Испытание кабельных линий после монтажа
Кабельные линии непосредственно после их сооружения и в процессе эксплуатации подвергаются испытаниям, с помощью которых выявляются ослабленные места или дефекты в изоляции и защитных оболочках кабелей, соединительной и концевой арматуре.
Причины возникновения таких ослабленных мест весьма различны. Они могут возникать при изготовлении кабеля на заводе-изготовителе, при прокладке кабелей и изготовлении кабельной арматуры в процессе монтажа кабельной линии. Ослабленные места в кабельных линиях возникают и в процессе эксплуатации из-за старения изоляции кабелей, коррозии оболочек кабелей, механических повреждений и др. Ослабленные места и дефекты имеют скрытый характер и под воздействием рабочего напряжения постепенно могут привести к аварийному выходу из строя кабельную линию.
Избежать аварийное нарушение электроснабжения потребителей из-за наличия ослабленных мест и дефектов можно за счет проведения испытаний кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока. Кабельные линии напряжением выше 1000 В после их монтажа испытывают в соответствии с требованиями ПУЭ повышенным напряжением выпрямленного тока в соответствии с таблицей 3
Таблица 3 – Испытательные напряжения для силовых кабелей
В процессе испытания обращают внимание на характер изменения тока утечки. Кабельные линии считаются выдержавшими испытания, если не про-изошло пробоя и толчков тока утечки или его нарастания, после того как ток достиг установившегося значения. До и после испытаний повышенным напряжением измеряют сопротивление изоляции кабелей, которое не нормируется.
Сопротивление изоляции кабелей измеряют мегаомметром на напряже-ние 2500 В включенным по схеме между каждой жилой и жилами, соединен-ными с металлической оболочкой и броней кабеля. Для силовых кабелей на-пряжением до 1000 В сопротивление изоляции нормируется и должно быть не менее 0,5 МОм. Испытания кабелей повышенным напряжением не выявляют все слабые места изоляции новой кабельной линии. Некоторые дефекты монтажа и изготовления кабелей и муфт постепенно приводят к ослаблению изоляции и пробою.
Если на трассах линий производились земляные работы или наблюдались осадки почвы, размывы или оползни, необходимы дополнительные (внеочередные) испытания этих линий. Внеочередные испытания проводят также после окончания ремонтных работ на линии. Кабели, присоединенные к токоприемникам, испытывают, как правило, во время ремонта токоприемников. При испытаниях кабелей в РУ их отсоединяют разъединителями. Поэтому вместе с кабелем испытывают концевые муфты и опорные изоляторы.
Различная величина токов утечки каждой кабельной линии, испытывае-мых «цепочкой» или с параллельным присоединением к сборкам, не имеет значения, так как абсолютная величина этих токов не является браковочным признаком во время испытаний.
Испытательное напряжение для кабелей 3—10 кВ установлено в пределах пятикратного номинального значения, время приложения — 5 мин для каждой фазы. Этого достаточно для выявления ослабленных мест в кабеле и муфтах.
Более высокое испытательное напряжение, хотя и не опасно непосредственно для кабеля, но является предельным для соединительных и главным образом концевых муфт.
При испытаниях повышенным напряжением необходимо учитывать ха-рактер изменения токов утечки, которые для кабельных линий с удовлетворительной изоляцией, как правило, весьма стабильны. Для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ ток утечки находится в пределах до 300 мкА при относительной влажности воздуха до 80 % и 500 мкА при относительной влажности более 80%, для кабелей 35 кВ ток утечки около 800 мкА. Если величина токов утечки превышает указанные величины, то сроки проведения профилактических испытаний сокращают с учетом местных условий.
Способ испытания, при котором полностью отключается кабельная ли-ния, высоко эффективен и нашел наибольшее применение.
После присоединения испытательной установки к линии напряжение увеличивают плавно со скоростью не более 1—2 кВ в секунду до необходимого значения, а затем поддерживают в течение установленного времени.
Изоляцию кабельных линий испытывают постоянным током с помощью кенотронной установки АИИ-70, схема включения которой приведена на рисунке 7. При испытании трехжильного кабеля с поясной изоляцией напряжение от испытательной установки прикладывают поочередно к каждой жиле, а две другие жилы и металлическую оболочку заземляют (рисунок 7,а). Кабель, испытанный постоянным током, длительное время сохраняет заряд. Поэтому по окончании испытаний каждой фазы кабельной линии все жилы кабеля должны быть разряжены через ограничительное сопротивление, которое имеется в кенотронной установке.
При испытании кабеля с отдельно освинцованными жилами напряжение прикладывают поочередно к каждой жиле, при этом металлическую оболочку жилы заземляют (рисунок 7,6). Для испытания кабелей напряжением 3—10 кВ применяют стационарные и передвижные кенотронные установки. Стационарные установки в основном предназначены для электростанций и подстанций, где имеются РУ с большим количеством присоединяемых кабельных линий. В монтажных организациях и городских кабельных сетях широкое применение нашли кенотронные установки, смонтированные на автомашинах с крытым кузовом.
Рисунок 7. Схемы испытания трехжильного силового кабеля с поясной изоляцией (а) и отдельно освинцованными жилами (б)
Программа и методика испытаний силовых кабельных линий до 10 кВ
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Настоящая программа и методика испытаний (ПМИ) устанавливает содержание и методику испытаний силовых кабельных линий до 10 кВ.
1.2 ПМИ разработана в соответствии с разделом 28 “Норм испытания электрооборудования”, изд.5, М.Атомиздат, 1978г., и является руководящим документом, подлежащим учету. Порядок хранения и использования ПМИ определяется руководством предприятия. Изменять установленные объем и последовательность проводимых работ по испытанию силовых кабельных линий запрещается.
1.3 Ответственность за качество испытаний несут лица, выполнявшие испытания, а также лица, контролирующие их выполнение.
1.4 При испытаниях, кроме ПМИ, необходимо руководствоваться следующими документами:
— Техническое описание и данные завода изготовителя на силовые кабели;
— Нормы испытания электрооборудования (Нормы), изд.5,М.Атомиздат, 1978г.
— ДНАОП 1.10-1.01-97 «Правила безопасной эксплуатации электроустановок» (ПБЭЭ), Киев, 1998;
— «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей”(ПТЭ),изд.14, М., Энергоатомиздат, 1989.
— «Правила устройства электроустановок», ( ПУЭ) изд. 6-е, М., Энергоатомиздат, 1987.
— Заводские инструкции по эксплуатации средств измерительной техники.
1.5 При проведении испытаний силовых кабельных линий следует применять средства измерительной техники (СИТ) и испытательное оборудование (ИО), указанные в разделе 4 «Средства измерительной техники».
2 УКАЗАНИЯ ПО МЕРАМ БЕЗОПАСНОСТИ
2.1 Все работы по испытанию кабельных линий проводят только в соответствии с представленной ниже методикой.
2.2 Персонал, допущенный к испытаниям, должен знать:
— требования «Правил безопасной эксплуатации электроустановок «, пройти обучение безопасным методам работы и проверку знаний в квалификационной комиссии;
— программу и методику испытаний кабельных линий;
— устройство, правила использования испытательного оборудования приборов, применяемых при испытаниях.
2.3 Испытания проводятся бригадами в составе не менее двух человек, из которых руководитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже 4, а остальные — не ниже 3. Лица, допущенные к испытаниям, должны иметь отметку об этом в удостоверении.
2.4 При допуске бригады к испытаниям должны быть выполнены предусмотренные «Правила безопасной эксплуатации электроустановок потребителей» организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.
2.5 Работы, связанные с испытанием кабельных линий напряжением более 1000 В, проводятся по наряду.
2.6 Выполнение технических мероприятий (отключение рабочего напряжения, вывешивание плакатов, установка ограждений, проверка отсутствия напряжения, установка переносных заземлений, допуск бригады к
испытаниям) проводится оперативным персоналом.
2.7 Сборку схем испытания проводит персонал бригады, производящей испытания. Руководитель работ перед началом испытаний обязан проверить правильность сборки цепей испытания и надежность рабочих и защитных заземлений.
2.8 Снимать наложенные заземления, препятствующие проведению испытаний, и накладывать их снова можно только по указанию лица, руководящего испытанием.
2.9 Присоединять соединительный провод к жиле кабеля и отсоединять его разрешается по указанию лица, руководящего испытанием, и только после его заземления.
2.10 Место испытания, а также соединительные провода, которые могут находиться под напряжением, должны быть ограждены или у места испытания должен быть выставлен наблюдающий. Ограждение выполняется персоналом бригады, проводящей испытания.
2.11 При испытаниях кабеля, если противоположный конец его расположен в закрытой камере ячейки РУ или в помещении, на дверях или ограждении вывешивают плакат «СТОЙ. НАПРЯЖЕНИЕ». Если эти двери и ограждения незапертые, либо испытанию подвергается ремонтируемый кабель с разделанными на трассе концами, то, помимо вывешивания плакатов на дверях и ограждениях, у разделанных концов кабеля выставляется охрана.
2.12 Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220 В осуществляется через коммутационный аппарат с видимым разрывом или через штепсельную вилку, расположенные в месте управления установкой.
2.13 Провод, с помощью которого повышенное напряжение от испытательной установки подается к испытуемому кабелю, должен быть надежно закреплен с помощью промежуточных изоляторов, изолирующих подвесок и т.п. Расстояние между соединительным проводом, находящимся под испытательным напряжением, и другими частями электроустановки должно составлять не менее 0,7 м.
2.14 При сборке испытательной схемы, перед присоединением испытательного аппарата к сети, на высоковольтный вывод аппарата должно быть наложено заземление при помощи заземляющей штанги из изоляционного материала, сечение медного заземляющего проводника должно быть не менее 4 мм2.
2.15 Перед подачей испытательного напряжения на жилу кабеля руководитель работ обязан:
— проверить, что все члены бригады находятся на своих местах, а посторонние лица удалены на безопасное расстояние;
— предупредить бригаду о подаче напряжения и, убедившись, что предупреждение всеми услышано, снять заземление с высоковольтного вывода испытательной установки и подать на нее напряжение сети.
2.16 С момента заземления вся испытательная установка, включая испытуемый кабель, то есть с момента снятия заземления, считается находящейся под напряжением и производить какие-либо пересоединения в испытательной схеме запрещается.
2.17 По окончании испытаний руководитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля и отключить ее от сети.
2.18 До испытания каждой жилы кабеля и после него необходимо разрядить емкость кабеля через добавочное сопротивление, наложить заземление и убедиться в отсутствии заряда. Лицо, производящее разрядку, должно пользоваться диэлектрическими перчатками, защитными очками и стоять на изолирующем основании.
2.19 Испытание кабелей, которые могут получить напряжение с двух сторон, разрешается проводить только в том случае, если от ответственного лица электроустановки, которая присоединена к противоположному концу этого кабеля, получено сообщение по телефону, с нарочным и т.п. (с обратной проверкой) о том, что линейный разъединитель и выключатель отключен и вывешен плакат «НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ».
2.20 При работе с мегаомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединен, запрещается. После окончания измерения необходимо снять остаточный заряд.
3 ВИДЫ, ПРОГРАММА И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ
3.1 Испытание кабельных линий при капитальном ремонте /К/, текущем ремонте /Т/ и межремонтных испытаниях /М/ проводят в сроки, установленные системой ППР на предприятии, но не реже: К — 1 раза в 5
лет, Т или М — 1 раз в 3 года. Внеочередные испытания проводятся после автоматического отключения кабелей защитой и после восстановительных работ на нем.
3.2 При проведении испытаний КЛ выполняют операции, предусмотренные программой испытаний, приведенной в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Программа испытаний силовых кабельных линий
Номер пункта ПТЭ | Вид испытания | Наименование испытания | Номер пункта ПМИ |
28.1 | К Т М | Измерение сопротивления изоляции | 5.1 |
28.2 | К Т | Испытание повышенным выпрямленным напряжением | 5.2 |
28.4 | К Т | Определение целости жил и фазировки | 5.3 |
28.11 | К М | Измерение нагрузки КЛ и перегрузки кабелей | 5.4 |
28.18 | К | Определение сопротивлений заземлений | 5.5 |
Кабельные линии (1) (Реферат) — TopRef.ru
Кабельные линии
1. ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ.
НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЪЕМ И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
Кабельные линии непосредственно после их сооружения и в процессе эксплуатации подвергаются разнообразным испытаниям, с помощью которых выявляются ослабленные места или дефекты в изоляции и защитных оболочках кабелей, соединительной и концевой арматуры и других элементах кабельных линий.
Причины возникновения таких ослабленных мест весьма различны. Они могут возникать при изготовлении кабеля и арматуры на заводе из-за конструктивных недостатков кабеля и арматуры, при небрежной прокладке кабельных линий, при некачественном выполнении монтажных работ. Ослабленные места выявляются в процессе эксплуатации КЛ, так как со временем наблюдается старение изоляции кабелей и коррозия их металлических оболочек. Кабельные линии, проложенные в земляной траншее, невзирая на дополнительную защиту в виде покрытия кирпичом и систематическое наблюдение за состоянием трассы линий, весьма подвержены внешним механическим повреждениям, которые могут возникать при прокладке и ремонте других городских подземных сооружений, проходящих по трассе КЛ.
За исключением прямых механических повреждений, ослабленные места и дефекты КЛ имеют скрытый характер. Своевременно не выявленные испытаниями они могут с той или иной скоростью развиваться под воздействием рабочего напряжения. При этом возможно полное разрушение элементов КЛ в ослабленном месте с переходом линии в режим короткого замыкания и ее отключение с соответствующим нарушением электроснабжения потребителей.
Полный перечень испытаний КЛ в зависимости от их напряжения и назначения регламентируется “Нормами испытания электрооборудования”.
Таблица 1. Силовые кабельные линии
К, Т или М — производятся в сроки, устанавливаемые системой ППР, но не реже: К — 1 раза в 5 лет, Т или М —1 раза в 3 года (исключения см. в указаниях пп. 1.2- 1.3. 1.7 и 1.9).
