Zkouška výdržným napětím pro kabely 35kV využívá především zkoušku střídavým výdržným napětím, protože její frekvence je stejná nebo podobná průmyslové frekvenci (50Hz), což může nejrealističtěji simulovat napěťové podmínky během provozu. Toto je nejúčinnější metoda pro testování izolačního výkonu kabelů. Testy stejnosměrného výdržného napětí se již nedoporučují pro kabely s izolací ze zesíťovaného polyetylenu (XLPE), protože je náchylný ke generování prostorových nábojů v izolační vrstvě, což může způsobit poškození izolace a výsledky testů jsou špatné.
Níže jsou uvedeny základní vybavení používané pro test odolnosti kabelu 35kV AC:
Sériové zařízení pro rezonanční AC výdržné napětí (běžně používané)
Princip činnosti: Vytvořením sériové rezonance s testovaným kabelem (kapacitní zátěž) pomocí induktoru vzniká na testovaném vzorku vysoké napětí. Napájecí zdroj musí zajistit pouze činný výkon systémových ztrát a tím výrazně snížit potřebnou kapacitu napájecího zdroje. Velikost a hmotnost zařízení lze také optimalizovat.
Složení systému:
Napájecí zdroj pro přeměnu frekvence: Převádí zdroj střídavého proudu na zdroj s nastavitelnou frekvencí (obvykle 30-300Hz), který se používá k úpravě systému pro dosažení rezonančního stavu.
Boost Transformer: Zvyšuje výstupní napětí zdroje frekvenčního měniče, aby poskytl dostatek energie pro rezonanční obvod.
Induktor: Základní součást. Na konkrétních frekvencích rezonuje jeho indukčnost a kapacita kabelu. Obvykle je ve formě více -sekcí a je kombinován v sérii a paralelně, aby odpovídal kapacitě různých délek kabelů.
Zařízení pro testování odolnosti kabelu AC
Kapacitní dělič napětí: Slouží k přesnému měření hodnoty vysokého napětí na testovaném kabelu a slouží jako signál přepěťové ochrany.
Kompenzační kondenzátor (volitelný): Pokud je kapacita kabelu velmi malá, což má za následek příliš velkou požadovanou indukčnost tlumivky, kterou je obtížné dosáhnout, používá se ke kompenzaci kapacity.
Zkušební transformátor výdržného napětí napájecí frekvence (tradiční metoda, méně používaná)
Vysoké napětí je přímo generováno pomocí testovacích transformátorů napájecí frekvence. U 35kV dlouhých kabelů musí být kapacita testovacího transformátoru kvůli jejich velké kapacitě extrémně velká (až několik tisíc kVA), takže zařízení je extrémně těžké a nepohodlné pro použití na místě-. V současné době je z velké části nahrazen sériovými rezonančními zařízeními.
0,1 Hz ultra-nízkofrekvenční (VLF) zkušební zařízení pro odolnost proti napětí (lze použít jako alternativní metodu)
Pro 35kV kabely s menší kapacitou nebo když chybí rezonanční zařízení, lze použít 0,1Hz ultra-nízkofrekvenční zařízení s výdržným napětím. Toto zařízení má malé rozměry a nízkou hmotnost.
Princip: Test se provádí pomocí sinusového napětí ultra-nízké frekvence 0,1 Hz. Tento typ napětí způsobuje mnohem menší poškození izolace ve srovnání se stejnosměrným proudem a požadavky na kapacitu zařízení jsou mnohem nižší než požadavky na střídavý proud o napájecí frekvenci.
Poznámka: Jeho zkušební normy se liší od zkušebních norem pro střídavý proud s pevnou frekvencí. Ekvivalentní vztah má specifická pravidla.
Shrnutí: V současné době-testy 35kV kabelů na místě zahrnují provádění testů odolnosti proti střídavému napětí. Preferovanou a nejběžněji používanou metodou je sériové rezonanční zařízení pro zkoušení odolnosti proti střídavému napětí.
