Δοκιμή αντοχής σε τάση υψηλής τάσης καλωδίων

Η δοκιμή αντοχής σε τάση είναι μια δοκιμή απομόνωσης, αλλά είναι μια καταστροφική δοκιμή που μπορεί να αποκαλύψει ελλείψεις στην απομόνωση που είναι δύσκολο να ανιχνευθούν σε μη καταστροφικές δοκιμές.

Ο κύκλος δοκιμής για υψηλής τάσης καλώδια είναι τρία χρόνια και πρέπει να διεξάγεται μετά τις μη καταστροφικές δοκιμές. Με άλλα λόγια, η δοκιμή αντοχής σε τάση διεξάγεται μόνο μετά από την επιτυχή ολοκλήρωση όλων των μη καταστροφικών δοκιμών.

Τα περισσότερα υψηλής τάσης καλώδια που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι καλώδια αναστροφικού πολυαιθυλενίου (XLPE), τα οποία μπορούν να έχουν μεγάλες διατομές και να καλύπτουν ευρύ φάσμα τάσεων. Συνεπώς, αναμένεται ότι η εφαρμογή τους θα γίνει όλο και πιο ευρεία.

Στο παρόν άρθρο χρησιμοποιείται ως παράδειγμα το πιο κοινό 10 kV υψηλής τάσης καλώδιο. Πραγματικά, δεν υπάρχει πολύ να επεκταθεί—η δοκιμή είναι απλή και η μέθοδος παρόμοια με τη δοκιμή απομόνωσης, εκτός από το γεγονός ότι το εξοπλισμός δοκιμής είναι διαφορετικός.

Μετράται η αντίσταση απομόνωσης με τη χρήση εξοπλισμού μέτρησης αντίστασης απομόνωσης (megger), ενώ η δοκιμή αντοχής σε τάση απαιτεί σύνολο δοκιμής σειριακής συντονίας.

Οι αρχές και οι συνδέσεις της δοκιμής σειριακής συντονίας είναι επίσης πολύ απλές. Δεν είναι κάτι πολύ καινούριο, καθώς χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια.

Η σειριακή συντονία είναι σχετικά εύκολη να κατανοηθεί και εξηγείται συγκεκριμένα σε βασικά μαθήματα ηλεκτροτεχνίας. Τα υψηλής τάσης καλώδια είναι καταναλωτές ηλεκτρικού φορτίου, με τη δυνατότητα αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου κατά τη διάρκεια της εφαρμογής τάσης.

Επομένως, ανεξάρτητα από το εάν ένα υψηλής τάσης καλώδιο είναι ενεργό ή όχι, ποτέ δεν πρέπει να προσπαθήσετε να το αγγίξετε με το χέρι σας. Ακόμη και αν είναι ανενεργό, η αποστολή του φορτίου από την καταναλωτικότητά του μόνη της μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνη!

Χωρίς προσωπική εμπειρία, δεν πρέπει να κάνετε τυχαίες συμπεράσεις. Οι άνθρωποι που δεν έχουν βιώσει τέτοιες συνθήκες ποτέ δεν πρέπει να το προσπαθήσουν ελαφρά.

Επειδή το αντικείμενο δοκιμής είναι καταναλωτικό, συνδέεται ένας αυξανόμενος σε σειρά μέσα στο πλήρωμα δοκιμής. Η συντονία επιτυγχάνεται με την αξιοποίηση της αρχής ότι η αντίσταση αυξανόμενου (XL) ισούται με την αντίσταση καταναλωτικού (XC).

Αυτή η συνθήκη συντονίας μπορεί να επιτευχθεί είτε προσαρμόζοντας την τιμή του αυξανόμενου είτε αλλάζοντας τη συχνότητα της εφοδιασμού. Πώς προσαρμόζουμε την αυξανόμενη; Φυσικά, αυτό καθορίζεται με βάση την καταναλωτικότητα, επειδή η XL πρέπει να ισούται με την XC.

Για ένα συγκεκριμένο καλώδιο, μόλις γνωρίζουμε το μοντέλο και το μήκος (σε μέτρα), η καταναλωτικότητα μπορεί να προέλθει από πίνακες αναφοράς ή να παρέχεται από τον κατασκευαστή του καλώδιου.

Όσον αφορά την αλλαγή της συχνότητας της εφοδιασμού, χρησιμοποιείται η κλασική τύπωση f₀ = 1/(2π√LC), όπου f₀ είναι η συχνότητα συντονίας.

Στη συχνότητα συντονίας, η XL = XC, και οι τάσεις στον αυξανόμενο και την καταναλωτικότητα του αντικειμένου δοκιμής γίνονται ίσες. Αυτή η τάση είναι Q φορές την τάση της πηγής, όπου Q είναι ο παράγοντας ποιότητας, επίσης γνωστός ως παράγοντας επιμέρισης τάσης.

Ο παράγοντας Q μπορεί να είναι πολύ υψηλός, φθάνοντας έως 120 (αναφερθείστε σε συγκεκριμένες οδηγίες εξοπλισμού για ακριβείς τιμές). Αυτό μειώνει σημαντικά την απαιτούμενη ικανότητα της εφοδιασμού, γι' αυτό και ο εξοπλισμός σειριακής συντονίας έχει ευρεία αποδοχή.

Οι κανονικοί εξοπλισμοί σειριακής συντονίας μπορούν συνήθως να παρέχουν προσαρμοστέα συχνότητα 30–300 Hz, κάτι που καθιστά εύκολη την εύρεση του σημείου συντονίας.

Τέλος, ας συζητήσουμε την τάση δοκιμής. Για 10 kV υψηλής τάσης καλώδια, η προληπτική τάση δοκιμής επιλέγεται ως 2U₀, με διάρκεια 5 λεπτά. Η δοκιμή θεωρείται επιτυχής αν δεν υπάρχει αποστολή, κατάρρευση, θέρμανση, καπνός ή άλλος άνωμαλος άρωμα.

Υπάρχουν δύο τύποι 10 kV καλώδιων: 6/10 kV και 8.7/15 kV. Η κατάλληλη τάση δοκιμής πρέπει να επιλεγεί σύμφωνα με το συγκεκριμένο μοντέλο καλώδιου.