Наименование испытания | Вид испытания | Нормы испытания | Указания | |
1,1, Определение целости жил и фазировки | К, Т | Все жилы должны быть целыми и сфазированными | Производится после окончания монтажа, перемонтажа муфт или отсоединения жил кабеля | |
1.2. Испытание повышенным выпрямленным напряжением: | Результаты испытания кабеля считаются удовлетворительными, если не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания установившегося значения и если сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром, после испытания осталось прежним. Сопротивление изоляции до и после испытания не нормируется | До и после испытания кабелей на напряжение выше 1 кВ повышенным выпрямленным напряжением производится измерение сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В | ||
1) кабелей напряжением выше 1 кВ (кроме резиновых кабелей 3—10 кВ) | К, Т | Групповые кабели на подстанциях могут испытываться без отсоединения от шин. Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока кабелей, расположенных в пределах одного распределительного устройства или здания, рекомендуется производить не более 1 раза в год | ||
2) кабелей 3—10 кВ с резиновой изоляцией (например, марок КИЭВГ, ЭВТ) | К | Испытываются напряжением 2Uном в течение 5 мин | __ | |
1.3. Измерение сопротивления изоляции | Проверяется мегаомметром на напряжение 2500 В в течение 1 мин. Сопротивление изоляции должно быть не ниже 0,5 МОм | __ | ||
1) кабелей 3—10кВ с резиновой изоляцией | Т, М | Производится после мелких ремонтов, не связанных с перемонтажем кабеля, перед наступлением сезона (в сезонных установках) и не реже 1 раза в год в стационарных установках | ||
2) кабелей напряжением до 1 кВ | К | __ | ||
Продолжение таблицы | ||||
Наименование испытания | Вид испытания | Нормы испытания | Указания | |
1.4. Контроль осушения вертикальных участков | М | Разность нагрева отдельных точек должна быть в пределах 2—3°С. Контроль осушения можно производить также путем снятия кривых tg =f (U) на вертикальных участках | Производится на кабелях 20— 35 кВ путем измерения и сопоставления температур нагрева оболочки в разных точках вертикального участка | |
1.5. Определение сопротивлений заземлений | К | Производится у металлических концевых заделок на линиях всех напряжений, кроме линий до 1000 В с заземленной нейтралью, а на линиях напряжением 110—220 кВ также у металлических конструкций кабельных колодцев и подпиточных пунктов | ||
1.6. Измерение токораспределения по одножильным кабелям | К | Неравномерность распределения токов на кабелях должна быть не более 10% (особенно если это приводит к перегрузке отдельных фаз) | ||
1.7. Измерение блуждающих токов | М | Опасными считаются токи на участках линий в анодных и знакопеременных зонах в следующих случаях: 1) бронированные кабели, проложенные в малоагрессивных грунтах (удельное сопротивление почвы р>20 Ом.м), при среднесуточной плотности тока утечки в землю более 15 мА/м2; 2) бронированные кабели, проложенные в агрессивных грунтах (р< <20 Ом-м), при любой плотности тока утечки на землю; 3) кабели с незащищенными металлическими оболочками, с разрушенными броней и защитными покрытиями; 4) стальные трубопроводы линий высокого давления независимо от агрессивности окружающего грунта и видов изоляционных покрытий на них | Производится у кабелей, проложенных в районах нахождения электрифицированного транспорта (метрополитена, трамвая, железной дороги), 2 раза в первый год эксплуатации кабеля или электрифицированного транспорта, далее—согласно местным инструкциям. Измеряются потенциалы и токи на оболочках кабелей в контрольных точках, а также параметры установки электрозащит | |
Продолжение таблицы | ||||
Наименование испытания | Вид испытания | Нормы испытания | Указания | |
1.8. Определение химической коррозии | М | Оценку коррозионной активности грунтов и естественных вод рекомендуется производить по данным химического анализа среды или методом потери массы металла | Производится, если имеет место повреждение кабелей коррозией и нет сведений о коррозионных условиях трассы | |
1.9. Измерение нагрузки | М | Токовые нагрузки должны удовлетворять требованиям ПУЭ | Должно производиться ежегодно не менее 2 раз, в том числе 1 раз в период максимальной нагрузки линии | |
1.10. Измерение температуры | М | Температура кабелей не должна превышать допустимых значений | Производится по местным инструкциям на участках трассы. где имеется опасность перегрева кабелей | |
1.11. Проверка срабатывания защиты линии до 1000 В с заземленной нейтралью | К, М | При замыкании на корпус концевой заделки должен возникнуть ток однофазного короткого замыкания, превышающий номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или расцепителя автоматического выключателя. Превышение должно быть не меньше, чем указано в ПУЭ | Производится у металлических концевых заделок непосредственным измерением тока однофазного короткого замыкания на корпус с помощью специальных приборов или измерением полного сопротивления петли фаза — нуль с последующим определением тока однофазного короткого замыкания. Полученный ток сравнивается с номинальным током защитного аппарата линии с учетом коэффициентов ПУЭ | |
| Испытание и монтаж электрооборудования до 1 кВ. | ||
| 1. | Измерение сопротивления изоляции силовой и осветительной сети 1 фазная линия | 175 |
| 2. | Измерение сопротивления изоляции силовой и осветительной сети 3 фазная линия | 250 |
| 3. | Измерение полного сопротивления петли «фаза-ноль» | 338 |
| 4. | Прогрузка автоматического выключателя: до 100 А, однополюсного | 315 |
| 5. | Прогрузка автоматического выключателя: до 100 А, двухполюсного | 340 |
| 6. | Прогрузка автоматического выключателя: до 100 А, трехполюсного | 494 |
| 7. | Испытание дифферинциального автоматического выключателя (УЗО) : до 100 А однополюсного | 250 |
| 8. | Испытание дифферинциального автоматического выключателя (УЗО) : до 100 А трехполюсного | 315 |
| 9. | Измерение сопротивления растеканию тока контура: с диагональю до 20 м | 2350 |
| 10. | Измерение сопротивления растеканию тока контура: с диагональю свыше 20 м | 4420 |
| 11. | Измерение сопротивления растеканию тока контура: с диагональю до 20 м (с оформлением паспорта) | 5750 |
| 12. | Проверка наличия цепи между заземлителем и заземляемым элементом | 110 |
| 13. | Пусконаладочные работы АВР | 2875 |
| 14. | Определение удельного сопротивления грунта | 2600 |
| 15. | Фазировка кабельной линии до 1 кВ. | 1300 |
| 16. | Испытание кабельной линии до 1 кВ. | 3900 |
| 17. | Определение места повреждения в кабельной линии (до 500 м.) | 19500 |
| 18. | Определение места повреждения в кабельной линии (более 500м.) | 27300 |
| 19. | Уточнение трассы кабельной линии до 100 м. | 5460 |
| 20. | Уточнение трассы кабельной линии (от 100 до 500 м.) | 7280 |
| 21. | Уточнение трассы кабельной линии (более 500 м.) | 9100 |
| 22. | Уточнение и прокол кабельной линии (1 место) | 6500 |
| 23. | Монтаж концевой муфты на кабель с пластмассовой изоляцией 0,4 кВ. | 5720 |
| 24. | Монтаж соединительной муфты на кабель с пластмассовой изоляцией 0,4 кВ. | 9360 |
| 25. | Монтаж концевой муфты на кабель с бумажной изоляцией 0,4 кВ. | 6500 |
| 26. | Монтаж соединительной муфты на кабель с бумажной изоляцией 0,4 кВ. | 9880 |
| 27. | Тепловизионный контроль электрооборудования | 3450 |
| 28. | Измерение напряжения прикосновения | 405 |
| Испытание и монтаж электрооборудования до 10 кВ. | ||
| 29. | Проверка наличия цепи между заземлителем и заземляемым элементом | 185 |
| 30. | Испытание кабельной линии (с бумажной изоляцией) | 7540 |
| 31. | Испытание кабельной линии (сшитый полиэтилен 3 фазы) | 7800 |
| 32. | Определение места повреждения в кабельной линии (до 500 м.) | 22100 |
| 33. | Определение места повреждения в кабельной линии (более 500м.) | 31200 |
| 34. | Уточнение трассы кабельной линии (до 500 м.) | 7800 |
| 35. | Уточнение трассы кабельной линии (до 1000м.) | 15600 |
| 36. | Уточнение трассы кабельной линии (более 1000м.) | 20800 |
| 37. | Уточнение и прокол кабельной линии (1 место) | 9750 |
| 38. | Испытание силового трансформатора | 15600 |
| 39. | Комплексное испытание силового трансформатора до 1000 кВА | 18200 |
| 40. | Комплексное испытание силового трансформатора свыше 1000 кВА | 22100 |
| 41. | Сокращенный анализ трансформаторного масла | 3120 |
| 42. | Испытание ТП (без трансформатора) | 9100 |
| 43. | Испытание ТП с одним трансформатором, КТП | 22100 |
| 44. | Испытание ТП с двумя трансформаторами, 2 КТП | 37700 |
| 45. | Испытание ТП с двумя трансформаторами (блочного типа) ,2БКТП | 41600 |
| 46. | Испытание повышенным напряжением РУ (1 с.ш.) | 7540 |
| 47. | Испытание повышенным напряжением трансформатора напряжения | 4940 |
| 48. | Испытание повышенным напряжением трансформатора тока | 4940 |
| 49. | Испытание повышенным напряжением масляного выключателя | 4940 |
| 50. | Испытание повышенным напряжением разрядника, выключателя нагрузки | 4940 |
| 51. | Испытание повышенным напряжением изолятора | 1690 |
| 52. | Испытание повышенным напряжением вентильного разрядника, ОПН | 1300 |
| 53. | Монтаж концевой муфты на кабель с пластмассовой изоляцией 10 кВ. | 7800 |
| 54. | Монтаж соединительной муфты на кабель с пластмассовой изоляцией 10 кВ. | 15600 |
| 55. | Монтаж концевой муфты на кабель с бумажной изоляцией 10 кВ. | 10400 |
| 56. | Монтаж соединительной муфты на кабель с бумажной изоляцией 10 кВ. | 18200 |
| 57. | Монтаж переходной муфты на кабель с бумажной и пластмассовой изоляцией 10 кВ. | 22100 |
| 58. | Испытание кабельной линии 0,4-6-10 кВ (комплексно) | 1900 |
| 59. | Испытание оборудования ТП | 2164 |
| 60. | Испытание оборудования РП | 2434 |
| 61. | Испытание силовых трансформаторов 6-10 кВ | 25000 |
| 62. | Испытание вводов с твердой бумажной изоляцией | 833 |
| 63. | Испытание изоляции масляных выключателей 6-10 кВ | 248 |
| 64. | Испытание изоляции секции шин 6-10 кВ | 758 |
| 65. | Испытание одной ячейки для выявления дефектов | 720 |
| 66. | Испытание вентильных разрядников 6-10 кВ | 228 |
| 67. | Замеры емкостных токов в сетях 6-10 кВ (одна секция) | 1515 |
| 68. | Измерение сопротивления изоляции КЛ мегометром | 596 |
| 69. | Измерение тока КЗ или петли фаза-ноль на ВЛ-0,4 кВ | 596 |
| 70. | Замер металлосвязи, переходное сопротивление болтовых соединений на силовых шинах | 200 |
| 71. | Измерение сопротивления изоляции осветительной сети одной группы | 324 |
| 72. | Измерение сопротивления изоляции обмотки понижающего трансформатора | 39 |
| 73. | Испытание трансформатора тока напряжением до 10 кВ | 527 |
| 74. | Измерение сопротивления изоляции электродвигателя | 486 |
| 75. | Испытание изоляции заточного и т.п. станка | 1343 |
| 76. | Испытание стенда стационарного | 1500 |
| 77. | Тепловизионный контроль электрооборудования | 4000 |
| Испытание электрооборудования до 35 кВ. | ||
| 78. | Испытание кабельной линии до 35 кВ | 2488 |
| 79. | Испытание силовых ТМ 35 кВ (двухобмоточные) | 25000 |
| 80. | Испытание силовых ТМ 35 кВ (трехобмоточные) | 37000 |
| 81. | Испытание вводов 35 кВ | 1136 |
| 82. | Испытание трансформатора тока 35кВ | 1666 |
| 83. | Испытание вентильных разрядников 35 кВ | 341 |
| 84. | Тепловизионный контроль электрооборудования | 5000 |
Испытание силовых кабельных линий повышенным напряжением
КАКИМ ОБРАЗОМ ПРОИСХОДИТ ПРОЦЕСС ИСПЫТАНИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ?
Испытания повышенным напряжением проходят для проверки изоляции кабеля на прочность, для этого используют различные мощные электрические установки, которые на выходе обеспечивают повышенное напряжение.
Вне зависимости от модели устройства, схема испытаний производится по идентичной технике. Так, электроустановкой на первом этапе испытаний силовых кабельных линий на первичную обмотку испытательного агрегата подается напряжение. Тем временем, через амперметр происходит заземление вторичной обмотки, благодаря чему определяется значение тока утечки. Также, обмотка предусматривает наличие резистора R, который в случае пробоя тока, обеспечивает контроль ограничения переменного тока.
В ходе испытаний повышенным током, происходит плавное повышение напряжения: от нуля до необходимого значения. В целом, продолжительность данного воздействия составляет от 5 до 10 минут, в зависимости от типа изоляции. Все пределы подачи повышенного напряжения на кабельные линии устанавливаются государственными документами и зависят от параметров электрической сети, а также от технических характеристик кабеля.
КАК ПОНЯТЬ В ХОДЕ ИСПТЫНИЯ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, ЧТО В СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ ЕСТЬ ДЕФЕКТЫ?
Если во время испытания кабельных линий появляются скачки или колебания тока утечки, то это говорит о наличии дефектов. В таких ситуациях, специалистами продолжается подача напряжения, в ходе чего необходимо «выждать» пробой утечки тока, но не более 15 минут. Исходя из полученных данных, происходит расчёт коэффициента асимметрии и их дальнейшее сравнение с принятыми нормами. В случае, если значения не сходятся с указанными нормами, то зачастую это говорит о наличии изменений в изоляции кабельной линии.
При отсутствии пробоя, скачков постоянного тока и электрических разрядов во время проведения испытания повышенным напряжением, можно говорить о полном и правильном функционировании силового кабеля.
Испытание силовых кабельных линий напряжение до 20 кВ
ООО «ЭнергоАльянс»
ЭЛЕКТРОЛАБОРАТОРИЯ
1. Назначение
Силовые кабельные линии напряжением до 10 кВ испытываются согласно гл. 1.8.37, п.18.40 – п.п.3; табл.1.8.39 ПУЭ-7, ПТЭЭП-03 главы.2.4; приложения 3 п.6 – п.п.6.3; приложения 3.1 табл.10; 11. и включает в себя следующий объем испытаний:
1. Проверка целости и фазировки жил кабеля.
2. Измерение сопротивления изоляции.
3. Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.
