого напряжения постоянного тока. и импульсные напряжения. Постоянный ток Испытание состоит из приложения 1,8-кратного номинального постоянного тока. напряжение отрицательной полярности в течение 30 мин, и кабельная система считается годной, если она выдерживает испытание. Для импульсных испытаний применяется импульсное напряжение заданной величины в соответствии со спецификациями, и кабель должен выдерживать пять применений без каких-либо повреждений. Обычно после импульсного испытания проводится испытание диэлектрического коэффициента мощности промышленной частоты, чтобы убедиться, что во время импульсного испытания не произошло отказа.

Частичные разряды:

(a) Измерение расхода

Измерения частичных разрядов и места разрядов важны для кабелей, поскольку срок службы изоляции при заданном напряжении зависит от внутренних разрядов. Кроме того, с помощью этих тестов можно обнаружить слабость изоляции или неисправности; часть кабеля, если она непрочна, при необходимости может быть удалена. Общая схема испытаний на частичный разряд такая же, как описано в гл.9.4.

Эквивалентная схема кабеля для разряда показана на рис. 10.6, а кабельное соединение с детектором разряда через конденсатор связи показано на рис. 10.7a и b. Если детектор подключен через разделительный конденсатор к одному концу кабеля, как показано на рис. 10.7a, он будет принимать бегущую волну переходного процесса непосредственно из резонатора к ближайшему концу, а через короткое время — второй импульс бегущей волны. наблюдается отражение от дальнего конца.Таким образом, обнаруженный отклик представляет собой комбинацию двух вышеупомянутых переходных импульсов. Но если соединения выполнены так, как показано на рис. 10.7b, серьезного отражения не будет, за исключением эффекта второго порядка незначительной величины. Теперь два переходных процесса поступят на оба конца кабеля, и будет обнаружено наложение двух импульсов. Это может быть получено путем сложения откликов двух переходных процессов. Наложение двух ответов может привести к серьезной ошибке в измерении величины разряда.Величина возможной ошибки может определяться в основном формой отклика детектора разряда.

(б) Место разгрузки:

Падение напряжения, вызванное разрядом в месте повреждения или пустоте, распространяется по кабелю в виде бегущей волны. Эта волна обнаруживается как импульс напряжения на клеммах концов кабеля. Измеряя время между импульсами, можно определить расстояние, на котором происходит разряд от конца кабеля.Форма импульсов напряжения зависит от характера разряда. Типичные формы волн представлены на рис. 10.8.

Схемы обнаружения импульсов показаны на рис. 10.9, а затухание бегущей волны в кабелях показано на рис. 10.10. Обычно импульсы, регистрируемые на резисторе, искажаются после прохождения через усилитель детектора разряда.

(c) Метод сканирования:

Чтобы просканировать кабель по всей длине на предмет пустот или дефектов изготовления, оголенный сердечник кабеля пропускают через сильное электрическое поле и определяют место разряда.Сердцевина материала пропускается через трубку из изоляционного материала, наполненную дистиллированной водой. Четыре электрода в виде колец установлены на обоих концах трубки, а также в середине, так что они имеют электрический контакт с водой. На средние электроды подается напряжение при испытании кабелей высоким напряжением, а два других электрода и проводник кабеля заземляются. Если разряд возникает в участке между средними электродами, когда кабель проходит между участком средних электродов, разряд обнаруживается и обнаруживается на этой длине кабеля.

(d) Испытания на срок службы:

Ресурсные испытания в е, предназначенные для исследований надежности в эксплуатации. Чтобы определить ожидаемый срок службы кабеля при нормальных нагрузках, на фактических длинах кабеля проводятся ускоренные испытания на срок службы с использованием повышенных напряжений. Установлено, что зависимость между максимальным электрическим напряжением E _м и сроком службы изоляции кабеля в часах t примерно соответствует соотношению

где,

K = постоянная, которая зависит от полевых условий и материала, а

n = срок службы в зависимости от материала.

No related posts.