Изпитване на високонапрегнати кабели за издръжливост на напрежение

Изпитването на издръжливостта към напрежение е тест за изолация, но това е разрушителен тест, който може да разкрие дефекти в изолацията, които са трудни за откриване при неразрушителни тестове.

Цикълът на тестовете за високонапрегови кабели е три години и трябва да се провежда след неразрушителните тестове. С други думи, изпитването на издръжливостта към напрежение се извършва само след като всички неразрушителни тестове са преминали успешно.

Повечето високонапрегови кабели, използвани днес, са кабели с кръстосано свързан полиетилен (XLPE), които могат да имат големи поперечни сечения и да покриват широк диапазон от нивата на напрежението. Поради това се очаква техното приложение да става все по-широко разпространено.

В тази статия се използва най-общият 10 кV високонапрегов кабел като пример. Всъщност няма много за обяснение - тестът е прост и методът му е подобен на този за изпитване на изолацията, освен че оборудването за тестове е различно.

Изолационното съпротивление се измерва с помощта на изолационен омегер (меггер), докато изпитването на издръжливостта към напрежение изисква серийно резонансно тестово устройство.

Принципът и свързването при серийно резонансно изпитване също са много прости. Не е така, че серийното резонансно оборудване е нещо ново, то се използва от много години.

Серийното резонансно изпитване е относително лесно за разбиране и се обяснява конкретно в основните курсове по електротехника. Високонапреговите кабели са капацитивни обекти за изпитване, способни да съхраняват електрически заряд по време на процеса на прилагане на напрежение.

Затова, независимо дали високонапреговият кабел е под напрежение или не, никога не се опитвайте да го докоснете с ръка. Даже ако е без напрежение, разрядът от неговата капацитивност сам по себе си може да бъде доста опасен!

Без личен опит, не трябва да правите произволни заключения. Тези, които не са го изпитвали, никога не трябва да го опитват лекомислено.

Тъй като обектът за изпитване е капацитивен, в тестовата верига се свързва индуктивност в серия. Резонансът се постига чрез използване на принципа, че индуктивното съпротивление (XL) е равно на капацитивното съпротивление (XC).

Това резонансно състояние може да се постигне или чрез регулиране на стойността на индуктивността, или чрез промяна на честотата на захранването. Как регулираме индуктивността? Естествено, тя се определя в зависимост от капацитивността, тъй като XL трябва да е равно на XC.

За даден кабел, когато моделът и дължината (в метри) са известни, капацитивността може да бъде получена от справочни таблици или предоставена от производителя на кабела.

Колкото до промяната на честотата на захранването, се използва класическата формула f₀ = 1/(2π√LC), където f₀ е резонансната честота.

На резонансната честота, XL = XC, и напреженията през индуктивността и капацитивността на обекта за изпитване стават равни. Това напрежение е Q пъти повече от изходното напрежение, където Q е качественият фактор, известен още като фактор на увеличаване на напрежението.

Стойността на Q може да бъде много висока, достигайки до 120 (за точни стойности се консултирайте специалните ръководства за оборудването). Това значително намалява необходимата мощност на захранването, което е точно причината серийното резонансно оборудване да бъде широко прието.

Обикновеното серийно резонансно оборудване обикновено може да предостави регулируем диапазон на честоти от 30 до 300 Hz, което улеснява откриването на точката на резонанс.

Накрая, нека обсъдим тестовото напрежение. За 10 кV високонапрегови кабели, предпазното тестово напрежение се избира като 2U₀, с продължителност 5 минути. Тестът се счита за преминал, ако няма разряд, пробив, загряване, дим и необикновена миризма.

Има два типа 10 кV кабели: 6/10 кV и 8.7/15 кV. Трябва да се избере подходящото тестово напрежение в зависимост от конкретния модел на кабела.