Перед испытанием силовых кабельных линий проводят внешний осмотр: проверяют правильность прокладки и монтажа кабелей, состояние концевых разделок (концевые разделки должны быть чистыми, не иметь следов подтека заливочной массы, трещин и вспучивания последней, сколов изоляторов и т. п.), достаточность изоляционных расстояний между жилами кабеля и заземленными элементами, надежность заземления концевых воронок, металлической оболочки и брони кабеля.
2. Средства измерения
Таблица 1.
|
№ п/п |
Тип прибора или установки |
Пределы измерений |
Погрешность |
|
1. |
Мегаомметр Е6-24 или аналог |
0,01 – 300ГОм |
5% |
|
2. |
ЭТЛ-35К |
переменное — до 100 кВ выпрямленное — до 60 кВ |
Не более +/- 5% |
Все приборы должны быть поверены, а испытательные установки аттестованы в соответствующих государственных органах. Допускается применение аналогичных приборов, с классом точности не ниже указанного, в соответствии с инструкциями завода-изготовителя.
3. Метод испытаний
3.1. Основным методом испытания кабельных линий является кратковременное приложение повышенного постоянного напряжения отрицательной полярности. При этом постоянное напряжение распределяется по слоям изоляции пропорционально сопротивлению изоляции, это более выгодно, чем распределение по емкостям на переменном напряжении. Дело в том, что сопротивление увлажненных слоев бумаги, являющейся основой бумажно-масляной изоляции современных кабелей, в десятки и сотни раз меньше сопротивления нормальной изоляции. Поэтому практически все постоянное напряжение прикладывается к оставшейся неувлажненной части изоляции, способствуя выявлению дефектов. При испытании на переменном напряжении выявление дефектов затруднено, поскольку емкость увлажненной изоляции гораздо меньше отличается от емкости нормальной изоляции. При подавляющем большинстве дефектов кабельной изоляции пробивное напряжение на отрицательной полярности на 5-15 % ниже, чем на положительной.
3.2. Применение отрицательной полярности удешевляет испытательные установки. Постоянное испытательное напряжение оказывает пренебрежимо малое воздействие на неповрежденную изоляцию, чего нельзя сказать о переменном испытательном напряжении равной амплитуды. Следует также отметить малую потребляемую мощность (а, следовательно, и низкую стоимость) испытательных установок постоянного напряжения, зависящую лишь от токов утечки в изоляции. Основой профилактического действия испытаний является выявление дефектов в изоляции на ранней стадии их возникновения и в удобных для эксплуатации условиях, включая выбор времени выявления повреждения. Раннее выявление дефекта обеспечивается повышенной величиной испытательного напряжения по сравнению с рабочим и отмеченным выше свойством постоянного напряжения.
3.3. Оптимальные условия – это проведение испытаний в режимах минимальных нагрузок (выходные дни, ночное время, отключенное состояние токоприемников и т.п.), при подготовленных резервах, ремонтных материалах, предупреждении персонала и т.д. В этих условиях ущерб от пробоя испытуемой изоляции кабеля минимален и во много раз меньше ущерба от внезапного аварийного пробоя изоляции под рабочим напряжением. Наибольшее распространение получил метод испытаний путем поочередного отключения кабельных линий от сети. После испытаний (а в случае пробоя – после ремонта) линию вновь включают в работу. Нормы и сроки испытания кабельных линий регламентируются официальными документами. Согласно этим документам постоянные испытательные напряжения и время выдержки под напряжением лежат в следующих диапазонах для кабелей различных номинальных напряжений.
4. Условия проведения измерений
4.1 Измерения производятся при отсутствии атмосферных осадков и пыли.
4.2 Нормальные условия проведения измерений:
-температура воздуха – от минус 30 до +40°С;
-относительная влажность – до 80% при 25оС;
-атмосферное давление – 630-800 мм рт.ст.;
4.3 Для присоединения мегаомметра к испытываемому объекту необходимо иметь гибкие провода с двойной изоляции, с изолирующими ручками и ограничительным кольцом на концах, длина проводов должна возможно меньшей.
4.4 Сопротивление изоляции проводов должно быть не менее 10 мОм.
Сопротивление изоляции одного и того же электрооборудования рекомендуется измерять при одинаковой температуре.
5. Подготовка к выполнению измерений
При подготовке к выполнению измерений необходимо проверить режимы работы и протестировать приборы.
6. Проведение измерений
6.1. Проверка целости и фазировки жил кабеля.
Целостность жил и соответствие фаз кабеля проверяют прозвонкой (с помощью мегаомметра и т. п.). При параллельно включенных (под одни зажимы) кабелях правильность их включения проверяют до подачи напряжения. Убеждаются в том, что нет коротких замыканий между фазами, что подключение кабелей к ошиновке выполнено в соответствии с маркировкой или расцветкой шин. Перед включением кабельной линии в эксплуатацию производится фазировка ее под напряжением.
6.2. Измерение сопротивления изоляции.
Производится мегаомметром на 2500 В до и после испытания кабеля повышенным напряжением. Для силовых кабелей напряжением до 1000 В значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0.5 МОм. Для силовых кабелей напряжением выше 1000 В значение сопротивления изоляции не нормируется.
У трехжильных кабелей испытанию подвергается изоляция каждой жилы относительно металлической оболочки и других заземленных жил. У кабелей однофазных или с отдельно освинцованными жилами испытывается изоляция жилы относительно металлической оболочки.
6.3. Испытание повышенным выпрямленным напряжением.
При испытании выпрямленным напряжением значение испытательного напряжения при приема — сдаточных нормах приведены в таблице 2.
Испытанию должны быть подвергнуты кабели, не имеющие видимых наружных повреждений. Перед испытанием производится тщательный осмотр доступных для осмотра частей кабеля, изоляторов, муфт, концевых разделок, очистить их поверхность от пыли и грязи. На действующих кабелях допускается проведение испытаний их с опорными изоляторами ошиновки до линейного разъединителя.
Испытуемые кабели должны быть на концах разделаны или снабжены концевыми муфтами (заделками) для исключения перекрытия по поверхности концов в процессе испытания. Концы испытуемых кабелей, находящиеся при испытании под напряжением относительно друг друга, должны быть разделены между собой промежутком, исключающим возможность его пробоя под действием испытательного напряжения.
Порядок работы ЭТЛ-35 в режиме испытания объекта высоким постоянным напряжением до 60 кВ
Объектом испытаний выбран высоковольтный силовой кабель. Подвод испытательного напряжения к объекту производится высоковольтными кабелями барабанов 3, 4, 5.
ВНИМАНИЕ! УБЕДИТЕСЬ ПЕРЕД ПОДКЛЮЧЕНИЕМ В ОТСУТСТВИИ НАПРЯЖЕНИЯ НА ОБЪЕКТЕ ИСПЫТАНИЯ!
6.3.1. Оградить ЭТЛ-35 с помощью штатного комплекта ограждений. Выполнить все требуемые по ПТБ организационные и технические мероприятия по безопасному проведению работ.
Убедиться в том, что рубильник «СЕТЬ» с видимым разрывом цепи на стойке управления разомкнут. Открыть высоковольтный отсек ЭТЛ-35.
Размотать провод защитного заземления (сечением 10 мм2 на барабане 1) на необходимую длину, пропустив его через люк в задней двери автомобиля. Провод защитного заземления для повышения долговечности помещен в прозрачный шланг. Для подключения провода к шине заземления на нем закреплены токосъемники (через 3- 4 метра по его длине).
Соединить один конец провода (ближайший токосъемник) с шиной защитного заземления и корпусом машины (зажим с маркировкой ). Второй конец провода соединить с контуром заземления подстанции.
Рекомендуется подключить его к шине заземления распределительного щита, от которого будет питаться лаборатория.
При таком заземлении, в случае короткого замыкания фазы питающего напряжения на корпус автомобиля, в цепи потечёт ток больше 80 А и автоматический выключатель в сетевом щитке отключит лабораторию от питающей сети.
Размотать сетевой кабель с барабана 2 на необходимую длину, пропустив его через люк в задней стенке автофургона.
Снять напряжение с распределительного щита, от которого будет питаться лаборатория.
Подключить концы кабеля с зажимом “крокодил” к выводу фазы распределительного щита, а с зажимом «струбцина» к нулевому проводу.
Внимание! Не перепутайте проводники!
Допускается подключение ЭТЛ-35 к сети 220В с изолированной нейтралью. В этом случае порядок подключения проводников может быть любой.
Внимание! Категорически запрещается подключать или отключать зажимы “крокодил” при наличии напряжения на точках подключения.
Вставить вилку электропитания ЭТЛ-35 в розетку, которая размещается на барабане 2.
Подать напряжение сети от распределительного щита подстанции на ЭТЛ-35.
6.3.2. Размотать высоковольтные кабели барабанов 3, 4, 5 на необходимую длину, пропустив их в отверстие в задней стенке автофургона.
Оболочки кабелей соединить с клеммами рабочего заземления лаборатории, расположенными на корпусе электрического короткозамыкателя и с низкопотенциальным выводом объекта (оболочкой испытуемого кабеля).
Жилы кабелей барабанов соединить с клеммами А, В, С электрического короткозамыкателя фаз. Вторые концы жил кабелей (концы с зажимами “крокодил”) соединить с жилами испытуемого кабеля.
6.3.3. Закрыть высоковольтный отсек автомобиля.
6.3.4. Проверить исходное положение органов управления:
• рубильник видимого разрыва “СЕТЬ” на стойке управления — выключен;
• автоматы “СЕТЬ” на блоке управления – выключен;
• тумблер “~/ -” блока управления — в положении “-”;
• тумблер “АВТ / РУЧН” — в положении “РУЧН”.
• ручка регулировочного автотрансформатора должна находиться в нулевом положении.
6.3.5. Высоковольтный переключатель одной из фаз поставить в положение “ИСПЫТАНИЕ”, а два других – в положение (“ЗАЗЕМЛЕНО»).
6.3.6. Установить переключатель режимов работы на блоке управления в сектор «ИСПЫТАНИЕ».
6.3.7. Включить рубильник с видимым разрывом “СЕТЬ” на стойке управления.
6.3.8. Включить автоматы “СЕТЬ” на блоке управления.
Нажать кнопку “ПУСК” на лицевой панели блока управления. На время нажатия кнопки звучит сирена, зажигается красный светильник световой сигнализации на задней стенке автомобиля.
6.3.9. На блоке управления включить заземлитель фазы, выбранной для работы.
6.3.10. Произвести необходимое испытание выбранной жилы испытываемого кабеля. Регулировка напряжения осуществляется ручкой автотрансформатора. Контроль величины испытательного напряжения производится по показаниям прибора “кВ” на блоке управления (предел измерения 70 кВ по верхней шкале), а величина тока утечки – по показаниям прибора “мА” на блоке управления, вся шкала которого соответствует 50 мА, а при нажатии кнопки “1 мА ” соответствует 1 мА.
При пробое объекта испытания сработает устройство защиты блока управления и отключит питание лаборатории.
Повторное включение лаборатории возможно после её отключения нажатием кнопки «СТОП» и выдержки паузы в 5-10 секунд.
6.3.11. После проведения испытания одной из жил испытываемого кабеля следует вывести ручку автотрансформатора в начальное положение, и подождать, пока кабель разрядится через измерительный делитель БВИ-60/50 до напряжения 20 кВ. Дальнейший разряд кабеля можно осуществить переключением тумблера «~/-» в положение «~» Внимание: перед проведением разряда кабеля необходимо убедится в том, что ручка РНО находится в нулевом положении. Лампа «Готов» на блоке управления горит. Несоблюдение данного условия может привести к выходу из строя блока высоковольтных испытаний, и коммутационных цепей блока управления.
6.3.12. Нажать кнопку “СТОП” блока управления.
6.3.13. При необходимости испытания сразу другой жилы высоковольтный переключатель этой жилы поставить в положение “ИСПЫТАНИЕ», а два других в положение (» ЗАЗЕМЛЕНО «) и выполнить п. 6.2.8. — 6.2.11.
6.3.14. После завершения работы в режиме “ИСПЫТАНИЕ” сделать следующее:
• выполнить п.п. 6.2.11 — 6.2.12;
• выключить автоматы “СЕТЬ” блока управления,
• выключить рубильник с видимым разрывом “СЕТЬ” на стойке управления;
• отсоединить испытательные кабели и уложить их на барабаны.
6.3.15. Если других работ выполнять не требуется, произвести следующие операции:
• снять напряжение, питающее ЭТЛ-35, с распределительного щита подстанции;
• отсоединить сетевой кабель и уложить его на барабан;
• отсоединить провод защитного заземления и уложить его на барабан.
Способы подключения жил кабелей:
— без общей металлической оболочки, экрана, брони:
1 против 2+3
2 против 1+3
— с общей металлической оболочкой, экраном. Броней:
1 против 2+3+0
2 против 1+3+0
3 против 1+2+0
или
1+2 против 3+0
1+3 против 2+0
Схема приложения испытательного напряжения.
При испытании однофазным напряжением изоляции кабелей одна жила или группа электрически соединенных жил должна быть соединена с выводом высокого напряжения испытательной установки. Другая группа, жил, а также общая металлическая оболочка, броня, экран должна быть соединены электрически между собой и с заземленным выводом установки.
Значение испытательного напряжения следует поддерживать с допустимым отклонением ±5% в течение испытания.
Снятие напряжения до 40% значения испытательного напряжения должно производиться плавно при любой скорости, после чего установка может быть отключена.
При испытании постоянным напряжением заземляют отрицательный полюс установки.
При возникновении пробоя на разделенном конце кабеля или в концевой муфте (заделке) испытуемый кабель должен быть вновь разделан или снабжен концевой муфтой (заделкой) и испытание должно быть проведено повторно в соответствии с требованиями настоящей методики.
Таблица 2.
|
Тип кабеля |
Испытательное напряжение, кВ, для кабелей на рабочее напряжение, кВ |
Продолжительность приложения испытательного напряжения, мин |
|||||
|
|
2 |
3 |
6 |
10 |
20 |
35 |
|
|
Кабели с бумажной изоляцией |
12 |
18 |
36 |
60 |
100 |
175 |
10 |
|
Кабели с резиновой изоляцией |
— |
6 |
12 |
— |
— |
— |
5 |
|
Кабели с пластмассовой изоляцией |
— |
15 |
— |
— |
— |
— |
10 |
Для кабелей на напряжение до 35 кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 10 мин.
При проведении испытаний кабельных линий, находящихся в эксплуатации, производить испытания с учетом требований п. 6 приложения 1 ПТЭЭП, при этом продолжительность прикладывания испытательного напряжения 5 минут.
