Konstantní testování vysokonapěťových kabelových linek
1. Definice testu konstant vysokonapěťové kabelové linky
Test konstant vysokonapěťové kabelové linky zahrnuje systémové měření pomocí specializovaných přístrojů elektrických parametrů, jako jsou odpor, indukčnost, kapacitance a vodivost, před uvedením kabelové linky do provozu nebo po hlavní opravě. Cílem je získat základní data charakterizující elektromagnetické vlastnosti kabelu, což slouží jako klíčová fáze testování poskytující přesnou podporu parametrů pro výpočty proudového toku v elektrickém systému, konfiguraci relé ochrany, analýzu krátkozaměrného proudu a hodnocení operačního stavu kabelu.
Jeho jádrové hodnoty spočívají ve dvou aspektech: prvně, ověření odchylek mezi návrhovými hodnotami a skutečně změřenými hodnotami, aby se zabránilo selháním ochrany nebo problémům se stabilitou systému způsobeným neshodou parametrů; druhé, vytvoření „záznamové databáze základních parametrů“ pro kabelovou linku, která poskytuje referenci pro identifikaci následných operačních změn (např. stárnutí izolace nebo špatný kontakt spojení). Podle DL/T 596 „Předpisy pro prevencioní testování elektrického zařízení“ a GB 50217 „Norem pro návrh elektrických kabelů v energetice“ musí být všechny konstantní testy dokončeny pro kabelové linky 220 kV a vyšší během uvedení do provozu, zatímco linky 110 kV a nižší mohou být selektivně implementovány v závislosti na důležitosti systému.
2. Úplný proces testu konstant vysokonapěťové kabelové linky
2.1 Fáze přípravy před testem
2.1.1 Shromáždění technických dat a terénní průzkum
Musí být získány komplexní návrhové parametry kabelové linky, včetně napěťové úrovně (např. 220 kV, 500 kV), modelu kabelu (např. YJV22-220 kV-1×2500 mm²), způsobu instalace (přímé zakopání, trubka, kabelový most), délky (přesné na 0,1 km), materiálu vodiče (měď nebo hliník), typu izolace (XLPE, olejná nasáklá papír), strukture kovového štítu (měděná pásky, měděný drát) a způsobu zazemlení (přímé zazemlení, zkřížené zazemlení). Terénní průzkum musí potvrdit komunikační podmínky na hlavním testovacím místě (typicky kabelové terminální stanici) a vedlejším místě (opačná transformační stanice), kompletnost systému zazemlení, bezpečnou vzdálenost od blízkého elektrifikovaného zařízení (≥1,5 násobek bezpečné vzdálenosti odpovídající testovacímu napětí) a použití elektrostatického voltmeteru k měření indukovaného napětí (které může dosahovat desítek voltů u kabelů blízko elektrifikovaných linek, což vyžaduje protiúderová opatření).
2.1.2 Vývoj testovacího plánu a výběr přístrojů
Na základě „Pokynů pro testování parametrů kabelové linky“ musí být vypracován detailní plán, který zahrnuje testovací položky (odpor pozitivní posloupnosti, kapacitance nulové posloupnosti atd.), modely přístrojů, způsoby zapojení a bezpečnostní opatření. Klíčové přístroje zahrnují:
Přístroj pro měření parametrů linky (třída přesnosti 0,2, frekvenční rozsah 45–65 Hz, výstupní proud ≥10 A);
Třífázový napěťový regulátor (kapacita ≥5 kVA, nastavitelný rozsah 0–400 V);
Izolační transformátor (poměr 1:1 pro prevenci rušení ze sítě);
Pomocné nástroje: teploměr/hygrometer (teplota a vlhkost prostředí musí být zaznamenány pro teplotní korekci parametrů), vypouštěcí tyč (třída 25 kV, doba vypouštění ≥5 min), propojovací dráty (plocha průřezu ≥25 mm² měděný kabel, délka upravena na místě), a izolační tyč (3 m, odpor izolace ≥1000 MΩ).
2.1.3 Nasazení bezpečnostních opatření
Testovací oblast musí být ohraničena bezpečnostními bariérami a označena varovnými značkami „Nebezpečí vysokého napětí“. Hlavní i vedlejší testovací místa musí být vybavena radiostanicemi (dosah komunikace ≥1 km) a tlačítky nouzového zastavení. Všichni testovací pracovníci musí nosit izolační rukavice (třída 35 kV), izolační boty (prosvěcovací napětí ≥15 kV) a dvojitý bezpečnostní pás při práci ve výšce. Dálkový konec kabelu musí být odpojen od ostatního zařízení a vybaven dočasnými zazemlovacími dráty, aby se zabránilo zpětnému napájení.
