Spanningstest van hoogspanningskabels
De spanningstandvastigheidstest is een isolatietest, maar het is een verwoestende test die isolatiedefecten kan onthullen die moeilijk te detecteren zijn bij niet-verwoestende tests.
De testcyclus voor hoogspanningskabels is drie jaar, en deze moet worden uitgevoerd na niet-verwoestende tests. Met andere woorden, de spanningstandvastigheidstest wordt alleen uitgevoerd nadat alle niet-verwoestende tests zijn goedgekeurd.
De meeste hoogspanningskabels die tegenwoordig worden gebruikt, zijn gekruiseld polyethyleen (XLPE) kabels, die grote doorsneden kunnen hebben en een breed scala aan spanningniveaus kunnen dekken. Daarom wordt verwacht dat hun toepassing steeds wijdverspreider zal worden.
Dit artikel gebruikt de meest voorkomende 10 kV hoogspanningskabel als voorbeeld. In feite valt er niet veel uit te leggen—de test is eenvoudig en de methode is vergelijkbaar met isolatietests, behalve dat het testapparaat anders is.
Meet de isolatieweerstand met een isolatieweerstandsmeetapparaat (megger), terwijl de spanningstandvastigheidstest een serie-resonantie testset vereist.
Het principe en de bedrading van series resonantie testing zijn ook erg eenvoudig. Het is niet zo dat series resonantie apparatuur iets nieuws is, want het wordt al jarenlang gebruikt.
Series resonantie is relatief gemakkelijk te begrijpen en wordt specifiek uitgelegd in basis cursussen elektrische techniek. Hoogspanningskabels zijn capacieve testobjecten, die elektrische lading kunnen opslaan tijdens het toepassen van spanning.
Daarom mag je nooit proberen een hoogspanningskabel met de hand aan te raken, of hij nu onder spanning staat of niet. Zelfs als hij niet onder spanning staat, kan de ontlading van de capaciteit al gevaarlijk zijn!
Zonder persoonlijke ervaring moet men geen overhaaste conclusies trekken. Diegene die het niet hebben meegemaakt, moeten het nooit lichtvaardig proberen.
Aangezien het testobject capacitief is, wordt een spoel in serie verbonden in het testcircuit. Resonantie wordt bereikt door gebruik te maken van het principe dat de inductieve reactant (XL) gelijk is aan de capacitive reactant (XC).
Deze resonantieconditie kan worden bereikt door de inductiewaarde te verstellen of door de netspanningfrequentie te wijzigen. Hoe passen we de inductie aan? Natuurlijk wordt dit bepaald op basis van de capaciteit, omdat XL gelijk moet zijn aan XC.
Voor een bepaalde kabel, zodra het model en de lengte (in meters) bekend zijn, kan de capaciteit worden verkregen uit referentietabellen of worden verstrekt door de kabelproducent.
Wat betreft het wijzigen van de netspanningfrequentie, wordt de klassieke formule f₀ = 1/(2π√LC) gebruikt, waarbij f₀ de resonerende frequentie is.
Bij de resonerende frequentie is XL = XC, en de spanningen over de spoel en de capaciteit van het testobject worden gelijk. Deze spanning is Q keer de bronspanning, waarbij Q de kwaliteitsfactor is, ook bekend als de spanningversterkingsfactor.
De Q-waarde kan zeer hoog zijn, tot wel 120 (zie specifieke apparatuurhandleidingen voor exacte waarden). Dit verminderd aanzienlijk de benodigde netcapaciteit, wat precies de reden is waarom series resonantie apparatuur wijdverspreid is toegepast.
Gewone series resonantie apparatuur kan doorgaans een instelbare frequentiebereik van 30-300 Hz bieden, waardoor het gemakkelijk is om het resonantiepunt te vinden.
Laten we ten slotte de testspanning bespreken. Voor 10 kV hoogspanningskabels wordt de preventieve testspanning geselecteerd als 2U₀, met een duur van 5 minuten. De test wordt als geslaagd beschouwd als er geen ontlading, geen doorbraak, geen verhitting, geen rook en geen ongewone geur optreedt.
Er zijn twee types 10 kV-kabels: 6/10 kV en 8.7/15 kV. De juiste testspanning moet worden geselecteerd volgens het specifieke kabelmodel.