При проведении испытаний необходимо обращать внимание на характер изменения тока утечки. Абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. Как показывает опыт эксплуатации, при удовлетворительном состоянии изоляции значения тока утечки для кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ не превышают 3000 мкА, на напряжение 20 -35 кВ — 800 мкА. Для коротких кабельных линий (длиной до 100 м) на напряжение 3 — 10 кВ без соединительных муфт допустимые токи утечки не должны превышать 2 -3 мкА на 1 кВ испытательного напряжения.
Таблица 1.8.40 ПУЭ
Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей
|
Кабели напряжением, кВ |
Испытательное напряжение, кВ |
Допустимые значения токов утечки, мА |
Допустимые значения коэффициента асимметрии (Imax/Imin) |
|
6 |
36 |
0,2 |
8 |
|
10 |
60 |
0,5 |
8 |
|
20 |
100 |
1,5 |
10 |
|
35 |
175 |
2,5 |
10 |
|
110 |
285 |
Не нормируется |
Не нормируется |
|
150 |
347 |
То же |
То же |
|
220 |
610 |
« |
« |
|
330 |
670 |
« |
« |
|
500 |
865 |
« |
« |
Результаты испытаний повышенным напряжением считаются удовлетворительными, если в течении времени испытаний не было скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания установившегося значения тока, пробоев или перекрытий изоляцией и сопротивление изоляции после испытаний повышенным напряжением осталось прежним. Следует помнить, что испытаниям повышенным напряжением должен предшествовать тщательный внешний осмотр испытываемого оборудования. Если в результате осмотра выявлены явные дефекты изоляции, то не зависимо от результатов испытаний данное электрооборудование подлежит ремонту или замене.
7. Требования безопасности
7.1. Испытательные установки (электролаборатории) должны быть зарегистрированы в органах Госэнергонадзора.
7.2. Особое внимание следует обратить на недопустимость одновременного проведения испытаний и других работ разными бригадами в пределах одного присоединения.
7.3. Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее наряд в соответствии с ПОТЭЭ.
7.4. Особое внимание следует обратить на следующие мероприятия:
— присоединение испытательной установки к испытываемому электрооборудованию и отсоединение ее, а также наложение и снятие переносных заземлений производятся каждый раз только по указанию руководителя испытаний одним и тем же членом бригады и выполняются в диэлектрических перчатках;
— провода, кабели, перемычки, которыми выполняются временные соединения при сборке испытательной схемы, должны четко отличаться от стационарных соединений электрооборудования;
— место испытаний, временные соединения, испытываемые цепи и аппараты должны быть ограждены и выставлен наблюдающий, двери помещений, в которых находятся противоположные концы испытываемых кабелей, должны бать заперты, на ограждениях и дверях должны быть вывешены плакаты: «Испытания, опасно для жизни». Если двери не заперты, должна быть выставлена охрана из членов бригады, имеющих группу по электробезопасности.
8. Требования к квалификации операторов
К испытаниям допускаются лица, прошедшие обучение и стажировку по данной методике, а также проверку знаний по ПТБ и ПЭЭП. Испытания проводит бригада не менее чем из 2-х человек с квалификационной группой по электробезопасности – IV до и выше 1000В и III с привлечением в качестве охраны работников со II квалификационной группой по электробезопасности. Все члены бригады обязаны иметь с собой удостоверения по электробезопасности.
9. Контроль погрешности результатов испытаний
Контроль точности результатов измерений обеспечивается ежегодной поверкой приборов в органах Госстандарта РФ.
10. Оформление результатов испытаний
По результатам испытаний оформляется протокол.
Электролаборатория Краснодар. Электролаборатория Краснодарский край
Измерения и испытание силовых кабельных линий в СПб
Измерения и испытания кабельных линий проводятся регулярно, в зависимости от характера объекта. Одновременно проводятся измерения сопротивления изоляции и испытания электрической прочности изоляции повышенным напряжением. Все измерения проводятся нашими специалистами согласно требований нормативных документов:
- ПУЭ 7-е издание раздел 1, гл. 1.8;
- ПТЭЭП
- РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»,
а также согласно документации на оборудование заводов-изготовителей.
Измерение сопротивления изоляции
Изоляция кабельных линий проверяется на сопротивление постоянному току, это один из основных показателей ее исправности. Испытание изоляции кабельных линий дает возможность получить не только картину ее состояния на текущий момент, но и выяснить, насколько успешно она будет противостоять воздействию тока повышенного напряжения в случаях, когда произойдет нарушение работы электрообъекта. При испытаниях изоляции кабельной линии повышенным выпрямленным напряжением измеряют ток утечки.
Измерение сопротивления изоляции кабельных линий проводится мегаоомметром. Мегаомметр – прибор, состоящий из источника напряжения (постоянного или переменного генератора с выпрямителем тока) и измерительного механизма. На сегодняшний день самыми распространенными моделями мегаоомметров являются Е6-24, UT511, 512, 513 производства республики Казахстан, Greenlee 5880, 5882, 5990, Fluke, SEW, Megger, Sonel (MIC2500, MIC-3) и другие. Сопротивление изоляции кабельных линий должно находиться в пределах нормы по требованиям ПУЭ при рабочем напряжении в 380 и 220В. Для силовых линий на напряжение 0,4кВ при напряжении мегаомметра 2,5 кВ допустимое сопротивление изоляции должно превышать 0,5 МОм, и равняться 0,5 МОм при напряжении в 1кВ для электропроводок. Для силовых кабельных линий выше 1 кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерения сопротивления изоляции проводятся относительно фаз друг к другу и каждой фазы – к земле.
Допуск к работе с мегаомметром получает только лицо с группой по электробезопасности не ниже III.У лиц, проводящих испытания повышенным напряжением должен быть допуск к специальным видам работ, что отмечается в удостоверении по электробезопасности. При измерении сопротивления изоляции силовых линий и электропроводок, должны быть соблюдены требования безопасности: отключены приборы, коммутирующиеся с силовой линией. Часть установки, где проводятся измерения, должна быть освобождена от людей. С объекта испытаний должно быть снято напряжение, кабель при испытаниях должен быть разземлен. В помещениях с двух сторон кабеля – объекта испытаний должны быть развешаны предупреждающие плакаты с надписями: «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ!» «ИСПЫТАНИЯ! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!».
Испытание сопротивления изоляции
К испытанию сопротивления изоляции кабельных силовых линий предъявляются более высокие требования. Так, персонал наладчиков должен пройти проверку здоровья и иметь медицинскую справку, а также доказать наличие необходимых знаний, умений и навыков перед специальной комиссией. Группа по электробезопасности у специалистов должна быть не ниже IV. Подтверждение квалификации и прохождения проверок на профпригодность и медицинский допуск отражаются записью в строке «Свидетельство на право проведения специальных работ». В состав бригады по испытанию сопротивления изоляции кабельных линий должны входить минимум два человека, у которых уже есть стаж работы не менее 3 месяцев и опыт проведения высоковольтных испытаний.
Руководитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже пятой, у производителя работ группа по электробезопасности- не ниже IV и квалификация инженера-электрика. Остальные члены бригады должны быть инженерами-электриками или электромонтерами со специализацией «испытания и измерения», с группой по безопасности не ниже III. Охранники места проведения испытаний могут быть со второй группойпо ЭБ, но они не допускаются непосредственно к проведению работ по испытанию сопротивления изоляции кабельных линий.
Помимо требований к персоналу, сотрудники электроизмерительной лаборатории и руководство организации обеспечивают соблюдение правил техники безопасности для помещения. Помимо надписей «СТОЙ! НАПРЯЖЕНИЕ!» в недоступных для отслеживания местах, само место испытаний и испытательная установка должны быть огорожены маркировочной лентой и снабжены плакатами с надписью, обращенной наружу: «ИСПЫТАНИЯ! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!» а на приводах отключенных разъединителей – «НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ». Если есть возможность, у места испытания сопротивления изоляции кабельных линий должен быть выставлен охранник или наблюдающий. До сотрудников организации должна быть доведена информация о проводящихся испытаниях, помещение – очищено от посторонних. Если проводятся дополнительные испытания или измерения того же оборудования, работающие бригады или отдельные работники должны быть удалены на общих основаниях со сдачей нарядов допускающему лицу.
Требования безопасности при испытаниях сопротивления изоляции кабельных линий изложены в «Правилах устройства электроустановок», «Межотраслевых правилах по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок», «Правилах эксплуатации электроустановок», а также инструкциях по охране труда и эксплуатации используемого при испытаниях высоковольтного оборудования. За наложение и снятие заземления отвечает одно лицо. Работы должны производиться под наблюдением ответственного, в диэлектрических перчатках, и – одним из сотрудников бригады по испытанию кабельной линии: «Независимо от заземления вывода испытательной установки лицо, производящее присоединение в испытательной схеме, должно наложить заземление на соединительный провод и на изолированные от земли части испытательного оборудования. Снимать эти заземления можно только после окончания переключений». Незаземленные при испытаниях кабельной линии провода и части установок по умолчанию рассматриваются как находящиеся под испытательным напряжением.
Испытываемое оборудование присоединяется к сети через штепсельный разъем и двухполюсный выключатель. Оператор пульта должен проводить подсоединение. С использованием средств защиты. При этом с момента начала испытаний до момента их окончания, у пульта должен находиться как минимум один человек. В случае возгорания, замыкания, задымления, отключении питания и других чрезвычайных ситуациях, напряжение немедленно снимается рубильником с видимым разрывом по стороне 0,4 кВ. В случае отключения питания запрещается выяснять причину отключения до снятия напряжения с испытательной установки и объекта испытаний и заземления оборудования. Если чрезвычайная ситуация возникла, дальнейшие испытания прекращаются. Эти и другие вопросы требований техники безопасности при испытаниях кабельных линии повышенным напряжением подробно рассмотрены в НД ПОТ, которым и рекомендуется руководствоваться.
Испытание кабельной линии
Для испытания кабельной линии, как и при измерениях, важны внешние условия. Так, необходимо проводить испытания в сухом помещении, либо в сухую погоду, при температуре не ниже пяти градусов Цельсия выше нуля. Атмосферное давление фиксируется и заносится в протокол, но как таковое, не оказывает влияние на результаты измерений. При испытаниях кабельной линии особое значение имеет влажность: при влажности воздуха более 80% на кабелях, проводах и частях испытываемой установки, а также и на испытательном оборудовании образуется водяной конденсат, который может стать причиной пробоя изоляции. Пробой изоляции мгновенно приводит к выходу повреждению кабельной линии.
Аппаратура, с помощью которой производят испытания кабельных линий, состоит из нескольких установок:
- испытательный трансформатор;
- защитная аппаратура;
- регулирующее устройство;
- контрольно-измерительная аппаратура.
Специалистами нашей электроизмерительной лаборатории используется установка АИД-70, а также мощные передвижные высоковольтные испытательные установки, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежащим уровнем подготовлены для проведения испытаний. Для измерения емкости конденсаторов или обмоток силовых трансформаторов и измерения тангенса диэлектрических потерь используются мосты переменного тока типа Р2056М, СА-7100, Тангенс 2000. Перед началом измерений и испытаний кабельной линии специалисты ЭЛ тщательно проверяют подключение испытательной установки и объекта испытаний. Все испытательное оборудование и срества измерений ЭЛ проходят поверку и аттестацию в соответствующих государственных органах, к которым относится Центр стандартизации и метрологии. Поверка происходит по методикам с выдачей Аттестатов испытаний или свидетельств о поверке сроком на 12 или 24 месяца. Все данные заносятся в рабочую тетрадь, в частности – дата измерений, температура воздуха, влажность, давление, данные измерительной аппаратуры, данные измеряемого объекта, результаты внешнего осмотра, используемая схема измерения/испытания. Все данные испытаний сравниваются с требованиями НД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации. По результатам испытаний заполняется протокол установленной формы, в соответствии с требованиями НД (ГОСТ Р 17025-2006) и согласованный с Ростехнадзором.
Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения:
- ПУЭ 7-е издание раздел 1, гл. 1.8;
- РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»;
- Документация заводов-изготовителей оборудования.
Электрическое испытательное оборудование | Электростанция для подключения
Стивен Дреннан — инженер-электрик
Существует множество способов проверки изоляции электрооборудования 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 очень разные вещи для коммерческого инженера по ОВКВ, привыкшего работать с напряжением 110 или 230 В, инженера-распределителя, работающего с системами 11 кВ, и инженера 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 из сшитого полиэтилена с твердым диэлектриком
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.доктор сэр Ф.Х. Крюгер из Делфтского университета.
Сравнение постоянного тока и перенапряжения
Все полученные документы относятся к так называемым «контрольным испытаниям», «испытаниям на устойчивость» или «испытаниям с высоким потенциалом», под которыми они подразумевают «высокие» напряжения (опять же это слово) по отношению к рабочему напряжению. 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 напряжение постоянного тока от 0,5 до 2,5 В для проверки целостности цепи, но это, безусловно, 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 которых при высокой температуре было примерно вдвое больше нормального рабочего напряжения.
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 сильно 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
Изоляцияявляется 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
Имея в виду 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 вызваны высоким напряжением, используемым 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 свидетельств 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 постоянного тока под напряжениемможно использовать как часть процедур ввода в эксплуатацию и техобслуживания, 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, составляющей, 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 и том же 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 для рассеивания 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, длина 500 м будет иметь емкостную нагрузку 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 (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 косинусно-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 CIGRE 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 тестирования 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 виде 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 из сшитого полиэтилена или других кабелей с твердым диэлектриком во время цикла технического обслуживания, но может проводиться на кабелях с многослойным покрытием.
3. Тестирование СНЧ
- Может применяться как с кабелями с ламинированным диэлектриком, так и с кабелями 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.
(PDF) Выбор диапазона частот для высоковольтных испытаний кабельных систем с экструдированной изоляцией на месте
различия меньше, а сравнение двух частот
показывает очень небольшое отклонение.Интерпретация
—
этих результатов относительно типа испытательного напряжения на месте
—
возраста может быть выполнена двумя способами. Чувствительность дефектов на
выше для напряжений очень низкой частоты, по сравнению с 50 и
250 Гц, но абсолютные значения напряжения, необходимые для разрыва
—
вниз, выше. Напряжение пробоя без дефектов при
0,1 Гц составляет 200% от напряжения пробоя при 50 Гц, и это
означает, что механизм пробоя отличается для этой очень низкой частоты
.Напряжение пробоя без — как
, так и с — дефектов для 50 Гц и 250 Гц очень близко к
—
вместе, и, следовательно, механизм пробоя
тот же. Это еще раз подтверждает рекомендацию использовать частоту
–
в диапазоне от десяти до нескольких сотен Гц для испытаний на месте кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением переменного тока
. Fur
—
thermore, поведение при пробое исследуемой схемы электродов типа стержень-плоскость
аналогично поведению модельных кабелей
в зависимости от частот.Это
означает, что слабое место внутри изоляции может быть имитировано
—
расположением электродов стержневой плоскостью, а влияние частоты на процесс пробоя
сопоставимо с процесс пробоя в модельных кабелях.
