การทดสอบแรงดันไฟฟ้าของสายเคเบิลแรงสูง

การทดสอบแรงดันทนทานเป็นการทดสอบฉนวน แต่เป็นการทดสอบที่ทำลายได้ซึ่งสามารถเปิดเผยข้อบกพร่องของฉนวนที่ยากต่อการตรวจพบในการทดสอบไม่ทำลาย

วงจรทดสอบสำหรับสายไฟแรงสูงคือสามปี และต้องดำเนินการหลังจากการทดสอบไม่ทำลาย กล่าวอีกนัยหนึ่ง การทดสอบแรงดันทนทานจะดำเนินการเฉพาะเมื่อผ่านการทดสอบไม่ทำลายทั้งหมดแล้วเท่านั้น

สายไฟแรงสูงที่ใช้ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นสายไฟโพลีเอธิลีนแบบครอส-ลิงค์ (XLPE) ซึ่งสามารถมีขนาดตัดขวางที่ใหญ่และครอบคลุมช่วงแรงดันที่กว้าง ดังนั้นคาดว่าการใช้งานของพวกมันจะแพร่หลายมากขึ้น

บทความนี้ใช้สายไฟแรงสูง 10 kV ที่พบมากที่สุดเป็นตัวอย่าง แท้จริงแล้วไม่มีอะไรต้องอธิบายมากมาย—การทดสอบนั้นง่ายและวิธีการคล้ายคลึงกับการทดสอบฉนวน เพียงแต่เครื่องมือทดสอบแตกต่างกัน

วัดความต้านทานฉนวนโดยใช้เครื่องวัดความต้านทานฉนวน (megger) ในขณะที่การทดสอบแรงดันทนทานต้องใช้ชุดทดสอบเรโซแนนซ์อนุกรม

หลักการและวงจรเชื่อมต่อของการทดสอบเรโซแนนซ์อนุกรมก็ง่ายดายเช่นกัน มันไม่ได้เป็นอุปกรณ์ใหม่ๆ เพราะถูกนำมาใช้มานานหลายปีแล้ว

เรโซแนนซ์อนุกรมเข้าใจได้ง่ายและได้รับการอธิบายอย่างเฉพาะเจาะจงในหลักสูตรพื้นฐานทางวิศวกรรมไฟฟ้า สายไฟแรงสูงเป็นวัตถุทดสอบแบบเก็บประจุ สามารถเก็บประจุไฟฟ้าระหว่างกระบวนการให้แรงดัน

ดังนั้น ไม่ว่าสายไฟแรงสูงจะมีพลังงานหรือไม่ ก็ห้ามพยายามสัมผัสด้วยมือเด็ดขาด แม้กระทั่งเมื่อไม่มีพลังงาน ประจุไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากความจุก็ยังอันตรายอยู่!

หากไม่มีประสบการณ์ส่วนตัว ไม่ควรสรุปอย่างลอยๆ คนที่ไม่เคยผ่านประสบการณ์ควรมิได้ทดลองทำอย่างเบาะบาง

เนื่องจากวัตถุทดสอบเป็นแบบเก็บประจุ จึงต่อตัวเหนี่ยวนำอนุกรมภายในวงจรทดสอบ การบรรลุภาวะเรโซแนนซ์โดยใช้หลักการที่ความต้านทานเหนี่ยวนำ (XL) เท่ากับความต้านทานความจุ (XC)

ภาวะเรโซแนนซ์นี้สามารถบรรลุได้โดยการปรับค่าความเหนี่ยวนำหรือเปลี่ยนความถี่ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า เราปรับความเหนี่ยวนำอย่างไร แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับความจุ เพราะ XL ต้องเท่ากับ XC

สำหรับสายไฟที่กำหนด เมื่อรู้รุ่นและความยาว (เมตร) แล้ว ความจุสามารถหาได้จากตารางอ้างอิงหรือให้โดยผู้ผลิตสายไฟ

สำหรับการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ใช้สูตรคลาสสิก f₀ = 1/(2π√LC) โดยที่ f₀ คือความถี่เรโซแนนซ์

ที่ความถี่เรโซแนนซ์ XL = XC และแรงดันที่ตัวเหนี่ยวนำและแรงดันที่ความจุของวัตถุทดสอบจะเท่ากัน แรงดันนี้เป็น Q คูณแรงดันแหล่งกำเนิด โดยที่ Q คือค่าปัจจัยคุณภาพ หรือเรียกว่าปัจจัยขยายแรงดัน

ค่า Q สามารถสูงมาก ถึง 120 (โปรดดูค่าที่แน่นอนในคู่มืออุปกรณ์เฉพาะ) ซึ่งลดความจำเป็นในการใช้กำลังไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดลงอย่างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลที่อุปกรณ์เรโซแนนซ์อนุกรมได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

อุปกรณ์เรโซแนนซ์อนุกรมทั่วไปสามารถให้ช่วงความถี่ที่ปรับได้ 30–300 Hz ทำให้สะดวกในการหาจุดเรโซแนนซ์

สุดท้าย มาพูดถึงแรงดันทดสอบ สำหรับสายไฟแรงสูง 10 kV แรงดันทดสอบป้องกันเลือกเป็น 2U₀ ระยะเวลา 5 นาที หากไม่มีการปล่อยประจุ ไม่มีการเสียหาย ไม่มีความร้อน ไม่มีควัน และไม่มีกลิ่นแปลกๆ จะถือว่าผ่านการทดสอบ

มีสองประเภทของสายไฟ 10 kV คือ 6/10 kV และ 8.7/15 kV ต้องเลือกแรงดันทดสอบที่เหมาะสมตามรุ่นของสายไฟที่เฉพาะเจาะจง