Prova contínua de línies de cablat d'alta tensió
1. Definició de la prova constants de la línia de cablal d'alta tensió
La prova constants de la línia de cable d'alta tensió es refereix a la mesura sistemàtica, utilitzant instruments especialitzats, de paràmetres elèctrics com la resistència, l'inductància, la capacitància i la conductància abans de que una línia de cable s'entri en servei o després d'una gran reparació. L'objectiu és obtenir dades fonamentals que caracteritzen les propietats electromagnètiques del cable, servint com una fase de prova crítica que proporciona un suport de paràmetres precisos per als càlculs de flux de càrrega del sistema elèctric, la configuració de protecció de relés, l'anàlisi de corrents de curto-circuit i l'avaluació de l'estat operatiu del cable.
El seu valor central es troba en dos aspectes: primer, verificar les desviacions entre els valors de disseny i els valors mesurats reals per evitar errors de protecció o problemes de stabilitat del sistema causats per discrepàncies de paràmetres; segon, establir una "base de dades de paràmetres de referència" per a la línia de cable, proporcionant una referència per identificar canvis operatius posteriors (com l'envelat de l'aïllament o un contacte deficient de les unions). Segons DL/T 596 "Reglament de Proves Preventives d'Equipaments Elèctrics" i GB 50217 "Norma de Disseny d'Enginyeria de Cables Elèctrics", totes les proves constants han de ser completades per a les línies de cable de 220 kV i superiors durant la puesta en servicio, mentre que les línies de 110 kV i inferiors poden implementar-se selectivament basant-se en la importància del sistema.
2. Procés Complet de la Prova Constants de la Línia de Cable d'Alta Tensió
2.1 Fase de Preparació Previa a la Prova
2.1.1 Recol·lecció de Dades Tècniques i Reconeixement del Lloc
Cal obtenir els paràmetres de disseny de la línia de cable de manera completa, incloent el nivell de tensió (per exemple, 220 kV, 500 kV), el model de cable (per exemple, YJV22-220 kV-1×2500 mm²), el mètode d'instal·lació (enterrament directe, conduït, bandeja de cable), la longitud (precisament a 0,1 km), el material del conductor (cobre o alumini), el tipus d'aïllament (XLPE, paper impregnat d'oli), l'estructura de la màniga metàllica (cinta de cobre, fil de cobre) i el mètode de terra (terra directa, terra en X). Un reconeixement del lloc ha de confirmar les condicions de comunicació al lloc principal de prova (normalment una estació terminal de cable) i al lloc auxiliar (subestació oposada), la integritat del sistema de terra, la distància segura de l'equipament energitzat proper (≥1,5 vegades la distància de seguretat corresponent a la tensió de prova) i utilitzar un voltí electroestàtic per mesurar la tensió induïda (que pot arribar a diverses deutes en cables propers a línies energitzades, requereix mesures antielèctriques).
2.1.2 Desenvolupament del Pla de Prova i Selecció d'Equipament
Basat en les "Directrius per a la Prova de Paràmetres de Línies de Cable," s'ha de desenvolupar un pla detallat que inclou els items de prova (resistència de seqüència positiva, capacitància de seqüència zero, etc.), models d'instruments, mètodes de connectació i mesures de seguretat. L'equipament bàsic inclou:
Prova de paràmetres de línia (classe de precisió 0,2, rang de freqüència 45–65 Hz, corrent de sortida ≥10 A);
Regulador de tensió trifàsic (capacitat ≥5 kVA, rang ajustable 0–400 V);
Transformador d'isolació (relació 1:1 per prevenir interferències de la xarxa);
Eines auxiliars: termòmetre/higròmetre (la temperatura i humitat ambientals han de ser registrades per a la correcció de temperatura dels paràmetres), barra de descàrrega (classe 25 kV, temps de descàrrega ≥5 min), fils de curtcircuït (secció transversal ≥25 mm² de cable de cobre, longitud personalitzada al lloc) i bastó aïllant (3 m, resistència aïllant ≥1000 MΩ).
2.1.3 Implementació de Mesures de Seguretat
L'àrea de prova ha de estar tancada amb barreres de seguretat i marcat amb senyals d'avís de "Perill d'Alta Tensió." Tots dos llocs de prova, principal i auxiliar, han de tenir radiotransmetredors (rang de comunicació ≥1 km) i botons d'atur d'emergència. Tot el personal de prova ha de portar guants aïllants (classe 35 kV), sabates aïllants (tensió de ruptura ≥15 kV) i cinturons de seguretat dobles gàncho quan treballin en alt. La part més llunyana del cable ha de ser desconnectada d'altres equips i dotada de cables de terra temporals per prevenir la retroalimentació.