Выводы
Испытания на месте высоковольтных кабелей с экструдированной изоляцией
необходимы для проверки качества монтажа системы
. Испытательное напряжение должно имитировать напряжение в условиях эксплуатации
и генерировать тот же механизм отказа.
Что касается оптимальной конструкции испытательных систем, диапазон частот
от 20 до 300 Гц, предложенный в последнем проекте IEC
для испытаний на месте кабелей с экструдированной изоляцией, представляется разумным.
Результаты испытаний модельных кабелей могут быть использованы для реальных кабелей
относительно влияния формы волны на напряжение пробоя
. Выдерживаемое напряжение уменьшается с увеличением частоты
—
.Выдерживаемое напряжение и электрическая напряженность поля
очень близки друг к другу для частот от
до
в диапазоне от 20 Гц до 300 Гц.
Механические дефекты, а также водяные деревья уменьшают напряжение пробоя
на 0,1 Гц больше, чем при 20–300 Гц, но
абсолютные значения испытательного напряжения выше, и разрыв
—
механизм опускания не работает. отличается по сравнению с напряжениями
промышленной частоты или соседних частот.
Для испытаний на месте можно рекомендовать резонансные испытательные системы с частотной настройкой
(ACRF), потому что они имеют очень хорошее соотношение веса к мощности
и очень низкое энергопотребление.
Эрнст Гоккенбах (M ‘83 -SM ‘88) получил
диплома в 1974 году и доктора философии. в
1979 из Технического университета
Дармштадта. С 1979 по 1982 год он работал в
, Лаборатория испытаний высокого напряжения завода распределительных устройств
, Siemens AG, Берлин, а
отвечал за испытательный полигон высокого напряжения
на открытом воздухе.С 1982 по 1990 год он работал
в компании E. Haefely, AG в Базеле, Швейцария, в качестве главного инженера по испытательному оборудованию высокого напряжения
. В настоящее время он является профессором
техники высокого напряжения и директором Schering-Institute
техники и техники высокого напряжения в университете
в Ганновере. Он является членом VDE и CIGRE, секретарем
Исследовательского комитета 15 СИГРЭ — Материалы для
Электротехнологии, секретарем Рабочей группы СИГРЭ
33-0 — Техника испытаний и измерений высокого напряжения и членом
несколько национальных и международных рабочих групп
по стандартизации испытаний и измерений высокого напряжения pro
—
cedures.
Вольфганг Хаушильд изучал электротехнику
—
в Дрезденском техническом университете,
стал ассистентом и старшим ассистентом лаборатории HV
в Дрезденском техническом университете, получил степень доктора
—
Тор в 1970 году и аспирантуру в
1976. В 1976/77 он был приглашенным профессором в
Дамасском университете и построил там большую лабораторию HV
. В 1980 году он перешел в TuR
Dresden / HV Test Equipment Division, ныне HIGHVOLT
Prüftechnik Dresden GmbH, где он исполняет обязанности технического директора
—
.Доктор Хаушильд опубликовал две книги и множество статей
по высоковольтной инженерии, является членом рабочей группы
33.03 СИГРЭ и немецким спикером ТК 42 МЭК.
Ссылки
1. Рабочая группа СИГРЭ 21.09, «После -испытания прокладки высоковольтных кабельных систем с экструдированной изоляцией
, Электра, 1997, № 173, с. 33-41.
2. П. Грёнефельд, Р. фон Ольсхаузен, «Генератор очень низкой частоты 200 кВ
как предварительное условие для испытаний изоляционных материалов с 0.1 Напряжение переменного тока »,
4
th
ISH, Афины, 1983 г., статья 21.02.
3. W. Boone, G.C. Damstra, W.J. Jansen и C. de Ligt, «Генераторы VLF HV
для тестирования кабелей после прокладки», 5
th
ISH, Брауншвейг, 1987 г.,
paper 62-04.
4. Ф. Фарнети, Омбелло, Э. Бертани и В. Мош, «Генерация осциллирующих волн
для испытаний после укладки экструдированных кабельных линий», Сессия CIGRE
, Париж, 1990, Отчет 21-10 .
5. W. Schufft, P. Coors, W. Hauschild, J. Spiegelberg, «Частотно-резонансные испытательные системы
для тестирования и диагностики экструдированных кабелей
на месте», 11
th
ISH , Лондон, 1999, статья 5.335.P5.
6. Публикация IEC 600071-1: 1993, «Координация изоляции, часть 1:
Определения, принципы и правила».
7. Публикация МЭК 60060-1: 1989: «Техника высоковольтных испытаний, часть 1:
Общие определения и требования к испытаниям.
8. Проект IEC 62067, «Силовые кабельные системы — кабели с экструдированной изоляцией
и их аксессуары для номинальных напряжений от 150 кВ до
отдо 500 кВ — методы и требования испытаний», Документ 20/376 / CD,
, январь 2000 г.
9. В. Хаушильд, В. Шаффт и Дж. Шпигельберг, «Переменное напряжение
Испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на месте: выбор параметров
частотно-настраиваемых резонансных испытательных систем», 10
th
ISH, Монреаль, (1997),
Том 4, стр.75 — 78.
10. Г. Шиллер, «Das Durchschlagverhalten von vernetztem Polyethylen
(VPE) bei unterschiedlichen Spannungsformen und Vorbeanspruchungen»,
Докторская диссертация, Университет Ганновера, 1996. 11.
Шиллер, «Влияние частоты на электрическую прочность
изоляционных материалов из сшитого полиэтилена», 8
th
ISH, Yokohama, 1993, paper
23.05.
16 IEEE Electrical Insulation Magazine
Пусконаладочные испытания кабелей высокого и сверхвысокого напряжения
Оптимизация ввода в эксплуатацию и технического обслуживания высоковольтных кабелей
Kinectrics обладает уникальной квалификацией для проведения квалификации Hi-Pot и «подтверждения работоспособности» кабельные испытания силовых кабелей высокого напряжения (HV) и предлагает испытания кабелей услуги с использованием передовой мобильной резонансной системы электропитания высокой мощности, рассчитанной на 260 кВ при 83 А для кабельных линий класса передачи.
Kinectrics » услуги по вводу в эксплуатацию кабеля включают кабели с экструдированной изоляцией и кабели высокого давления, заполненные жидкостью (HPFF), а также соответствующие аксессуары.
на месте Пусконаладочные испытания высоковольтных кабелей с помощью мобильной резонансной испытательной системы Kinectrics (RTS)
Kinectrics » Резонансные испытательные установки переменной частоты способны выполнять послемонтажные испытания кабелей из сшитого полиэтилена класса передачи. Kinectrics имеет протестировано более 6 500 км высоковольтного кабеля напряжением 66 кВ и выше.
Kinectrics RTS также оснащен современной широкополосной частичной оборудование для обнаружения разряда, помогающее выявить зарождающиеся дефекты изоляции. Технология широкополосного частичного разряда может помочь выявить проблемы с изоляцией, которые не может вызвать сбой во время теста AC Hi-Pot.
Kinectrics RTS успешно выпустила кабель переменного тока Hi-Pot и частичного разряда пусконаладочные испытания в Северной Америке, Карибском бассейне, Европе и Средний Восток.
У нас есть успешно протестировали одну из самых длинных кабельных систем протяженностью более 51 км с 47 аксессуары, использующие 4 блока RTS в параллельной конфигурации ведущий-ведомый.
Испытание частичного разряда (PD)
Частично Тестирование при выписке (PD) — это прогностический диагностический тест, используемый для выявления проблемы (дефекты в концевой заделке кабеля и стыках / стыках). PD Тестирование выполняется в режиме онлайн, либо во время испытания на выдержку, либо в автономном режиме. во время теста AC Hi-Pot.
Раннее обнаружение частичного разряды помогают коммунальным службам избежать дорогостоящих отказов высокоэнергетических кабелей, которые могут привести к необходимости ремонта или замены кабеля, потери выработки электроэнергии доход и последующие сложности сети.
Услуги комплексного тестирования частичного разряда по Kinectrics:
· Эксперт эксплуатация, мониторинг и интерпретация данных
· Индивидуальный оценка стыков и участков кабеля
· Неинвазивный и искробезопасное испытание частичных разрядов
· Калибровка для заводских испытаний и более коротких кабелей
· PD Технология определения местоположения источника определяет точное местонахождение дефектов
· Чувствительность чек
· Встречает национальные и международные отраслевые стандарты
Диагностические тесты
· Частичное Разрядные испытания
· Диэлектрик Спектроскопия
· Напряжение Измерение восстановления
· Динамический Системы рейтинга фидеров — Kinectrics предлагает полную реализацию системы при выполнении расчетов тока в реальном времени для высоковольтных кабельных систем с рейтингом 115 кВ и выше, чтобы оптимизировать нагрузочную способность кабельной системы.
· Под землей Обнаружение и обнаружение утечек — Kinectrics имеет успешный опыт работы определение места утечки масла с использованием фторуглеродной маркировки и комбинации вышеперечисленных и методы отбора проб воздуха в земле.
· Судебно-медицинская экспертиза Анализ — расследование после сбоя.
Испытания на устойчивость
· ОКРУГ КОЛУМБИЯ Тестирование Hi-Pot: в первую очередь для кабелей PILC
· VLF Тестирование Hi-Pot
· AC Тестирование Hi-Pot
Системные тесты
Лабораторные испытания — Kinectrics имеет многолетний опыт проведения квалификационных и производственных испытаний высоковольтный кабель и аксессуары.· Емкость
· Импеданс, Положительный тест и тестирование нулевой последовательности
· Оболочка потенциальное испытание
% PDF-1.4 % 196 0 объект > эндобдж 197 0 объект > эндобдж 193 0 объект > эндобдж 194 0 объект > эндобдж 195 0 объект > эндобдж 198 0 объект > эндобдж 199 0 объект > эндобдж 203 0 объект > эндобдж 204 0 объект > эндобдж 200 0 объект > эндобдж 201 0 объект > эндобдж 202 0 объект > эндобдж 205 0 объект > эндобдж 245 0 объект > эндобдж 246 0 объект > эндобдж 242 0 объект > эндобдж 243 0 объект > эндобдж 244 0 объект > эндобдж 247 0 объект > эндобдж 248 0 объект > эндобдж 252 0 объект > эндобдж 192 0 объект > эндобдж 249 0 объект > эндобдж 250 0 объект > эндобдж 251 0 объект > эндобдж 191 0 объект > эндобдж 177 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43.3228 599,343 216,199 586,473] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 178 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 580,04 244,52 569,356] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 188 0 объект > эндобдж 189 0 объект > эндобдж 190 0 объект > эндобдж 179 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 562,104 263,579 551,421] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 175 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [417.26 236.102 535.738 226.662] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 176 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [416.409 52.0128 477.204 43.1628] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 173 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117,354 141,712 233,12 132,12] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 180 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 544,169 179,121 533,485] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 181 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43.3228 525.769 204.372 515.085] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 174 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [417.26 665.467 535,738 656,027] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 209 0 объект > эндобдж 210 0 объект > эндобдж 211 0 объект > эндобдж 206 0 объект > эндобдж 207 0 объект > эндобдж 208 0 объект > эндобдж 212 0 объект > эндобдж 185 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 454,027 234,521 443,344] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 186 0 объект > эндобдж 187 0 объект > эндобдж 182 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 507,833 207,394 497,15] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 183 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43.3228 489,898 180,285 479,215] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 184 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [43,3228 471,962 261,631 461,279] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 155 0 объект > эндобдж 154 0 объект > эндобдж 153 0 объект > эндобдж 158 0 объект > эндобдж 157 0 объект > эндобдж 156 0 объект > эндобдж 152 0 объект [151 0 R] эндобдж 213 0 объект > эндобдж 214 0 объект [226 0 R] эндобдж 215 0 объект > эндобдж 151 0 объект > эндобдж 150 0 объект > эндобдж 149 0 объект > эндобдж 168 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117.354 404,266 244,048 394,674] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 167 0 объект [168 0 R 169 0 R 170 0 R 171 0 R 172 0 R 173 0 R 174 0 R 175 0 R 176 0 R 177 0 R 178 0 R 179 0 R 180 0 R 181 0 R 182 0 R 183 0 R 184 0 R 185 0 R] эндобдж 166 0 объект > эндобдж 171 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117,354 250,347 223,4 240,755] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 170 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117,354 300,916 259,392 291,324] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 169 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117.354 363,385 272,12 353,793] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 165 0 объект [164 0 R] эндобдж 161 0 объект > эндобдж 160 0 объект > эндобдж 159 0 объект > эндобдж 164 0 объект > эндобдж 163 0 объект > эндобдж 162 0 объект > эндобдж 232 0 объект > эндобдж 233 0 объект > эндобдж 234 0 объект > эндобдж 229 0 объект > эндобдж 230 0 объект [228 0 R] эндобдж 231 0 объект > эндобдж 235 0 объект > эндобдж 239 0 объект > эндобдж 240 0 объект > эндобдж 241 0 объект > эндобдж 236 0 объект > эндобдж 237 0 объект > эндобдж 238 0 объект [/ Indexed / DeviceCMYK 33 32 0 R] эндобдж 219 0 объект > эндобдж 220 0 объект > эндобдж 221 0 объект > эндобдж 216 0 объект > эндобдж 217 0 объект > эндобдж 218 0 объект > эндобдж 222 0 объект > эндобдж 226 0 объект > эндобдж 227 0 объект > эндобдж 228 0 объект > эндобдж 223 0 объект > эндобдж 224 0 объект > эндобдж 225 0 объект > эндобдж 172 0 объект > / Граница [0 0 0] / H / N / Rect [117.354 187,712 261,168 178,12] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 253 0 объект > эндобдж 282 0 объект > эндобдж 283 0 объект > эндобдж 279 0 объект [/ Indexed / DeviceCMYK 56 272 0 R] эндобдж 280 0 объект > эндобдж 281 0 объект > эндобдж 284 0 объект > эндобдж 285 0 объект [284 0 R] эндобдж 254 0 объект > эндобдж 288 0 объект > эндобдж 286 0 объект > эндобдж 287 0 объект > эндобдж 289 0 объект > эндобдж 255 0 объект > эндобдж 278 0 объект нулевой эндобдж 290 0 объект > транслировать hb«`BV «cc`aТȠ ذ! 7 hy_§3) Qbh; d`; — # 1JKe8veJ4XưvDsf, Ii2g / a» Xf ~ zJB.Xѭy ܷ- xA՞
2a, [[cfɗrwk> & O! J.C [4 7¨7r ״> c) [z6 @ Cflapy% D / ȑpCv1y (cV Թ y & / I2Wc»JK
