Prova di resistenza a tensione dei cavi ad alta tensione
Il test di resistenza al voltaggio è un test di isolamento, ma è un test distruttivo che può rivelare difetti di isolamento difficili da rilevare nei test non distruttivi.
Il ciclo di test per i cavi ad alta tensione è di tre anni e deve essere eseguito dopo i test non distruttivi. In altre parole, il test di resistenza al voltaggio viene eseguito solo dopo che tutti i test non distruttivi sono stati superati.
La maggior parte dei cavi ad alta tensione utilizzati oggi sono cavi in polietilene reticolato (XLPE), che possono avere sezioni trasversali grandi e coprire una vasta gamma di livelli di tensione. Pertanto, si prevede che la loro applicazione diventerà sempre più diffusa.
Questo articolo utilizza come esempio il cavo ad alta tensione più comune di 10 kV. In effetti, non c'è molto da elaborare - il test è semplice e il metodo è simile al test di isolamento, tranne per il fatto che l'attrezzatura di test è diversa.
Si misura la resistenza di isolamento utilizzando un tester di resistenza di isolamento (megger), mentre il test di resistenza al voltaggio richiede un impianto di prova a risonanza seriale.
Il principio e la cablatura del test a risonanza seriale sono anche molto semplici. Non è come se l'attrezzatura a risonanza seriale fosse qualcosa di particolarmente nuovo, poiché è stata utilizzata per molti anni.
La risonanza seriale è relativamente facile da comprendere e viene specificatamente spiegata nei corsi fondamentali di ingegneria elettrica. I cavi ad alta tensione sono oggetti di prova capacitivi, capaci di immagazzinare carica elettrica durante il processo di applicazione della tensione.
Pertanto, indipendentemente dal fatto che un cavo ad alta tensione sia alimentato o meno, non si deve mai tentare di toccarlo con le mani. Anche se è disconnesso, la scarica dalla sua capacità può essere piuttosto pericolosa!
Senza esperienza personale, non si dovrebbero trarre conclusioni casuali. Chi non ha vissuto tale esperienza non dovrebbe mai provarlo leggermente.
Poiché l'oggetto di prova è capacitivo, all'interno del circuito di prova viene collegato un induttore in serie. La risonanza viene ottenuta sfruttando il principio che la reattività induttiva (XL) è uguale alla reattività capacitiva (XC).
Questa condizione di risonanza può essere raggiunta regolando il valore dell'induttanza o cambiando la frequenza dell'alimentazione. Come regoliamo l'induttanza? Naturalmente, è determinata in base alla capacità, poiché XL deve essere uguale a XC.
Per un cavo dato, una volta noti il modello e la lunghezza (in metri), la capacità può essere ottenuta dalle tabelle di riferimento o fornita dal produttore del cavo.
Per quanto riguarda il cambiamento della frequenza dell'alimentazione, si utilizza la formula classica f₀ = 1/(2π√LC), dove f₀ è la frequenza di risonanza.
Alla frequenza di risonanza, XL = XC, e le tensioni ai capi dell'induttore e della capacità dell'oggetto di prova diventano uguali. Questa tensione è Q volte la tensione di alimentazione, dove Q è il fattore di qualità, noto anche come fattore di moltiplicazione della tensione.
Il valore di Q può essere molto alto, fino a 120 (si faccia riferimento ai manuali specifici dell'attrezzatura per i valori esatti). Questo riduce significativamente la capacità dell'alimentazione necessaria, il che è esattamente il motivo per cui l'attrezzatura a risonanza seriale è stata ampiamente adottata.
L'attrezzatura a risonanza seriale ordinaria può tipicamente fornire una gamma di frequenza regolabile tra 30–300 Hz, rendendo conveniente localizzare il punto di risonanza.
Infine, parliamo della tensione di test. Per i cavi ad alta tensione da 10 kV, la tensione di test preventivo è selezionata come 2U₀, con una durata di 5 minuti. Il test è considerato superato se non ci sono scariche, non ci sono guasti, non c'è surriscaldamento, non c'è fumo e non c'è odore insolito.
Esistono due tipi di cavi da 10 kV: 6/10 kV e 8.7/15 kV. La tensione di test appropriata deve essere selezionata in base al modello specifico del cavo.