2.2 Fase d'Implementació de la Prova al Lloc
2.2.1 Connexió i Verificació de Fases
Tenant com a exemple la prova de paràmetres de seqüència positiva, el procediment de connexió és el següent:
(1) Curtcircuitar i terra els conductors trifàsics (A, B, C) a la part més llunyana; terra la màniga metàllica només a un extrem (per a sistemes en X, desconnectar els enllaços de l'encastre en X i provar cada secció separatament);
(2) Aplicar tensió CA (normalment 380 V) a la fase A al lloc principal de prova mitjançant un regulador de tensió i un transformador d'isolació; deixar obertes les fases B i C; connectar els cables de mostreig de tensió i corrent del prova de paràmetres de línia.
Verificació de fases: Utilitzar un multimetre per mesurar la fase de tensió de cada fase per assegurar la connexió correcta de les fases homònimes i evitar errors de mesura deguts a una seqüència de fases incorrecta.
2.2.2 Procediment de Mesura de Paràmetres
Resistència de seqüència positiva (R1) i reactància (X1): Aplicar corrent de prova (normalment 5–10 A) a la fase A, mesurar la magnitud i la diferència d'angle de fase entre tensió i corrent, i calcular utilitzant les fórmules R1 = U/I·cosϕ i X1 = U/I·sinϕ. Repetir la prova tres cops i prendre el valor mitjà, amb un interval d'almenys 1 minut entre proves per prevenir que el calentament del conductor afecti els valors de resistència.
Capacitància de seqüència zero (C0): Curtcircuitar i connectar les fases A, B i C al terminal d'alta tensió del prova, terra la màniga metàllica, aplicar 100 V i mesurar la capacitància utilitzant el principi del pont de Schering. S'ha de verificar la linealitat a diferents nivells de tensió (50 V, 100 V, 200 V), amb desviacions ≤2%.
Resistència aïllant (Rins): Utilitzar un megohmmetre de 2500 V per mesurar la resistència aïllant entre el conductor i la màniga. Registrar la lectura després d'aplicar la tensió durant 1 minut i registrar simultàniament la temperatura ambiental. Convertir al valor de referència de 20°C utilitzant la fórmula R20 = Rt × 10^(0,004(t−20)) (on t és la temperatura mesurada).
2.2.3 Registre de Dades i Avaluació de Validesa
Immediatament després de completar cada prova de paràmetres, registre la lectura de l'instrument, la temperatura i humitat ambientals, l'hora de la prova i qualsevol anormalitats (per exemple, fluctuacions de tensió, sorolls inusuals). Els criteris de validesa de les dades inclouen:
Desviació relativa de tres mesures repetides del mateix paràmetre ≤5%;
Desviació de la impedància de seqüència positiva respecte al valor de disseny ≤10% (tenint en compte l'error de longitud d'instal·lació);
La resistència aïllant, després de la correcció de temperatura, hauria de ser ≥1000 MΩ·km (estàndard per a cables XLPE).
2.3 Fase de Processament Post-Prova
2.3.1 Descàrrega Segura i Eliminació de Connexions
Després de la prova, primer desconectar el subministrament d'energia al regulador de tensió. Després, utilitzar una barra de descàrrega per realitzar "múltiples descàrregues" al conductor i a la màniga del cable (cada descàrrega ha de durar ≥1 minut, amb un interval de 30 segons). Només després de confirmar que la tensió residual és ≤50 V, s'han de retirar els fils de curtcircuït i els cables de prova. Per a sistemes en X, reconnectar els enllaços en l'encastre en X i mesurar la continuïtat per assegurar una connexió adequada.
2.3.2 Correcció de Dades i Preparació del Informe
Segons GB/T 3048.4 "Mètodes de Prova Elèctrica de Cables i Filferros Elèctrics," els paràmetres mesurats han de ser corregits per temperatura i freqüència:
Correcció de temperatura de la resistència:
Per a conductors de cobre: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (on α = 0,00393/°C);
Correcció de freqüència de la capacitància:
Quan la freqüència de prova es desvia de 50 Hz, corregir utilitzant: C₅₀ = Cf × (1 + 0,002∣f − 50∣).
L'informe de prova ha de incloure l'estàndard de prova (per exemple, DL/T 475), el número de certificat de calibratge de l'instrument, una taula de comparació de paràmetres (valors de disseny vs. valors mesurats) i una avaluació conclusiva (per exemple, "Aprovat", "Recomanada Reprueba").
