Spenningstest av høyspenningskabler

Spenningsprøve er en isolasjonstest, men det er en destruktiv test som kan avsløre isolasjonsdefekter som er vanskelig å oppdage i ikke-destruktive tester.

Testsyklusen for høyspenningskabler er tre år, og den må gjennomføres etter ikke-destruktive tester. Med andre ord, spenningsprøven utføres først etter at alle ikke-destruktive tester er bestått.

De fleste høyspenningskabler som brukes i dag, er kryss forbundet polyetylen (XLPE) kabler, som kan ha store tverrsnitt og dekke et bredt spenningsområde. Derfor forventes det at deres bruk vil bli stadig mer utbredt.

Denne artikkelen bruker den mest vanlige 10 kV høyspenningskabelen som eksempel. Faktisk er det ikke mye å utdype—testen er enkel, og metoden er lik isolasjonstesting, bortsett fra at testutstyret er annerledes.

Mål isolasjonsmotstand med en isolasjonsmotstandstester (megger), mens spenningsprøven krever en serie-resonansprøvesett.

Prinsippet og koblingen av serie-resonanstesting er også veldig enkle. Det er ikke som om serie-resonanseutstyr er noe spesielt nytt, da det har blitt brukt i mange år.

Serie-resonanse er relativt lett å forstå, og det forklares spesifikt i grunnleggende elektriske kurs. Høyspenningskabler er kapasitive prøveobjekter, som kan lagre elektrisk ladning under spenningsanbringelsen.

Derfor, uansett om en høyspenningskabel er strømførende eller ikke, forsøk aldri å røre den med hånden. Selv om den er uten strøm, kan ladingen fra dens kapasitivitet alene være ganske farlig!

Uten personlig erfaring, bør man ikke trekke overilte konklusjoner. De som ikke har opplevd det, bør aldri prøve det lettferdig.

Ettersom prøveobjektet er kapasitivt, kobles en induktans i serie i prøvekretsen. Resonanse oppnås ved å utnytte prinsippet at induktiv reaktiv effekt (XL) er lik kapasitiv reaktiv effekt (XC).

Denne resonansebetingelsen kan oppnås enten ved å justere induktansen eller ved å endre strømkilden frekvens. Hvordan justerer vi induktansen? Naturligvis blir det bestemt basert på kapasitansen, fordi XL må være lik XC.

For en gitt kabel, når modell og lengde (i meter) er kjent, kan kapasitansen hentes fra referanstabeller eller leveres av kableprodusenten.

Når det gjelder endring av strømkilden frekvens, brukes den klassiske formelen f₀ = 1/(2π√LC), hvor f₀ er resonansfrekvensen.

Ved resonansfrekvensen, er XL = XC, og spenningene over induktoren og prøveobjektets kapasitivitet blir like. Denne spenningen er Q ganger kilde spenningen, hvor Q er kvalitetsfaktoren, også kjent som spenning forstørrelsesfaktor.

Q-verdien kan være veldig høy, opp til 120 (se spesifikke utstyrshåndbøker for nøyaktige verdier). Dette reduserer betydelig den nødvendige strømkildekapasiteten, nettopp derfor har serie-resonanseutstyr blitt vidt anvendt.

Vanlig serie-resonanseutstyr kan typisk gi en justerbar frekvensområde på 30–300 Hz, som gjør det enkelt å lokalisere resonanspunktet.

Til slutt, la oss diskutere prøvespenningen. For 10 kV høyspenningskabler, er forebyggende prøvespenning valgt som 2U₀, med en varighet på 5 minutter. Prøven regnes som bestådd hvis det ikke er noen laddis, ingen nedbryting, ingen opvarming, ingen røyk og ingen unormal lukt.

Det finnes to typer 10 kV-kabler: 6/10 kV og 8.7/15 kV. Riktig prøvespenning må velges i henhold til den spesifikke kabelmodellen.