Magas feszültségű kábelek ellenálláspróba

A feszültségtartó képesség vizsgálat egy izolációs teszt, de ez egy romboló jellegű vizsgálat, amely kiszűrheti az izolációban lévő hibákat, amelyek nem romboló vizsgálatok során nehézkesen észrevehetők.

A magasfeszültségű kábelek vizsgálati ciklus három év, és ezt a nem romboló vizsgálatok után kell elvégezni. Más szóval, a feszültségtartó képesség vizsgálata csak akkor történik, ha minden nem romboló vizsgálat sikeres volt.

A mai napig használt legtöbb magasfeszültségű kábel kereszteződő lemezes poliétilent (XLPE) kábel, mely nagy keretszeleket tud elfogadni, és széles feszültség-szinteket lefed. Ezért várható, hogy alkalmazásuk egyre szélesebb körben fog megjelenni.

Ez a cikk a leggyakrabban előforduló 10 kV-os magasfeszültségű kábel példáján keresztül mutatja be a vizsgálatot. Valójában nincs sok, ami részletezésre szorul—a vizsgálat egyszerű, és módszere hasonló az izolációs vizsgálatokhoz, csak a vizsgálati berendezések mások.

Az izolációs ellenállás vizsgálata izolációs ellenállástesztelő (megger) segítségével történik, míg a feszültségtartó képesség vizsgálata sorozats rezonancia vizsgálati berendezést igényel.

A sorozatrezonancia vizsgálati elv és áramkörök is nagyon egyszerűek. Nem újdonság a sorozatrezonancia berendezések, mivel már évek óta használatban vannak.

A sorozatrezonancia viszonylag könnyen érthető, és alapvető elektrotechnikai kurzusokban specifikusan magyarázódik. A magasfeszültségű kábelek kapacitív vizsgálati objektumok, amelyek elektromos töltést tárolnak a feszültség alkalmazása során.

Ezért soha ne próbáljon kézzel érinteni egy magasfeszültségű kábelet, függetlenül attól, hogy energiázott-e vagy sem. Még akkor is, ha nincs energiázva, a kapacitanciából való lerakódás is nagyon veszélyes lehet!

Személyes tapasztalat nélkül ne tegyen véletlenszerű következtetéseket. Aki nem tapasztalt ezt, soha ne próbálja ki könnyedén.

Mivel a vizsgálati objektum kapacitív, egy indukció sorba van kapcsolva a vizsgálati áramkörbe. A rezonancia elérése azzal a tényezővel történik, hogy az induktív ellenállás (XL) egyenlő a kapacitív ellenállással (XC).

Ezt a rezonancia állapotot úgy lehet elérni, hogy az indukció értékét állítjuk, vagy a tápellátás frekvenciáját változtatjuk. Hogyan állíthatjuk be az indukciót? Természetesen, a kapacitancián alapul, mert az XL-nak egyenlőnek kell lennie az XC-vel.

Adott kábel esetén, ha a típusa és a hossza (méterben) ismert, a kapacitanciát referenciák tábláiból vagy a kábel gyártójától kaphatjuk meg.

A tápellátás frekvenciájának változtatására a klasszikus képlet f₀ = 1/(2π√LC) használható, ahol f₀ a rezonanciafrekvencia.

A rezonanciafrekvencián, ahol XL = XC, az indukció és a vizsgálati objektum kapacitanciájának rajta lévő feszültségei egyenlők lesznek. Ez a feszültség Q-szorosa a forrásfeszültségnek, ahol Q a minőségfaktor, más néven a feszültség-megnövelő tényező.

A Q értéke nagyon magas lehet, akár 120-ig (a pontos értékeket lásd a konkrét berendezések kézikönyvében). Ez jelentősen csökkenti a szükséges tápellátási kapacitást, ami pont az oka, hogy a sorozatrezonancia berendezések széles körben elfogadottak lettek.

Egy általános sorozatrezonancia berendezés általában 30–300 Hz közötti beállítható frekvenciaskálát biztosít, ami kényelmesen megtalálható a rezonancia pontot.

Végül beszéljünk a vizsgálati feszültségről. 10 kV-os magasfeszültségű kábelek esetén a megelőző vizsgálati feszültség 2U₀, 5 perc időtartamú. A vizsgálat sikeres, ha nincs lerakódás, összeomlás, hőzárlat, gőzölés vagy rendellenesség.

Két típusú 10 kV-os kábel van: 6/10 kV és 8.7/15 kV. A megfelelő vizsgálati feszültséget a konkrét kábel modelljének megfelelően kell kiválasztani.