Co to jest testowanie wysokiego napięcia

Co to jest testowanie wysokim napięciem?

Definicja testowania wysokim napięciem

Testowanie wysokim napięciem obejmuje procedury zapewniające, że urządzenia elektryczne są w stanie wytrzymać różne stresy napięciowe podczas ich okresu użytkowania.

Metody testowania transformatorów

Są kluczowe do oceny integralności systemów elektrycznych, w tym testy na wytrzymałość dielektryczną, pojemność i napięcie przepadowe.

Typy testów

Istnieją głównie cztery rodzaje metod testowania wysokim napięciem stosowanych na urządzeniach wysokiego napięcia, a mianowicie

Trwałe testy niskiej częstotliwości

Ten test jest zwykle przeprowadzany z częstotliwością sieci (w Chinach to 50 Hz, a w Ameryce 60 Hz). Jest to najczęściej stosowany test wysokiego napięcia, przeprowadzany na urządzeniach wysokiego napięcia. Ten test, czyli trwały test niskiej częstotliwości, jest przeprowadzany na próbkach materiałów izolacyjnych, aby określić i zapewnić wytrzymałość dielektryczną oraz straty dielektryczne materiału izolacyjnego. Ten test jest również przeprowadzany na urządzeniach wysokiego napięcia i izolatorach elektrycznych wysokiego napięcia, aby zapewnić wytrzymałość dielektryczną i straty tych urządzeń i izolatorów.

Procedura trwałego testu niskiej częstotliwości

Procedura testu jest bardzo prosta. Wysokie napięcie jest zastosowane do próbki izolacji lub urządzenia poddanego testowi za pomocą transformatora wysokiego napięcia. Rezystor jest podłączony szeregowo z transformatorem, aby ograniczyć prąd zwarciowy w przypadku awarii urządzenia poddanego testowi. Rezystor ma taką samą wartość omów, jak napięcie zastosowane do urządzenia poddanego testowi.

Oznacza to, że opór musi być oznaczony jako 1 om / wolt. Na przykład, jeśli podczas testu zastosujemy 200 kV, rezystor musi mieć 200 kΩ, aby w przypadku zwarcia, bieżący awaryjny był ograniczony do 1 A. W tym teście wysokie napięcie częstotliwości sieci jest zastosowane do próbki lub urządzenia poddanego testowi przez długi określony czas, aby zapewnić ciągłą zdolność wytrzymywania wysokiego napięcia przez urządzenie.

Uwaga: Transformator używany do generowania bardzo wysokiego napięcia w tej metodzie testowania wysokiego napięcia, może nie mieć wysokiej mocy. Chociaż napięcie wyjściowe jest bardzo wysokie, ale maksymalny prąd jest ograniczony do 1 A w tym transformatorze. Czasami, do uzyskania bardzo wysokiego napięcia, jeśli jest to konieczne, używane są transformatory kaskadowe.

Test wysokiego napięcia DC

Test wysokiego napięcia DC jest normalnie stosowany do urządzeń używanych w systemach transmisji wysokiego napięcia DC. Jednak ten test jest również stosowany do urządzeń wysokiego napięcia AC, gdy test wysokiego napięcia AC nie jest możliwy ze względu na nieuniknione warunki.

Na przykład, głównie na miejscu, po instalacji urządzeń, jest trudno załatwić wysokie napięcie naprzemiennego prądu, ponieważ transformator wysokiego napięcia może nie być dostępny na miejscu. Zatem, test wysokiego napięcia z prądem naprzemiennym nie jest możliwy na miejscu po instalacji urządzenia. W takiej sytuacji najbardziej odpowiedni jest test wysokiego napięcia DC.

W teście wysokiego napięcia prądu stałego dla urządzeń AC, napięcie stałe około dwa razy większe niż normalne napięcie znamionowe jest zastosowane do urządzenia poddanego testowi przez 15 minut do 1,5 godziny. Choć test wysokiego napięcia DC nie jest pełnym zamiennikiem testu wysokiego napięcia AC, nadal jest stosowany tam, gdzie test HVAC jest całkowicie niemożliwy.

Test wysokiej częstotliwości.

Izolatory używane w systemach transmisji wysokiego napięcia mogą ulec przepadowi lub błyskowi podczas zaburzeń wysokiej częstotliwości. Zaburzenia wysokiej częstotliwości występują w systemie HV ze względu na operacje przełączania lub inne zewnętrzne przyczyny. Wysoka częstotliwość w energii może powodować awarie izolatorów nawet przy porównywalnie niskim napięciu ze względu na duże straty dielektryczne i nagrzewanie.

Dlatego izolacja wszystkich urządzeń wysokiego napięcia musi zapewniać zdolność wytrzymywania wysokiego napięcia wysokiej częstotliwości podczas jej normalnego okresu użytkowania. Głównie nagłe przerwanie prądu linii podczas przełączania i awarii otwartego obwodu powoduje wzrost częstotliwości fali napięcia w systemie.

Stwierdzono, że straty dielektryczne dla każdego cyklu energii są prawie stałe. Dlatego przy wysokiej częstotliwości straty dielektryczne na sekundę stają się znacznie wyższe niż przy normalnej częstotliwości sieci. Szybkie i duże straty dielektryczne powodują silne nagrzewanie izolatora. Ekstremalne nagrzewanie ostatecznie prowadzi do awarii izolacji, często poprzez detonację izolatorów. Dlatego, aby zapewnić tę zdolność wytrzymywania wysokiego napięcia wysokiej częstotliwości, przeprowadza się test wysokiej częstotliwości na urządzeniach wysokiego napięcia.

Test impulsowy.

Mogą istnieć duże wpływy impulsów lub piorunów na linie transmisyjne. Te zjawiska mogą spowodować przepadek izolatorów linii transmisyjnych i mogą również atakować transformatory energetyczne podłączone na końcu linii transmisyjnych. Testy impulsowe to bardzo wysokie lub nadzwyczaj wysokie testy napięcia, przeprowadzane w celu zbadania wpływów impulsów lub piorunów na sprzęt transmisyjny.

Normalnie bezpośrednie uderzenia piorunów w linię transmisyjną są rzadkie. Ale gdy naładowana chmura zbliża się do linii transmisyjnej, linia jest naładowana przeciwnie ze względu na ładunek elektryczny w chmurze. Gdy ta naładowana chmura zostanie nagle rozładowana z powodu uderzenia pioruna w pobliżu, indukowany ładunek linii nie jest już związany, ale porusza się przez linię z prędkością światła.

Zrozumiano, że nawet jeśli piorun nie uderzy bezpośrednio w przewód transmisyjny, nadal będzie występowało przejściowe zaburzenie napięcia. Ze względu na rozładowanie piorunu na linii lub w pobliżu linii, fala napięcia o kształcie frontu kroku porusza się wzdłuż linii. Kształt fali przedstawiono poniżej.

Podczas poruszania się tej fali występują wysokie stresy napięciowe na izolatorze. Powoduje to często gwałtowne pęknięcie izolatorów przez taki impuls piorunowy. Dlatego należy dokładnie zbadać izolatory i części izolujące urządzeń wysokiego napięcia, wykonując testy wysokiego napięcia.

Wytrzymałość dielektryczna i straty

Te parametry są kluczowe do zrozumienia, jak dobrze izolacja może opierać się stresom elektrycznym i cieplnym, szczególnie pod różnymi częstotliwościami napięcia.