| 60055 | Кабели с бумажной изоляцией и металлической оболочкой для номинальных напряжений до 18/30 кВ (с медью или алюминием). (за исключением газонаполненных и маслонаполненных кабелей). Охватывает испытания и общие требования к конструкции. В Великобритании используется BS 6480. |
| 60096 | Радиочастотные кабели, различные части охватывают общие требования, методы измерения, спецификации и тесты. |
| 60141 | Испытания маслонаполненных и газонапорных кабелей и их принадлежностей. Включает маслонаполненные (нормального и высокого давления) кабели до 400 кВ и газонапорные кабели до 275 кВ. |
| 60183 | Руководство по выбору высоковольтных кабелей, размера проводов, уровня изоляции и конструкции кабеля для использования в трехфазных системах переменного тока, работающих при напряжении, превышающем 1 кВ. |
| 60227 | Кабели с ПВХ изоляцией на номинальное напряжение до U включительно 0 / U = 450/750 В.Охватывает силовые и осветительные кабели малой мощности, которые в основном используются для инженерных сетей. Предоставляет подробную информацию об идентификации жил, методах испытаний, одножильных кабелях без оболочки, легких ПВХ U 0 / U = кабели 300/500 В, гибкие кабели для лифтов и т. Д. См. Также BS 6004. |
| 60228 | Жилы изолированных кабелей. Стандартные номинальные площади поперечного сечения от 0,5 мм 2 до 2000 мм 2 , количество и диаметры проводов, а также значения сопротивления.Классы одножильных и многопроволочных медных и алюминиевых проводов. |
| 60229 | Испытания наружных оболочек кабелей, которые имеют особую защитную функцию и наносятся методом экструзии. Соответствует определенным условиям в дополнение к защите от коррозии, например, уменьшенным потерям в оболочке. См. Также EN 60811 и BS 6469-99-2. |
| 60230 | Импульсные испытания кабелей и их принадлежностей. Руководство по рационализации между различными лабораториями. |
| 60287 | Расчет продолжительного тока кабелей (коэффициент нагрузки 100%).Обеспечивает установившуюся работу при напряжении переменного тока до 5 кВ для кабелей, проложенных под землей, каналов, желобов, стальных труб и кабелей в воздушных установках. В приложениях содержится подробная информация о температурах окружающей среды и тепловом сопротивлении грунта в различных странах, информация, требуемая от покупателя для выбора соответствующего типа кабеля, а также цифровые расчеты количеств, представленные в графическом виде. |
| 60331 | Огнестойкие характеристики электрических кабелей. См. Таблицу 12.11 для получения дополнительных комментариев и связанных стандартов. |
| 60332 | Испытания электрических кабелей в условиях пожара. Методы испытаний и распространения пламени силовых кабелей и кабелей управления / связи. |
| 60364 | Электроустановки в зданиях. Часть 5, Глава 52 описывает системы электропроводки и допустимую нагрузку по току для кабелей, не превышающих 0,6 / 1 кВ. Предоставляет серию таблиц, содержащих соотношение между площадью поперечного сечения проводов и нагрузкой в зависимости от типа материала проводника, типа изоляции и метода установки. |
| 60502 | Силовые кабели с экструдированной изоляцией и диэлектрической изоляцией на номинальное напряжение от 1 до 30 кВ. Определяет конструкцию, размеры и требования к испытаниям для кабелей с изоляцией из ПВХ ( U 0 / U = 1,8 / 3 кВ), с изоляцией из полиэтилена, полиэтилена и сшитого полиэтилена. |
| 60702 | Кабели с минеральной изоляцией и их концевые заделки с номинальным напряжением, не превышающим 750 В. См. Также BS 6387. |
| 60724 | Руководство по предельным значениям температуры короткого замыкания электрических кабелей с номинальным напряжением, не превышающим 0.6 / 1.0 кВ. Относится к изоляционным материалам и дает рекомендации по расчету допустимых токов короткого замыкания. |
| 60754 | Испытание газов, выделяющихся при горении электрических кабелей. Охватывает выбросы галогенсодержащих кислотных газов (как и следовало ожидать от кабелей с оболочкой и изоляцией из ПВХ) и степень кислотности. |
| 60811 | Общие методы испытаний материалов для изоляции и оболочки электрических кабелей. Относится к допускам на размеры, удлинению, водопоглощению, термостойкости и т. Д.Более применимо к производителям, но конкретные функции могут быть указаны покупателем в техническом запросе. |
| 60840 | Силовые кабели с экструдированной изоляцией и аксессуары к ним на номинальное напряжение выше 30 кВ ( U м = 36 кВ) до 150 кВ ( U м = 170 кВ) — Методы испытаний и требования (см. также 62067). |
| 60853 | Расчет циклических и аварийных токов (а) кабелей до 18/30 (36) кВ и (б) кабелей> 18/30 (36) кВ.Дополняет расчеты 100% нагрузки, приведенные в IEC 60287. |
| 60859 | Кабельные соединения для КРУЭ с газовой изоляцией для номинальных напряжений 72,5 кВ и выше — Кабели с жидкой и экструдированной изоляцией Наполненные жидкостью и сухие кабельные наконечники. |
| 60885 | Методы электрических испытаний электрических кабелей до 450/750 В включительно, включая испытания на частичный разряд. |
| 61034 | Измерения плотности дыма электрических кабелей, горящих при определенных условиях. |
| 61042 | Метод расчета понижающих коэффициентов для групп кабелей в открытом воздухе, защищенном от солнечного излучения. Применимо к кабелям равного диаметра, излучающим равные потери. |
| 61084 | Кабельные каналы и системы каналов для электрических установок. Дает некоторые рекомендации по разделению кабелей. См. Также CP1022 относительно разделения кабелей питания и управления / связи. |
| 61443 | Пределы температуры короткого замыкания электрических кабелей с номинальным напряжением выше 30 кВ ( U м = 36 кВ). |
| 62067 | Силовые кабели с экструдированной изоляцией и их аксессуары для номинальных напряжений выше 150 кВ ( U м = 170 кВ) до 500 кВ ( U м = 550 кВ) — Методы испытаний и требования. См. Также 60840. |
Линии электропередач, электрические устройства и сверхнизкочастотное излучение
Что такое излучение крайне низкой частоты (СНЧ)?
Радиация — это излучение или посылка энергии из любого источника.Рентгеновские лучи являются примером излучения, как и свет, исходящий от солнца, и тепло, которое постоянно исходит от нашего тела.
Говоря о радиации и раке, многие люди думают о конкретных видах радиации, таких как рентгеновские лучи или радиация в ядерных реакторах. Но это не единственные виды излучения, которые беспокоят нас, когда мы думаем о радиационных рисках для здоровья человека.
Излучение существует в широком спектре от излучения очень высокой энергии (также называемого высокочастотным) до излучения очень низкой энергии (или низкочастотного).Иногда его называют электромагнитным спектром .
Примеры высокоэнергетического излучения включают рентгеновские лучи и гамма-лучи. Они, а также некоторые ультрафиолетовые (УФ) лучи более высокой энергии, классифицируются как ионизирующее излучение , что означает, что у них достаточно энергии, чтобы удалить электрон из (ионизировать) атом. Ионизирующее излучение может повредить ДНК внутри клеток, что может привести к мутациям и неконтролируемому росту клеток, известному как рак.
Чрезвычайно низкочастотное (СНЧ) излучение находится на низкоэнергетическом конце электромагнитного спектра и относится к типу неионизирующего излучения .Неионизирующее излучение обладает достаточной энергией, чтобы перемещать атомы или заставлять их вибрировать, но недостаточно, чтобы напрямую повредить ДНК. КНЧ-излучение имеет даже более низкую энергию, чем другие типы неионизирующего излучения, такие как радиочастотное излучение, видимый свет и инфракрасное излучение.
В большинстве типов излучения электрическое и магнитное поля связаны. Поскольку они действуют как одно целое, они рассматриваются вместе как электромагнитное поле (ЭМП). Но с излучением СНЧ магнитное поле и электрическое поле могут существовать и действовать независимо, поэтому их часто изучают отдельно.Обычно мы используем термин «магнитное поле» для обозначения излучения КНЧ от магнитного поля, в то время как мы используем термин «электрическое поле» для обозначения излучения КНЧ от электрического поля.
Возможная связь между электромагнитными полями и раком была предметом споров в течение нескольких десятилетий. Неясно, как именно электромагнитные поля, форма низкоэнергетического неионизирующего излучения, могут увеличивать риск рака. К тому же, поскольку все мы в разное время подвергаемся воздействию разного количества этих полей, этот вопрос трудно изучить.
Электрические и магнитные поля
Все излучение в электромагнитном спектре создается взаимодействием двух сил, называемых полями . У излучения есть как электрическое, так и магнитное поле.
Электрические поля — это силы, действующие на заряженные частицы (части атомов), такие как электроны или протоны, которые заставляют их двигаться. Электрический ток — это просто поток электронов, создаваемый электрическим полем. Сила электрического поля часто выражается в вольтах на метр (В / м) или, для более сильных полей, в киловольтах на метр (кВ / м), где киловольт составляет 1000 вольт.
Магнитное поле создается при движении заряженных частиц. Сила магнитного поля может быть выражена во многих различных единицах, включая тесла (Тл), микротесла (мкТл или одна миллионная тесла) и гаусс (Гс), где один G равен 100 мкТл.
Как люди подвергаются воздействию СНЧ-излучения?
Производство, передача, распределение и использование электричества подвергают людей воздействию СНЧ-излучения. Линии электропередач, бытовая электропроводка и любые устройства, использующие электричество, могут генерировать КНЧ-излучение.Таким образом, любые электрические устройства, от холодильников и пылесосов до телевизоров и компьютерных мониторов (когда они включены), являются источниками излучения КНЧ. Даже электрические одеяла подвергают людей воздействию СНЧ-излучения.
Степень воздействия электромагнитного излучения зависит от силы электромагнитного поля, расстояния до источника поля и продолжительности воздействия. Наибольшее воздействие происходит, когда человек находится очень близко к источнику, создающему сильное поле, и остается там в течение длительного периода.
Вызывает ли КНЧ-излучение рак?
Исследователи используют 2 основных типа исследований, чтобы попытаться выяснить, вызывает ли что-либо рак.
- Лабораторные исследования: В лабораторных исследованиях животные подвергаются воздействию различных уровней вещества (иногда очень высоких), чтобы выяснить, вызывает ли это воздействие опухоли или другие проблемы со здоровьем. Исследователи могут также обнажить нормальные человеческие клетки в лабораторной посуде, чтобы увидеть, вызывает ли это те типы изменений, которые наблюдаются в раковых клетках.Не всегда ясно, применимы ли результаты таких исследований непосредственно к людям, но лабораторные исследования — хороший способ выяснить, может ли воздействие вызвать рак.
- Исследования на людях: В других исследованиях изучается заболеваемость раком у разных групп людей. Такое исследование могло бы сравнить уровень заболеваемости раком в группе, подвергшейся воздействию, с частотой в группе с более низким уровнем воздействия или с группой, не подвергшейся воздействию вообще. Иногда уровень заболеваемости раком в группе, подвергшейся воздействию, сравнивают с уровнем заболеваемости раком среди населения в целом.Но бывает трудно понять, что означают результаты этих исследований, потому что многие другие факторы могут повлиять на результаты. Например, люди обычно подвергаются воздействию многих веществ, помимо исследуемого, и эти другие воздействия могут повлиять на результаты.
В большинстве случаев ни один тип исследования не дает убедительных доказательств сам по себе, поэтому исследователи обычно смотрят как на лабораторные, так и на человеческие исследования, пытаясь выяснить, может ли что-то вызвать рак.
Исследования в лаборатории
В нескольких крупных исследованиях изучалось возможное влияние магнитных полей СНЧ на рак у крыс и мышей.Эти исследования подвергают животных воздействию магнитных полей, намного более сильных, чем те, которым люди обычно подвергаются дома, с полями от 2 до 5000 микротесла (мкТл). Большинство этих исследований не выявили увеличения риска развития любого типа рака. Фактически, риск развития некоторых видов рака был ниже у животных, подвергшихся воздействию КНЧ-излучения. Одно исследование действительно показало повышенный риск опухолей, которые начинаются в клетках щитовидной железы, называемых С-клетками, у самцов крыс при некоторых воздействиях. Этот повышенный риск не наблюдался у самок крыс или мышей и не наблюдался при максимальной напряженности поля.Эти несоответствия и тот факт, что эти результаты не были последовательно отражены в других исследованиях, не позволяют ученым сделать вывод о том, что наблюдаемый повышенный риск опухолей связан с излучением СНЧ.
Другие исследования на мышах и крысах специально искали рост лейкемии и лимфомы в результате воздействия КНЧ-излучения, но эти исследования также не обнаружили связи.
Исследования на людях
Изучение воздействия излучения СНЧ на людей может быть трудным по многим причинам:
Воздействие излучения СНЧ очень распространено, поэтому невозможно сравнивать людей, подвергшихся облучению, с людьми, не подвергавшимися облучению.Вместо этого исследования пытаются сравнить людей, подвергшихся воздействию более высоких уровней, с людьми, подвергающимися более низким уровням.
Очень сложно определить, сколько излучения КНЧ подвергалось человеку, особенно в течение длительного периода. Насколько нам известно, эффекты излучения снч не складываются с течением времени, и нет теста, который мог бы измерить, сколько облучения получил человек.
Исследователи могут получить снимок воздействия СНЧ, если человек носит устройство, которое записывает уровни воздействия в течение нескольких часов или дней.Или исследователи могут измерить напряженность магнитного или электрического поля дома или на рабочем месте человека.
Другие варианты включают оценку воздействия на основе конфигурации проводки на рабочем месте / доме или на расстоянии от линий электропередач. Но эти методы приводят к оценкам воздействия, которые имеют много неопределенности и могут давать смещенные оценки общего воздействия. Обычно они не учитывают воздействие СНЧ человека, в то время как в других местах они не измеряют воздействие СНЧ в каждом месте, где этот человек когда-либо жил или работал на протяжении своей жизни.В результате нет надежных способов точно оценить чье-либо долгосрочное воздействие, что является наиболее важным при поиске возможного воздействия на риск рака.
