Prova de tensió en cables d'alta tensió
La prova de resistència a la tensió és una prova d'aislament, però és una prova destructiva que pot revelar defectes en l'aislament difícils de detectar amb proves no destructives.
El cicle de prova per a cables d'alta tensió és de tres anys i s'ha de realitzar després de les proves no destructives. En altres paraules, la prova de resistència a la tensió es realitza només després de passar totes les proves no destructives.
La majoria dels cables d'alta tensió utilitzats avui en dia són cables de polietilèn creuat (XLPE), que poden tenir seccions transversals grans i cobrir un ampli rang de nivells de tensió. Per tant, es preveu que la seva aplicació esdevingui cada vegada més àmplia.
Aquest article utilitza com a exemple el cable d'alta tensió de 10 kV més comú. De fet, no hi ha gaire cosa a explicar—la prova és simple i el mètode és similar a la prova d'aislament, excepte que l'equip de prova és diferent.
S'utilitza un megòmetre per mesurar la resistència a l'aislament, mentre que la prova de resistència a la tensió requereix un conjunt de prova de ressonància sèrie.
El principi i el cablat de la prova de ressonància sèrie també són molt simples. No és com si l'equip de ressonància sèrie fos alguna cosa particularment nova, ja que s'ha utilitzat durant molts anys.
La ressonància sèrie és relativament fàcil d'entendre i es explica específicament en cursos bàsics d'enginyeria elèctrica. Els cables d'alta tensió són objectes de prova capacitius, capaços de desar càrrega elèctrica durant el procés d'aplicació de tensió.
Per tant, independentment de si un cable d'alta tensió està electrificat o no, mai s'hauria de intentar tocar-lo amb la mà. Fins i tot si està deselectrificat, la descàrrega de la seva capacitance sola pot ser bastant perillosa!
Sense experiència personal, no s'haurien de fer conclusions lleugeres. Aquells que no ho han experimentat mai no haurien de provar-ho lleugerament.
Com que l'objecte de prova és capacitif, es connecta un inductor en sèrie al circuit de prova. La ressonància s'aconsegueix utilitzant el principi que la reactivitat inductiva (XL) és igual a la reactivitat capacitiva (XC).
Aquesta condició de ressonància es pot aconseguir ajustant el valor d'inductància o canviant la freqüència de la font d'alimentació. Com ajustem l'inductància? Naturalment, es determina basant-se en la capacitance, perquè XL ha de ser igual a XC.
Per a un cable donat, una vegada coneguts el model i la longitud (en metres), la capacitance es pot obtenir de taules de referència o proporcionada pel fabricant del cable.
En canvi, per a canviar la freqüència de la font d'alimentació, s'utilitza la fórmula clàssica f₀ = 1/(2π√LC), on f₀ és la freqüència de ressonància.
A la freqüència de ressonància, XL = XC, i les tensions a través de l'inductor i la capacitance de l'objecte de prova esdevenen iguals. Aquesta tensió és Q vegades la tensió de la font, on Q és el factor de qualitat, també conegut com a factor de multiplicació de tensió.
El valor de Q pot ser molt alt, arribant fins a 120 (consulteu els manuals d'equipament específics per als valors exactes). Això redueix significativament la capacitat de la font d'alimentació necessària, i és precisament per això que l'equip de ressonància sèrie s'ha adoptat ampliament.
L'equip de ressonància sèrie normalment pot proporcionar un rang de freqüència ajustable de 30-300 Hz, facilitant la localització del punt de ressonància.
Finalment, parlem de la tensió de prova. Per als cables d'alta tensió de 10 kV, la tensió de prova preventiva s'escull com 2U₀, amb una durada de 5 minuts. La prova es considera superada si no hi ha descàrrega, no hi ha ruptura, no hi ha calor, no hi ha fum i no hi ha olor inusual.
Hi ha dos tipus de cables de 10 kV: 6/10 kV i 8.7/15 kV. S'ha de seleccionar la tensió de prova adequada segons el model específic del cable.
