Jatkuvan testauksen korispannoksi johtoja
1. Korkeajännitekaapelin vakiovaihtelujen mittaamisen määritelmä
Korkeajännitekaapelin vakiovaihtelujen mittaaminen tarkoittaa järjestelmällistä mittauksia, joissa käytetään erityisiä laitteita sähköisten parametrien, kuten vastuksen, induktanssin, kapasitanssin ja johtavuuden, mittaamiseen ennen kaapelivaihteen ottamista käyttöön tai suuren ylläpidon jälkeen. Tavoitteena on saada perustiedot kaapelin sähkömagneettisista ominaisuuksista, mikä toimii kriittisenä testausvaiheena tarjoten tarkkoja parametreja voimasysteemien virtasuuntia koskeville laskutoimituksille, suojareleiden konfigurointiin, lyhytsulkuvirta-analyysiin ja kaapelivaihteen toimintatilan arviointiin.
Sen keskiarvoinen arvo piilee kahdessa näkökulmassa: ensiksi, varmistetaan poikkeamat suunnitteluarvojen ja todellisten mitattujen arvojen välillä välttääksemme suojamekanismien epäonnistumiset tai järjestelmän vakauden ongelmat parametrien sopimattomuudesta; toiseksi, luodaan "perusparametritietokanta" kaapelivaihteen käsittelyyn, tarjoten viitetietoa myöhempien toiminnallisten muutosten (kuten eristyksen ikääntymisen tai huonosti yhdistettyjen liitosten) tunnistamiseksi. DL/T 596 "Sähkövarusteiden ennaltaehkäisevät testausohjeet" ja GB 50217 "Voima-kaapelitoiminnan suunnittelun normi" mukaan kaikki vakiovaihtelutestit on suoritettava 220 kV:n ja sitä suuremmille kaapelivaihteille ottamisen yhteydessä, kun taas 110 kV:n ja sitä pienemmät vaihtot ovat toteutettavissa valikoivasti järjestelmän tärkeyden perusteella.
2. Kokonaisprosessi korkeajännitekaapelin vakiovaihtelujen mittaamisessa
2.1 Testin valmisteleva vaihe
2.1.1 Teknisten tietojen kerääminen ja paikan tutkiminen
Täydet kaapelivaihteen suunnitteluparametrit on saatava, mukaan lukien jänniteluokka (esim. 220 kV, 500 kV), kaapelimalli (esim. YJV22-220 kV-1×2500 mm²), asennustapa (suora maastoon, putki, kaapeleiva), pituus (tarkkuudella 0.1 km), johtimen materiaali (puolisto tai alumiini), eristyksen tyyppi (XLPE, öljypohjainen paperi), metallinen kuoret-rakenne (kopparintausta, koppariliitto) ja maaritys (suora maaritys, ristiinmaaritys). Paikan tutkimuksessa on varmistettava päätestipaikan (yleensä kaapeliterminaali) ja apupaikan (vastainen alijärjestys) kommunikaatio-olosuhteet, maanjärjestelmän eheys, turvallisuusetäisyys lähistöllä olevilta sähkölaitteilta (≥1.5 kertaa testijännitteen turvallisuusetäisyys) ja käytettävä elektrostaattista jännitemittaria induktoidun jännitteen mittaamiseen (joka voi nousta kymmeniin volttiin energisoitujen linjojen lähellä olevilla kaapeleilla, vaatien sähköisku-suojatoimenpiteitä).
2.1.2 Testisuunnitelman laatiminen ja laitteiden valinta
"Kaapelivaihteparametrien testausohjeiden" mukaan on laadittava yksityiskohtainen suunnitelma, johon sisältyy testauskohteet (positiivinen vastus, nolla-sekvenssin kapasitanssi jne.), laitemallit, kytkentätavat ja turvatoimet. Ytimelliset laitteet sisältävät:
Vaihtoverkkoparametrimittari (tarkkuusluokka 0.2, taajuusalue 45–65 Hz, ulostulovirta ≥10 A);
Kolmifasettinen jänniteohjauslaitte (kapasiteetti ≥5 kVA, säädettävä alue 0–400 V);
Erillisvirtalaitte (1:1 suhde estää verkkojen häiriöt);
Apuvälineet: lämpömittari/ilmankosteusmittari (ympäristön lämpötilan ja kosteuden on tallennettava parametrien lämpökorjausta varten), purkulaite (25 kV luokka, purkuaika ≥5 min), lyhytkytkentäjohtimet (leikkauksen pinta-ala ≥25 mm² kuparin kaapeli, pituus mukautettu paikan päälle) ja eristyshalko (3 m, eristysvastus ≥1000 MΩ).
2.1.3 Turvatoimien toteuttaminen
Testialue on suljettava turvavarusteilla ja merkitsevä "Korkeajännitevaara" -varoitusmerkeillä. Pää- ja aputestipaikoissa on varustettava radiokootit (käyttöalue ≥1 km) ja hätäpysäytyspainikkeet. Kaikki testihenkilökunta on varustettava eristyskäsineillä (35 kV luokka), eristyskenkillä (murtojännite ≥15 kV) ja kaksoiskoukulla turvavyöillä korkealla työskenneltäessä. Kaapelin toisessa päässä on irrotettava muut laitteet ja sovitettava väliaikaiset maayhdysjohdot estääkseen takaperinsyöttämisen.