У детей
- В ряде исследований изучалась возможная связь между излучением СНЧ от магнитных полей в домашних условиях и детской лейкемией, с неоднозначными результатами. Тем не менее, если объединить результаты этих исследований, можно увидеть небольшое увеличение риска для детей с самыми высокими уровнями воздействия по сравнению с детьми с самыми низкими уровнями воздействия.Исследования, посвященные влиянию электрических полей ELF на лейкоз у детей, не нашли связи.
Исследования, как правило, не обнаружили какой-либо сильной связи между электрическими или магнитными полями СНЧ и другими видами рака у детей.
У взрослых
Хотя в нескольких исследованиях изучалась возможная связь между воздействием СНЧ у взрослых и раком, большинство из них не нашли связи.
Что говорят экспертные агентства
Несколько национальных и международных агентств изучают различные воздействия в окружающей среде, чтобы определить, могут ли они вызвать рак.(То, что вызывает рак или способствует развитию рака, называется канцерогеном .) Американское онкологическое общество обращается к этим организациям с целью оценки рисков на основе данных лабораторных исследований, исследований на животных и человека.
На основании данных, полученных от животных и людей, подобных приведенным выше примерам, некоторые экспертные агентства оценили канцерогенную природу КНЧ-излучения.
Международное агентство по изучению рака (IARC) является частью Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).Одна из его основных целей — выявить причины рака. В 2002 году IARC рассмотрел доказательства наличия магнитного и электрического полей СНЧ отдельно:
- Было обнаружено «ограниченное доказательство» канцерогенности магнитных полей ELF у людей в отношении детской лейкемии, с «неадекватными доказательствами» в отношении всех других видов рака. Он обнаружил «недостаточные доказательства» канцерогенности магнитных полей СНЧ на основе исследований на лабораторных животных.
- Он обнаружил «неадекватные доказательства» канцерогенности электрических полей ELF для человека.
На основании этой оценки IARC классифицировал магнитные поля ELF как «возможно канцерогенные для человека». Он классифицировал электрические поля ELF как «не классифицируемые по их канцерогенности для человека».
В 1999 г. Национальный институт наук об окружающей среде США (NIEHS) описал научные данные, свидетельствующие о том, что воздействие СНЧ представляет риск для здоровья, как «слабый», но отметил, что его нельзя признать полностью безопасным, и считал его опасным. «возможный» канцероген для человека.
Как избежать воздействия КНЧ-излучения?
Не ясно, вредно ли воздействие СНЧ-излучения, но есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы снизить его, если вас это беспокоит. Ваше облучение зависит от силы излучения СНЧ, исходящего от каждого источника, от того, насколько вы близко к каждому из них и как долго вы проводите в полевых условиях.
NIEHS рекомендует людям, обеспокоенным их воздействием ЭМП (и КНЧ-излучения), выяснить, где находятся их основные источники ЭМП, и удалиться от них или ограничить время, проведенное рядом с ними.Например, перемещение даже на расстояние вытянутой руки от источника может значительно снизить воздействие его поля.
Линии электропередачи
Людям, которые обеспокоены воздействием излучения КНЧ от мощных электрических линий, следует помнить, что интенсивность любого воздействия значительно снижается по мере удаления от источника. На земле сила электромагнитного поля наиболее высока непосредственно под линией электропередачи. По мере того, как вы удаляетесь, вы подвергаетесь все меньше и меньше, и уровень в конечном итоге соответствует нормальному домашнему фоновому уровню.Электромагнитное поле непосредственно под линией электропередачи обычно находится в диапазоне, которому вы можете подвергнуться при использовании определенных бытовых приборов.
Если вас беспокоит воздействие электромагнитных источников вокруг вас (включая линии электропередач), вы можете измерить напряженность поля с помощью прибора, называемого гауссметром .
Анализ низкочастотных диэлектрических потерь изоляции кабеля из сшитого полиэтилена на основе расширенной модели Дебая: AIP Advances: Vol 11, No 8
I.ВВЕДЕНИЕ
Раздел:
ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ << II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЦ ... IV. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ ... V. ВЫВОДЫ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ В настоящее время кабели из сшитого полиэтилена (сшитого полиэтилена) широко используются в городских линиях электропередачи из-за их превосходных электрических характеристик, длительного срока службы и большой механической прочности. Кабели из сшитого полиэтилена имеют характеристики протяженных линий прокладки и сложной рабочей среды вдоль линий, на которые при практическом применении легко влияют различные внешние факторы окружающей среды.Эти факторы в основном включают повреждение механической структуры кабеля внешними силами, химические компоненты, вызывающие коррозию изоляционного материала, и проникновение влаги в изоляцию. Они вызывают ухудшение характеристик изоляции кабеля и даже нарушение изоляции, что приводит к аварийному отключению электроэнергии в электросети. Статистика показывает, что основной причиной выхода из строя кабельной системы является старение водных деревьев. Водяные деревья не являются ни коротким замыканием, ни повреждением изоляции кабеля. 1,2 1. Росс, «Механизм зарождения и распространения водных древовидностей», IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 5 (6), 660–680 (1998). https://doi.org/10.1109/94.7296892. М. Х. Абдерраззак, «Развитие структуры водяного дерева в полиэфирной смоле», IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 12 (1), 158–165 (2005). https://doi.org/10.1109/TDEI.2005.1394026 Таким образом, обнаружение и оценка состояния изоляции кабеля имеют важное значение для надежности городского электроснабжения.Согласно теории диэлектрического отклика, диэлектрик будет производить диэлектрическую проводимость и поляризацию под действием внешнего электрического поля. Внутренняя микроструктура среды и макроскопические диэлектрические параметры могут быть связаны технологией диэлектрического отклика. Это позволяет эффективно оценивать состояние старения изоляции среды. 3 3. M. Dong, L. Wang, X. Z. Wu et al. , «Состояние и прогресс в исследовании технологии диэлектрического отклика для масляно-бумажной изоляции», High Voltage Eng. 42 (4), 1179–1189 (2016). https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20160405023 В настоящее время технология диэлектрического отклика, представленная методами PDC (поляризационный / деполяризационный ток) и FDS (диэлектрическая спектроскопия в частотной области), постепенно применяется к изоляции. диагностика кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. 4,5 4. G. Ye, X. C. Yao, T. Li et al. , «Диэлектрические характеристики во временной / частотной области старения изоляции кабеля из сшитого полиэтилена», High Voltage Eng. 44 (11), 3713–3719 (2018).https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.2018070005. A. X. Zhao, J. Liu, L. Xu et al. , «Оценка состояния изоляции рабочих кабелей на основе тока поляризации и деполяризации», High Voltage Eng. 45 (05), 1542–1550 (2019). https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.201808-22004 Метод FDS напрямую определяет характеристики изоляционных материалов в частотной области. Фактор диэлектрических потерь в частотной области широко волнует ученых. Коэффициент диэлектрических потерь кабеля измеряется при различных напряжениях, и обнаруживается, что значение тестовой мутации обратно пропорционально состоянию изоляции кабеля. 6 6. Y. Yang, J. You, Z. D. Jia et al. , «Оценочный анализ рабочего состояния кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена 10 кВ», High Voltage Eng. 43 (5), 1684–1692 (2017). https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20170428039 Посредством моделирования модели водяного дерева считается, что длинное водяное дерево играет ведущую роль в спектре коэффициента диэлектрических потерь и покрывает диэлектрическую проницаемость. информация о коротком водном дереве. 7 7. А. Дж. Томас и Т. К. Саха, «Новая модель диэлектрического отклика для изоляции из сшитого полиэтилена, разрушенного водяным деревом — Часть A: Разработка модели с проверкой малых образцов», IEEE Trans.Dielectr. Электр. Insul. 15 (4), 1131–1143 (2008). https://doi.org/10.1109/TDEI.2008.45 Обнаружено, что в результате экспериментов коэффициент диэлектрических потерь кабеля для старения водяного дерева в низкочастотной области значительно увеличивается. 8 8. J. Li, X. Zhao, G. Yin et al. , «Влияние ускоренного старения водяного дерева на свойства изоляции кабеля из сшитого полиэтилена», IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 18 (5), 1562–1569 (2011). https://doi.org/10.1109 / TDEI.2011.6032825 Считается, что коэффициент диэлектрических потерь кабелей среднего напряжения в диапазоне от 0,01 до 10 Гц явно связан с пробивным напряжением переменного тока. 9 9. S. Hvidsten, E. Ildstad, B. Holmgren et al. , «Корреляция между прочностью на пробой по переменному току и низкочастотными диэлектрическими потерями в кабелях из сшитого полиэтилена, состаренных водяным деревом», IEEE Trans. Энергоснабжение 13 , 40 (1998). https://doi.org/10.1109/61.660844 При этом время тестирования метода FDS в низкочастотном диапазоне может достигать нескольких часов.Поскольку кабели очень длинные, даже при низкочастотном тесте требуется мощный источник питания для оборудования. Поэтому оборудование неудобно переносить и выполнять автономную диагностику на месте. Метод PDC имеет много преимуществ, таких как обнаружение постоянного тока и низкая мощность источника питания. Информация об изоляции во временной области может быть получена напрямую. Затем диэлектрические параметры в частотной области рассчитываются по принципу преобразования диэлектрических параметров в частотно-временной области.Таким образом, время тестирования значительно сокращается. 10 10. A. X. Zhao, X. Chen, L. Xu et al. , «Применение диэлектрического отклика в диагностике временной и частотной области на изоляции кабеля из сшитого полиэтилена», High Voltage Eng. 46 (01), 292–302 (2020). https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.201037 Приведенные выше результаты исследования предоставляют большой объем достоверной информации для оценки состояния изоляции кабеля. Однако взаимосвязь между характеристической информацией о состоянии изоляции кабеля и кривой отклика на диэлектрические потери не согласована.Частотный диапазон потерь поляризации, вызванных дефектами, такими как водяные деревья и примеси, не выделяется. Следовательно, необходимо изучить характеристики потерь изоляции кабелей из сшитого полиэтилена на низких частотах при различных условиях старения.
Основываясь на предыдущем исследовании, в этой статье описаны испытания PDC на образцах кабеля с различными состояниями старения. Впоследствии общее выражение диэлектрических потерь было разделено с помощью расширенного метода преобразования модели Дебая. Были проанализированы характеристики потерь проводимости и поляризационных потерь стареющего кабеля на низких частотах.Наконец, потеря поляризации, вызванная дефектами старения изоляции, такими как водяные деревья и загрязнения, была удалена для анализа. Он предоставил определенную справочную основу для обнаружения и оценки старения кабеля из сшитого полиэтилена.
II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА
Раздел:
ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА << III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЦ ... IV. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ ... V. ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования показали, что после того, как кабель из сшитого полиэтилена подвергается старению водяным деревом, часть длинных молекулярных цепей в изоляции кабеля разрывается под воздействием тепла с образованием коротких молекулярных цепочек.Они также производят следовые количества примесей, таких как перекиси и ионы. В настоящее время изоляция содержит множество композитных диэлектрических слоев. Затем тип поляризационного процесса увеличивается. 17 17. Г. Д. Эспости и Д. Томмазини, «Модель для моделирования релаксационных явлений в диэлектриках», IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 25 (4), 617–621 (1990). https://doi.org/10.1109/14.57082 Эти поляризационные процессы трудно точно указать с помощью модели Дебая одного типа поляризации.Следовательно, различные типы поляризационных процессов могут быть охарактеризованы несколькими последовательными ветвями резистор-конденсатор, соответственно, с помощью расширенной модели Дебая. Как показано на рис. 1, три ветви в расширенной модели Дебая, соответственно, эквивалентны трем ветвям. поляризационные процессы в изоляции кабеля из сшитого полиэтилена. В модели третьего порядка C 0 — это емкость изолятора кабеля, R 0 — сопротивление утечки кабеля, а R 1 и C 1 — параметры ветви, которые представляют межфазную поляризацию полупроводникового слоя и сшитого полиэтилена. R 2 и C 2 — параметры ветви, представляющие межфазную поляризацию аморфного и кристаллического. R 3 и C 3 — параметры ветвления, представляющие поляризацию, вызванную дефектами, такими как водяные деревья и примеси. 4 4. G. Ye, X. C. Yao, T. Li et al. , «Диэлектрические характеристики во временной / частотной области старения изоляции кабеля из сшитого полиэтилена», High Voltage Eng. 44 (11), 3713–3719 (2018). https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.201807000 Синусоидальное напряжение U ( ω ) прикладывается между жилой кабеля и изоляцией, и ток, протекающий внутри изоляции, можно рассчитать по формуле формулу (1) следующим образом. Комплексная емкость C ( ω ) может быть вычислена с помощью трех ветвей расширенной модели Дебая на рис. 1, и она может быть представлена формулой (2) следующим образом. Коэффициент диэлектрических потерь модели кабеля на рис.1 можно выразить формулой (3) следующим образом:| C (ω) = C ′ (ω) + jC ″ (ω) = C0 + 1jωR0 + ∑i = 13Ci1 + jωRiCi, | (2) |
| tgδ (ω) = C ″ (ω) C ′ (ω) = 1Ri + ∑i = 13 (ωRiCi) 2Ri⋅ (1+ (ωRiCi) 2) ωC0 + ∑i = 13ωCi1 + (ωRiCi) 2, | (3) |
| I (ω) = jω [C ′ (ω) −jC ″ (ω)] U (ω) = jωCa [ε ′ (ω) −jε ″ (ω)] U (ω), | (4 ) |
| ε ′ (ω) = C ′ (ω) Ca = C0 + ∑i = 13Ci1 + (ωRiCi) 2 / Ca, ε ″ (ω) = C ″ (ω) Ca = 1ωR0 + ∑i = 13ω (RiCi) 2Ri (1+ (ωRiCi) 2) / Ca, | (5) |
| ε ′ (ω) ≈C0 / Ca≈εr, ε ″ (ω) ≈1 / ωR0Ca, | (6) |
| Ca = 2πε0l (lnb / a), R0 = ( lnb / a) 2πσ0l, | (7) |
| ε ″ (ω) ≈σ0 / ωε0, | (8) |
| tanδσ (ω) = ε ″ (ω) ε ′ (ω) = σ0ωε0εr = 1ωC0R0, | (9) |
Общие диэлектрические потери в основном включают потери проводимости и потери поляризации, но доля потерь поляризации и потерь проводимости в общих потерях неизвестна на разных частотах. Следовательно, необходимо разделить и проанализировать общие диэлектрические потери.
