Kolminkertainen diagnostiikkatestaus keskijännitteisille (MV) kaapeleille

Keskijännitteiset (MV) jakelukaapelit - tyypillisesti 6 kV - 35 kV - muodostavat kaupunkien ja teollisuuden sähköverkkojen rungon. Koska nämä kaapelit on haudattu, jaettu ja niitä käytetään vuosikymmeniä, eristyksen heikkeneminen on väistämätöntä. Mikään yksittäinen testi ei paljasta kokonaiskuvaa: vaihtovirtakestävyys todistaa lujuuden, dielektrisen häviön mittaus paljastaa bulkkivanhenemisen ja osittaisen purkauksen tutkimus paikallistaa erilliset viat. "Triple Diagnostic" -lähestymistapa yhdistää kaikki kolme siirtyäkseen yksinkertaisesta hyväksynnästä/hylkäämisestä todelliseen kunnon arviointiin.

Kolmoisdiagnostiikkaperiaate: käytä kutakin menetelmää siihen, mikä toimii parhaiten. VLF todistaa dielektrisen lujuuden, Tan Delta mittaa bulkkieristyksen laadun ja Partial Discharge osoittaa vian tarkan sijainnin ja luonteen.

Erittäin matalataajuinen testaus käyttää sinimuotoista vaihtovirtajännitettä 0,1 Hz:llä (IEEE 400.2 -standardin mukaan) rasittamaan kaapelin eristystä määritellyn pitoajan, tavallisesti 15–60 minuuttia 2–3 U₀:lla. DC-testaukseen verrattuna VLF välttää haitallisen tilavarauksen kertymisen, joka vahingoittaa XLPE-eristystä; verrattuna 50/60 Hz:iin matala taajuus pitää loistehon tarpeen ja laitteistokoon hallittavissa kentällä.

Mitä se löytää:Havaitsee vakavia vikoja, kuten vesipuut, tyhjiöt ja vakavat mekaaniset vauriot, jotka eivät ole vielä edenneet vikaan.

Hyväksytty/hylätty tuomio:Passi vahvistaa, että kaapeli kestää ylijänniterasituksen ilman rikkoutumista; vika osoittaa, että kaapeli on jo käyttöikänsä lopussa.

Standardit:IEEE 400.2, IEC 60502 ja useimmat apuohjelmat vaativat VLF AC:n MV XLPE -kaapeleiden käyttöönoton ja huollon kestävyystestiksi.

VLF on seulontatesti. "Pääsy" ei tarkoita, että kaapeli on virheetön - se tarkoittaa vain sitä, että esiintyvät viat eivät kasvaneet hajoamiseen käytetyn jännityksen alaisena.

2. Tan Delta (häviötekijä) -diagnostiikka

Tan Delta, jota kutsutaan myös dissipaatiokertoimeksi tai dielektriseksi häviöksi, mittaa eristeen resistiivisen (häviö)virran ja kapasitiivisen virran suhdetta. Terveen, kuivan XLPE-kaapelin häviökerroin on erittäin alhainen (yleensä reilusti alle 0,1 %). Kasvava kosteus, saastuminen, lämpö ikääntyminen ja vesipuiden kasvu lisäävät kaikki häviötä ja muuttavat käyrää. Koska mittaus on vertaileva, sen arvo on trendi: absoluuttiset arvot vaihtelevat kaapelin mukaan, mutta ajan mittaan tapahtuvat muutokset ovat erittäin diagnostisia.

Herkkä:Suuri kosteuden sisäänpääsy ja märkä eristys - yksi tärkeimmistä MV-kaapelin vikojen syistä.

Paljastaa myös:XLPE-yhdisteen ja saastuneiden lisävarusteiden lämpö- ja kemiallinen vanheneminen.

Menetelmä:Mitattu testijännitteen (tip-up) funktiona hyvän eristyksen erottamiseksi ionisaatiohäviöistä IEEE 400.2- ja IEC 60250 -menetelmien mukaisesti.

Yksi Tan Delta lukema on tilannekuva; vakaa trendiviiva on diagnoosi. Nouseva tip-up-käyrä merkitsee usein ionisaation alkamista kauan ennen kuin kestävyystesti epäonnistuisi.

3. Osittaispurkauksen (PD) testaus

Osittainen purkaus on paikallinen, epätäydellinen häiriö, joka ei silta johtimien välistä eristystä. PD syövyttää eristystä sisältäpäin, kunnes se rikkoutuu kokonaan. PD-testaus, joka suoritetaan tyypillisesti VLF- tai tehotaajuuslähteellä käyttäen IEC 60270 -menetelmää vaiheresoluutiolla (PRPD) -analyysillä - havaitsee, paikantaa ja karakterisoi nämä heikot kohdat, usein vuosia ennen kuin ne aiheuttavat katkoksen.

Vikatyypit:Tyhjät, delaminaatiot, ulkonemat, kelluvat elektrodit ja vialliset liitokset tai päätteet.

Diagnostinen rikkaus:Magnitudi (pC), alku- ja sammutusjännite sekä PRPD-kuvion muoto tunnistavat sekä vian sijainnin että fyysisen luonteen.

Arvo:Tarkin kolmesta työkalusta – se osoittaa korjaushenkilöstön tarkan liitoksen tai osan, joka vaatii huomiota sen sijaan, että tuomitsisi koko piirin.

PD on kaapelidiagnostiikan "varhainen varoitusjärjestelmä". Se muuttaa epämääräisen epäilyn huonontumisesta erityiseksi, toimivaksi korjauskohteeksi.

4. Kolminkertainen diagnostinen vertailutaulukko

Nämä kolme menetelmää täydentävät toisiaan, eivät kilpaile keskenään. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto siitä, kuinka kukin niistä vaikuttaa täydelliseen MV-kaapelin kunnon arviointiin.

Yhdistetty työnkulku: Suorita ensin VLF vahvistaaksesi lujuus, Tan Delta arvioidaksesi yleisen eristyksen kunnon, sitten PD paikantaaksesi ja karakterisoidaksesi jäljellä olevat viat. Yhdessä ne tuottavat täydellisen, tuhoamattoman tuomion MV-kaapelin kunnosta.