2.2 Fáze provedení testu na místě
2.2.1 Zapojení a ověření fází
Jako příklad lze uvést testování parametrů pozitivní posloupnosti, kde postup zapojení je následující:
(1) Zkrátit a zazemlit tři fáze vodiče (A, B, C) na dálkovém konci; zazemlit kovový štít pouze na jednom konci (pro systémy s zkříženým zazemlením odpojit spojovací propojky v krabici pro zkřížené zazemlení a testovat každou část zvlášť);
(2) Přiložit střídavé napětí (typicky 380 V) na fázi A na hlavním testovacím konci přes napěťový regulátor a izolační transformátor; fáze B a C nechte otevřené; připojte vedení pro vzorkování napětí a proudu přístroje pro měření parametrů linky.
Ověření fází: Použijte multimetr k měření fázového napětí každé fáze, abyste zajistili správné spojení stejnojmenných fází a zabránili chybám měření způsobeným nesprávným pořadím fází.
2.2.2 Postup měření parametrů
Odpornost (R1) a reaktance (X1) pozitivní posloupnosti: Přiložte testovací proud (typicky 5–10 A) na fázi A, změřte velikost a fázový úhel mezi napětím a proudem a vypočítejte pomocí vzorců R1 = U/I·cosϕ a X1 = U/I·sinϕ. Opakujte test třikrát a vezměte průměrnou hodnotu, s alespoň minutovým intervalem mezi testy, aby se zabránilo ohřevu vodiče, který by mohl ovlivnit hodnoty odporu.
Kapacitance nulové posloupnosti (C0): Zkrátit a připojit fáze A, B a C k vysokonapěťovému terminálu přístroje, zazemlete kovový štít, přiložte 100 V a změřte kapacitanci podle principu Scheringova mostu. Lineárnost musí být ověřena na různých napěťových úrovních (50 V, 100 V, 200 V), s odchylkami ≤2%.
Odpor izolace (Rins): Pomocí megohmmetru 2500 V změřte odpor izolace mezi vodičem a štítem. Zaznamenejte čtení po minutovém přiložení napětí a současně zaznamenejte teplotu prostředí. Převeďte na referenční hodnotu 20°C pomocí vzorce R20 = Rt × 10^(0,004(t−20)) (kde t je změřená teplota).
2.2.3 Záznam dat a hodnocení platnosti
Nemědičně po dokončení každého testu parametru zaznamenejte čtení přístroje, teplotu a vlhkost prostředí, čas testu a jakékoliv neobvyklé okolnosti (např. fluktuace napětí, neobvyklé zvuky). Kritéria platnosti dat zahrnují:
Relativní odchylka tří opakovaných měření stejného parametru ≤5%;
Odchylka impedancí pozitivní posloupnosti od návrhové hodnoty ≤10% (s ohledem na chybu délky instalace);
Odpor izolace, po korekci teploty, by měl být ≥1000 MΩ·km (norma pro kabely XLPE).
2.3 Fáze zpracování po testu
2.3.1 Bezpečné vypouštění a odpojení zapojení
Po testu nejprve odpojte zdroj napájení napěťového regulátoru. Poté použijte vypouštěcí tyč k provedení „vícekrokového vypouštění“ na vodiči a štítu kabelu (každé vypouštění trvá ≥1 minuta, s intervaly 30 sekund). Teprve po potvrzení, že reziduální napětí je ≤50 V, můžete odpojit propojovací dráty a testovací vedení. Pro systémy s zkříženým zazemlením znovu připojte spojovací propojky v krabici pro zkřížené zazemlení a změřte kontinuitu, abyste zajistili správné spojení.
2.3.2 Korekce dat a příprava zprávy
Podle GB/T 3048.4 „Metody pro elektrické testování elektrických drátů a kabelů“ musí být změřené parametry korigovány pro teplotu a frekvenci:
Korekce teploty odporu:
Pro měděné vodiče: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (kde α = 0,00393/°C);
Korekce frekvence kapacitance:
Pokud testovací frekvence odchyluje od 50 Hz, korigujte pomocí: C₅₀ = Cf × (1 + 0,002∣f − 50∣).
Zpráva o testu musí zahrnovat testovací standard (např. DL/T 475), číslo kalibračního certifikátu přístroje, tabulku srovnání parametrů (návrhové hodnoty vs. změřené hodnoty) a závěrečné hodnocení (např. „Splněno“, „Doporučeno opakovat test“).