Поляризационные потери рассчитываются как общие диэлектрические потери за вычетом потерь проводимости. Его можно рассчитать по формуле (10) следующим образом. Общие диэлектрические потери делятся на потери проводимости и потери поляризации.Его можно представить формулой (11) следующим образом:| tgδp (ω) = ∑i = 13ω (RiCi) 2C0Ri (1+ (ωRiCi) 2), | (10) |
| tgδ (ω) = 1ωC0R0︸потери проводимости + ∑i = 13ω (RiCi) 2C0Ri (1+ (ωRiCi) 2) ︸потеря поляризации. | (11) |
III. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА
Раздел:
ВыбратьВверху страницыАБРАКТЫ. ВВЕДЕНИЕ II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЦ … << IV. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ...V. ВЫВОДЫ ССЫЛКИA. Подготовка экспериментального образца
В этом эксперименте использовался кабель из сшитого полиэтилена с номинальным напряжением 15 кВ, и модель кабеля была YJV-1 × 50. Толщина изоляции кабеля составляла 4,5 мм. Кабели были обозначены как A1 (новый кабель), A2 (время старения 120 дней) и A3 (время старения 180 дней). Параметры образца кабеля показаны в таблице I. Перед экспериментом оболочка кабеля и металлическая оболочка кабеля были зачищены. Затем был снят внешний полупроводниковый слой длиной около 20 см и удален изолирующий материал толщиной 5 мм.Наконец, обнажилась жила кабеля.| Кабель | Время старения (д) | Толщина изоляции (мм) | Длина (м) | Емкость (пФ) | 8,00 | 1250 |
|---|---|---|---|---|
| A2 | 120 | 4,5 | 3,83 | 433 |
| A3 | 180 | 4.5 | 4,76 | 558 |
B. Испытание на ускоренное старение
Чтобы получить кабели с различной степенью старения водяного дерева, в этой статье был проведен 180-дневный эксперимент по ускоренному старению. Образец кабеля пропускали через U-образную трубку, заполненную водопроводной водой на дне, и часть образца кабеля контактировала с водой на дне U-образной трубы. Однако оба конца П-образного воздуховода — воздушные. Сразу же были проведены эксперименты по ускоренному старению.Между жилой кабеля и металлическим экранирующим слоем подавалось напряжение промышленной частоты 27,5 кВ, а температура жилы кабеля поддерживалась на уровне 95–100 ° C с помощью усилителя тока. Процесс циклически нагревали в течение 8 ч и охлаждали в течение 16 ч. Конкретный процесс старения показан на рис. 2.C. Тестовый эксперимент PDC
В ходе эксперимента старение образцов кабеля проводилось в течение разного времени, которое составляло 0, 120 и 180 дней. А1 — это новый кабель длиной 8 м, не прошедший ускоренные испытания на старение.После того, как образец прошел испытание на старение в течение 120 дней, кабель A2 длиной 3,83 м был перехвачен. Затем для оставшихся образцов кабеля продолжалось ускоренное старение, а для остальных образцов было ускорено время старения на 180 дней. Наконец, оставшийся кабель был разрезан на длину 4,76 м и помечен как A3.
Образцы кабеля с разным временем старения разрезали на короткие кабели длиной 0,1 м. Короткий кабель был разрезан на круглый образец толщиной 1 мм. Затем их красили и наблюдали.В середине изоляции кабеля было обнаружено небольшое количество водяных деревьев-бабочек. Фотография водных деревьев показана на рис. 3. Среди них были обнаружены водяное дерево в кабеле A2 длиной 152 мкм м и 5 водяных деревьев в кабеле A3 средней длиной 281 мкм м. В этой статье экспериментальная платформа PDC была построена для измерения тока поляризации, и экспериментальная схема показана на рис. 4. Эта экспериментальная платформа в основном состояла из источника постоянного напряжения, токоограничивающего резистора, реле высокого сопротивления, электрометра Keithley6517B. (диапазон измерения тока от 1 фА до 20 мА) и т. д.Перед началом эксперимента PDC реле К2 остается замкнутым. Когда напряжение постоянного тока подается на жилу кабеля путем замыкания реле K1 и размыкания реле K2, измеряется ток поляризации изоляции кабеля. На образец кабеля подавалось постоянное напряжение (−1 кВ), частота дискретизации тока была установлена на 1 Гц, а время процесса поляризации было установлено на 1800 с. Во время испытания ток утечки по поверхности кабеля может влияют на фактический измеренный ток. Поэтому до и после эксперимента с PDC участки пути утечки на обоих концах кабеля протирали абсолютным этанолом.На обоих концах кабеля были добавлены металлические кольца для предотвращения утечки, и два металлических кольца для предотвращения утечек были соединены проводами. Чтобы уменьшить влияние объемного заряда внутри изоляции кабеля на измеренное значение поляризационного тока, после каждого эксперимента часть жилы кабеля и металлический экранирующий слой кабеля замыкались накоротко и разряжались на некоторое время. . 19,21 19. Г. Е., «Исследование диэлектрических характеристик во временной / частотной области изоляции кабеля из сшитого полиэтилена с древовидным старением», Ph.Докторская диссертация (Университет науки и технологий Хуачжун, Ухань, провинция Хубэй, Китайская Народная Республика, 2016 г.) 21. Y. Lei, S.C. Jiang, K. Zhou et al. , «Неразрушающее обнаружение изоляции кабеля из сшитого полиэтилена на основе метода поляризационно-деполяризационного тока», High Voltage Eng. 41 (08), 2643–2649 (2015). https://doi.org/10.13336/j.10036520.hve.-2015.08.015 Связь между значением тока поляризации и параметрами каждой ветви получается путем расширения модели Дебая.Он выражается формулой (12) следующим образом:| Id (t) = I0 + ∑i = 13U0Rie − tRiCi. | (12) |
ТАБЛИЦА II. Параметры каждой ветви кабеля.
| Кабель | R0 (ГОм) | R1 (ГОм) | C1 (pF) | R2 (GΩ) | pF) pF ГОм)C3 (пФ) | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | 14,734 | 0,1487 | 0,0194 | 4.2637 | 8,0217 | 20,276 | 2,1065 | ||||||||||||||
| A2 | 26.602 | 1,1367 | 2,6375 | 0,2500 | 1,5671 | 0,2500 | 1,5671 | 0,2500 | 1,5671 | 50,62 | 0,7448 | 6,3163 | 3,6382 | 10,797 |
IV. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ СПЕКТРА КОЭФФИЦИЕНТА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕР
Раздел:
ВыбратьВверху страницыABSTRACTI.ВВЕДЕНИЕ II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЦ … IV. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ … << V. ВЫВОДЫ ССЫЛКИA. Обсуждение общего спектра коэффициента диэлектрических потерь
Из теоремы выборки Найквиста можно узнать, что формула (13) может быть представлена следующим образом: 22 22. AA Shayegani, E. Gockenbach, H. Borsi и другие. , «Исследование преобразования данных спектроскопии во временной области в данные частотной области для пропитанного прессованного картона с целью сокращения времени измерения», Электр.Англ. 89 (1), 11–20 (2006). https://doi.org/10.1007/s00202-005-0316-0, где fs — частота дискретизации, F — разрешение по частоте, fc — максимальная частота приводимого сигнала, а N — число точек измерения. В данной работе частотный диапазон коэффициента диэлектрических потерь установлен в пределах 0,001–0,5 Гц. Согласно формуле (3) спектр коэффициента диэлектрических потерь в частотной области показан на рис. 6, как показано на рис.6, из-за степени старения наиболее серьезного A3 кривая коэффициента диэлектрических потерь является самой высокой, за ней следует кабель A2. На низких частотах коэффициент диэлектрических потерь образца кабеля напрямую отражает степень старения кабеля.Поскольку новый кабель A1 не подвергался старению, это может быть лишь очень небольшой дефект изоляции, и потери, вызванные процессом поляризации, невелики. Поляризационные потери составляют небольшую часть общих потерь. Кривая уменьшается с увеличением частоты.В настоящее время общие потери в основном состоят из потерь проводимости.
По мере увеличения степени старения кривые коэффициента диэлектрических потерь кабелей A2 и A3 постепенно повышаются, но кривая больше не монотонно уменьшается с увеличением частоты. На кривой есть пики в части частотного диапазона. Это показывает, что общие потери в это время складываются из потерь проводимости и поляризационных потерь. С увеличением времени старения количество и длина водных деревьев продолжают увеличиваться.Таким образом, количество дефектов увеличивается, и композитная граница раздела между дефектами и хорошей изоляцией постепенно расширяется.
В процессе поляризации диэлектрическая проницаемость области водяного дерева выше, чем область хорошей изоляции. На границе раздела собирается большое количество объемных зарядов, так что потери энергии в процессе поляризации значительно возрастают. Это заставляет кривую коэффициента диэлектрических потерь непрерывно двигаться вверх. Следовательно, поляризационные потери могут напрямую отражать внутреннюю микроструктуру материала, но пропорция поляризационных потерь и потерь проводимости в общих потерях неизвестна.Потери поляризации могут быть покрыты потерями проводимости. Следовательно, необходимо различать пропорции потерь поляризации и потери проводимости на разных частотах.
B. Анализ диэлектрической спектроскопии потерь проводимости и потери поляризации
Исследования показали, что на изменение комплексной диэлектрической проницаемости изоляционных материалов на разных частотах влияют следующие три аспекта. Это движение свободных зарядов под действием электрического поля, вращение диполей и процесс разделения зарядов на границе раздела изолирующих материалов.Процесс проводимости формируется движением свободных зарядов в диэлектрике и составляет процесс поляризации, который формируется двумя последними аспектами. 19 19. Г. Е., «Исследование диэлектрических характеристик во временной / частотной области изоляции кабелей из сшитого полиэтилена с древовидным старением», канд. (Университет науки и технологий Хуачжун, Ухань, провинция Хубэй, Китайская Народная Республика, 2016 г.) На рисунке 7 показано, что по мере увеличения степени старения кабеля потеря проводимости кабеля постепенно увеличивается на сверхнизкой частоте (10 −3 от до 10 −2 Гц).Из выражения потерь проводимости (9) видно, что на потерю проводимости кабеля влияют электрическая проводимость и частота. Это пропорциональная зависимость между потерей проводимости и проводимостью постоянного тока. По мере того, как степень старения кабеля увеличивается, в его изоляции появляются сильные полярные вещества, такие как влага, образуя больше границ раздела водяных деревьев. В то же время растворимые ионы примесей в растворе будут обеспечивать более свободно перемещающиеся ионы. Молекулы воды диссоциируют на H 3 O + и OH — в процессе проводимости.Раствор примесных ионов будет способствовать степени диссоциации примесей. 23,24 23. П. Э. М. Зигбан, «Модели для описания ионов H 3 O + и OH — в воде», J. Comput. Chem. 17 (9), 1099–1107 (1996). https://doi.org/10.1002/(sici)1096-987x(19960715)17:9<1099::aid-jcc2>3.0.co;2-n24. J. C. Fothergill и A. Eccles, «Возникновение водяного дерева и его зависимость от электрического поля, напряжения и частоты», IEE Proc.-A: Sci., Meas. Technol. 140 (5), 397–403 (1993). https://doi.org/10.1049/ip-a-3.1993.0062 Это увеличивает электрическую проводимость кабеля, вызывая непрерывное движение кривой потерь проводимости вверх. Согласно формуле (11), общие диэлектрические потери кабелей в различные состояния старения разделяются, чтобы получить потерю проводимости и потерю поляризации. Затем они рисуются в одной системе координат. Спектры потерь проводимости и поляризационных потерь кабелей A1 – A3 показаны на рис.8–10. На рисунке 8 видно, что потеря проводимости постепенно уменьшается с увеличением частоты. Однако поляризационные потери кабеля A1 увеличиваются, а затем уменьшаются с увеличением частоты. Его пик составляет около 0,004 Гц. На сверхнизкой частоте (от 10 -3 до 10 -2 Гц) потеря проводимости больше, чем поляризационные потери в диэлектрических потерях. Поляризационные потери в диапазоне частот от 10 −3 до 0,5 Гц очень малы. Однако потеря проводимости меньше, чем потеря поляризации в диапазоне 0.01–0,5 Гц. В настоящее время поляризационные потери составляют основную часть общих потерь.У нового кабеля A1 меньше внутренних дефектов. Следовательно, поляризационные потери в низкочастотном диапазоне невелики, и потеря проводимости составляет основную часть общих потерь.
Как показано на рис. 9, из-за ускоренного старения кабеля A2 в течение 120 дней изоляция кабеля имеет некоторые дефекты, а также увеличиваются потери проводимости и поляризационные потери. Нельзя игнорировать вклад поляризационных потерь в общие потери.Когда f> 0,008 Гц, поляризационные потери составляют возрастающую часть общих потерь. На рисунке 10 показано, что поляризационные потери в кабеле A3 имеют пики потерь. При fДля кабеля A3 время старения составляет 180 дней, а изоляция кабеля имеет больше дефектов, таких как водяные деревья и загрязнения. Потери проводимости и поляризации продолжают увеличиваться. С увеличением времени старения внутри изоляции кабеля появляются сильные полярные вещества, такие как влага и полярные группы.Влага с сильной полярностью постоянно проникает в изоляцию кабеля, и композитная поверхность раздела между водой и изоляцией продолжает расширяться. Общая электрическая проводимость изоляции кабеля постепенно увеличивается, а потери проводимости постоянно увеличиваются. Между тем, различные дефекты, такие как водяные деревья, полностью поляризованы на низких частотах, и потеря поляризации, вызванная процессами множественной поляризации, быстро увеличивается. Это приводит к смещению точки пересечения кривой поляризации и потерь проводимости влево.Вклад поляризационных потерь в общие потери увеличивается. Наконец, поляризационные потери могут составлять основную часть общих потерь.
C. Анализ диэлектрической спектроскопии потерь поляризации, вызванных дефектами водяного дерева
На разных частотах потери поляризации, вызванные дефектами, такими как водяные деревья и примеси, в изоляционном материале кабеля, не были показаны в общих диэлектрических потерях. Третья ветвь в расширенной модели Дебая представляет потери поляризации, вызванные дефектами изоляции, такими как водяные деревья и загрязнения в изоляции кабеля.
Согласно формуле (10), общие поляризационные потери разделяются. Коэффициент диэлектрических потерь третьей ветви можно показать формулой (14) следующим образом:| tgδp3 (ω) = ω (R3C3) 2C0R3 (1+ (ωR3C3) 2). | (14) |
| ω = 1R3C3 = 1τ3⇒f = 12πτ3. | (15) |