2.2 Paikan päällä toteutettava testausvaihe
2.2.1 Testikytkentä ja vaiheiden tarkistus
Positiivisen sekvenssin parametritestauksen esimerkkinä kytkentämenettely on seuraava:
(1) Lyhdytään kolme fasettia (A, B, C) toisessa päässä ja maataan metallinen kuori vain yhdestä päästä (ristimaitysjärjestelmissä irrotetaan ristiinmaityslinkit ristiinmaityslaatikosta ja testataan kukin osa erikseen);
(2) Sovitetaan vaihtojännite (yleensä 380 V) fasettiin A päätestipäästä jänniteohjauslaitteen ja erillisvirtalaitteen kautta; jätetään fasetit B ja C avoimeksi; kytketään vaihtoverkkoparametrimittarin jännite- ja virtasampailuet.
Vaiheiden tarkistus: Käytetään multimetria mittamaan jokaisen fasetin jännitevaihe varmistaaksemme oikeiden samannimisten fasettien yhteydet ja välttääksemme mittaushäiriöt väärästä vaihejärjestyksestä.
2.2.2 Parametrien mittaamisprosessi
Positiivinen vastus (R1) ja reaktanssi (X1): Sovitetaan testivirta (yleensä 5–10 A) fasettiin A, mitataan jänniten ja virran suuruuden ja vaihekulman erotus, ja lasketaan kaavoilla R1 = U/I·cosϕ ja X1 = U/I·sinϕ. Toistetaan testi kolme kertaa ja otetaan keskiarvo, vähintään 1 minuutin välein testejä varten estääksemme johtimen lämpenemisen vaikutuksen vastuksen arvoihin.
Nolla-sekvenssin kapasitanssi (C0): Lyhdytetään ja yhdistetään fasetit A, B ja C mittarin korkeajännitepäähän, maataan metallinen kuori, sovitetaan 100 V, ja mitataan kapasitanssi Schering-silta-periaatteella. Lineaarisuuden on oltava tarkistettu eri jänniteasteilla (50 V, 100 V, 200 V), poikkeamalla ≤2%.
Eristysvastus (Rins): Käytetään 2500 V megohmmiammettria eristysvastuksen mittaamiseen johtimen ja kuoren välillä. Merkitään lukema 1 minuutin jälkeen sovitettuun jännitteeseen ja samaan aikaan merkitään ympäristön lämpötila. Muunnetaan 20°C viitearvoksi kaavalla R20 = Rt × 10^(0.004(t−20)) (missä t on mitattu lämpötila).
2.2.3 Datan kirjaaminen ja pätevyyden arviointi
Jokaisen parametrin testauksen jälkeen välittömästi kirjataan laitteen lukema, ympäristön lämpötila ja kosteus, testiaika ja mahdolliset poikkeamat (esim. jännitefluktuaatiot, epätavalliset äänet). Datapätevyyskriteerit sisältävät:
Kolmen toistetun mittauksen relatiivinen poikkeama samaa parametria kohti ≤5%;
Positiivisen impedanssin poikkeama suunnitteluarvosta ≤10% (huomioiden asennuspituuden virhe);
Eristysvastus, lämpökorjattuna, tulisi olla ≥1000 MΩ·km (standardi XLPE-kaapeleille).
2.3 Testin jälkeinen käsittelyvaihe
2.3.1 Turvallinen purku ja kytkentäpoisto
Testauksen jälkeen ensin irrotetaan jänniteohjauslaitteen virranlähtö. Sitten käytetään purkulaite suorittamaan "useita purkuja" kaapelin johtimelle ja kuorelle (jokainen purku kestää ≥1 minuutti, 30 sekunnin välein). Vain kun varmistetaan, että jäännös-jännite on ≤50 V, voidaan lyhytkytkentäjohtimet ja testilevät poistaa. Ristiinmaitysjärjestelmissä yhdistetään uudelleen ristiinmaityslinkit ristiinmaityslaatikossa ja mitataan jatkuvuus varmistaaksemme oikean yhteyden.
2.3.2 Datan korjaus ja raportin valmistelu
GB/T 3048.4 "Sähkövarusteiden sähköiset testausmenetelmät" mukaan mitatut parametrit on korjattava lämpötilalle ja taajuudelle:
Vastuksen lämpötilakorjaus:
Kuparin johtimille: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (missä α = 0.00393/°C);
Kapasitanssin taajuuskorjaus:
Kun testitaajuus poikkeaa 50 Hz:istä, korjataan käyttämällä: C₅₀ = Cf × (1 + 0.002∣f − 50∣).
Testiraportissa on sisällyttävä testausstandardi (esim. DL/T 475), laitteen kalibrointitodistuksen numero, parametrien vertailupöytä (suunnitteluarvot vs. mitatut arvot) ja lopullinen arvio (esim. "Hyväksytty", "Uusi testaus suositeltu").