Testovaný předmět
Preventivní zkouška neboli přejímací zkouška kabelů nezahrnuje pouze zkoušku výdržným napětím, ale je souborem kombinovaných zkoušek. Níže je uveden typický proces zkušebního předmětu pro kabely 35 kV (jako příklad uvádíme nejběžnější kabely XLPE):
Měření izolačního odporu
Cíl: Provést předběžnou kontrolu, aby se zjistilo, zda je hlavní izolace kabelu a vnější plášť vlhké nebo zda došlo k celkovému poškození.
Vybavení: Tester izolačního odporu (megohmetr), obvykle s nastavením napětí 5000V.
Hlavní izolační test odolnosti proti střídavému napětí (jádro položky)
Cíl: Otestovat pevnost hlavní izolace kabelu a identifikovat koncentrované vady (jako jsou ostré body nebo vzduchové mezery vzniklé při výrobě nebo pokládce), což je klíčový test pro určení, zda lze kabel uvést do provozu.
Vybavení: Jak je uvedeno výše, sériový rezonanční testovací systém.
Zkouška tlakové odolnosti vnějšího pláště
Cíl: U kabelů s kovovým pláštěm, pancéřovým pláštěm a vnějším pláštěm zkontrolujte neporušenost vnějšího pláště, aby se do kovového pláště nedostala voda.
Vybavení: zkoušečka stejnosměrného výdržného napětí (obvykle při nastavení 10kV) nebo megaohmmetr.
Standardní zkušební postup
Především na základě energetických standardů Čínské lidové republiky a národních standardů.
GB 50150-2016 "Standard pro zkoušky uvádění elektrických zařízení do provozu v elektroinstalačním inženýrství"
Jedná se o nejvyšší standard pro předávací zkoušku, kterou je nutné dodržet po dokončení instalace kabelu a před jeho uvedením do provozu.
Hlavní předpisy pro 35kV kabely ze zesíťovaného polyetylenu (XLPE)-:
Zkouška odolnosti proti střídavému napětí hlavní izolace:
Zkušební napětí: 2U₀ (U₀ je jmenovité napětí mezi vodičem kabelu a zemí nebo mezi vodičem a kovovou stínící vrstvou). Pro 35kV kabely je U₀ typicky 21kV. Zkušební napětí je tedy 2 × 21=52kV.
Délka testu: 60 minut.
Frekvence: Doporučuje se používat střídavé napětí v rozsahu od 20 Hz do 300 Hz.
Měření izolačního odporu: Hodnota odporu není konkrétně stanovena, ale je nutné, aby „hodnotu izolačního odporu mohl určit sami“. V praxi se obvykle požaduje, aby poměr absorpce (R60s/R15s) byl větší než 1,3, nebo by nemělo dojít k výraznému poklesu ve srovnání s podobnými kabely nebo předchozími údaji. Hodnota obecně není nižší než několik gigohmů.
Zkouška stejnosměrným výdržným napětím pro vnější plášť: Zkušební napětí je 10 kV a doba trvání je 1 minuta.
DL/T 596-2021 "Postupy preventivního testování energetických zařízení"
Jedná se o normu, která se používá pro provádění pravidelných preventivních testů kabelů během jejich provozu.
Hlavní předpisy pro 35kV kabely ze zesíťovaného polyetylenu (XLPE)- (jako příklad použijeme test po-opravě):
Zkouška odolnosti proti střídavému napětí hlavní izolace: Je stejná jako norma pro zkoušku při uvedení do provozu, konkrétně 2U₀, po dobu 60 minut.
Měření izolačního odporu: Je požadováno, aby nedošlo k žádnému významnému poklesu ve srovnání s předchozími údaji.
Zkouška stejnosměrným výdržným napětím pro vnější plášť: Zkušební napětí je 6 kV a doba trvání je 1 minuta. (Poznámka: Preventivní testovací napětí je nižší než testovací napětí 交接
GB/T 12706.4-2020 "Síťové kabely a příslušenství se jmenovitým napětím od 1 kV (Um=1.2 kV) do 35 kV (Um=40.5 kV), typ vytlačované izolace - část 4: Požadavky na zkoušky pro příslušenství napájecích kabelů se jmenovitým napětím od 3} mkV do 8} 6kV=40.5kV)"
Tato norma pokrývá hlavně typové zkoušky kabelů a příslušenství, ale požadavky na zkoušky v ní tvoří základ pro vývoj-testovacích postupů na místě.
