Neprekinjano testiranje visokonapetostnih kabelskih vodov

1. Definicija testiranja konstant vodil visoke napetosti

Testiranje konstant vodil visoke napetosti se nanaša na sistematično meritve z uporabo posebnih instrumentov električnih parametrov, kot so upornost, induktivnost, kapacitivnost in prevodnost, pred uvedbo vodila ali po velikem vzdrževanju. Cilj je pridobiti osnovne podatke, ki karakterizirajo elektromagnetna lastnosti kabela, in s tem zagotoviti ključno fazo testiranja, ki prinaša točne parametre za izračune pretoka moči, konfiguracijo nadzornih varovalnikov, analizo tokov pri kratkih krmilih in oceno stanja delovanja kabela.

Njegova osrednja vrednost leži v dveh vidikih: prvič, preverjanje odstopanj med projektiranimi vrednostmi in dejansko izmerjenimi vrednostmi, da se izognemo nepravilnim delovanjem varovalnikov ali problemom stabilnosti sistema zaradi neujemanja parametrov; drugič, vzpostavitev "bazenka baznih parametrov" za vodilo, ki ponuja referenco za identifikacijo kasnejših sprememb v delovanju (na primer staranje izolacije ali slaba stikovanost pri spojih). V skladu s standardom DL/T 596 "Preventivni preskusni predpisi za električno opremo" in GB 50217 "Standard za dizajn energetskih kablov" morajo biti vsi konstantni testi izvedeni za vodila 220 kV in višje ob uvedbi, medtem ko lahko za vodila 110 kV in nižje izbirno izvajajo glede na pomembnost sistema.

2. Poln postopek testiranja konstant vodil visoke napetosti

2.1 Faza priprave pred testom

2.1.1 Zbiranje tehničnih podatkov in terenska raziskava
Zbiranje celostnih parametrov projekta vodila, vključno z ravnino napetosti (na primer 220 kV, 500 kV), modelom kabela (na primer YJV22-220 kV-1×2500 mm²), načinom namestitve (direktna zakopavanje, cev, kabelska tolpa), dolžino (točno do 0,1 km), materialom vodiča (bakar ali aluminij), vrsto izolacije (XLPE, mastninsko impregnirano papir), strukturo metalne štite (bakrene trake, bakrene žice) in načinom povezave z zemljo (direktna povezava, krizišče povezave). Terenska raziskava mora potrditi komunikacijske pogoje na glavnem testnem mestu (običajno terminalna postaja kabela) in pomočnem mestu (nasprotna podstacija), celovitost sistema povezave z zemljo, varno razdaljo od bližnjih napetih naprav (≥1,5-krat varna razdalja, ki ustreza preskusni napetosti) in uporabo statičnega voltmeterja za merjenje inducirane napetosti (ki se lahko na kabelih blizu napetih črt doseže desetine voltov, kar zahteva ukrepe za zaščito pred električnim udarem).

2.1.2 Izdelava testnega načrta in izbira opreme

Na podlagi "Smernic za testiranje parametrov vodil" je treba izdelati podroben načrt, ki vključuje testne elemente (na primer pozitivno zaporedno upornost, neničelno kapacitivnost itd.), modele instrumentov, metode povezave in varnostne mere. Osnovna oprema vključuje:

• Testni instrument za parametre vodil (razred natančnosti 0,2, frekvenčni obseg 45–65 Hz, izhodni tok ≥10 A);

• Trokotni regulirni transformator (kapaciteta ≥5 kVA, prilagodljiv obseg 0–400 V);

• Izolacijski transformator (razmerje 1:1 za preprečevanje motenj omrežja);

• Pomožni orodji: termometr/higrometer (temperatura in vlaga okoliščin morata biti zabeleženi za temperaturno popravilo parametrov), razpoložilna palica (razred 25 kV, čas razpoložila ≥5 min), krajšnice (presedenost ≥25 mm² bakarni kabel, dolžina prilagojena na mestu) in izolacijska palica (3 m, upornost izolacije ≥1000 MΩ).

2.1.3 Uvedba varnostnih ukrepov

Testno območje mora biti ogradovano z varnostnimi barierami in označeno s tabelami "Nevarnost visoke napetosti". Glavno in pomočno testno mesto morata biti opremljena z radiotelefonami (komunikacijski obseg ≥1 km) in gumbi za hitro ustavitev. Vsi testni osebki morajo nositi izolacijske rokavice (razred 35 kV), izolacijske čevlje (prebojni napetost ≥15 kV) in dvojno krožno varnostno pasico pri delu na višini. Daljši konec kabela mora biti ločen od druge opreme in opremljen z začasno povezavo z zemljo, da se prepreči nazaj vodenje.

2.2 Faza izvedbe testiranja na mestu

2.2.1 Povezava in preverjanje faza
Kot primer vzamimo testiranje pozitivno zaporednih parametrov, postopek povezave je naslednji:
(1) Krajšanje in povezava z zemljo tri faze vodiča (A, B, C) na daljnem koncu; povezava z zemljo samo enega kraja metalne štite (za sisteme z kriziščno povezavo odstranite povezovalne vezave v kriziščni škatli in testirajte vsak del ločeno);
(2) Uporaba AC napetosti (običajno 380 V) na fazi A na glavnem testnem koncu preko regulirnega transformatorja in izolacijskega transformatorja; fazi B in C pustite proste; povežite napetost in tok vzorcev za testni instrument za parametre vodil.
Preverjanje faza: Uporabite multimeter za merjenje faze napetosti vsake faze, da zagotovite pravilno povezavo istoimenih faz in izognite se napakam merjenja zaradi napačnega zaporedja faz.

2.2.2 Postopek merjenja parametrov
Pozitivno zaporedna upornost (R1) in reaktanca (X1): Uporabite preskusni tok (običajno 5–10 A) na fazi A, zmjerite velikost in kotni razliko med napetostjo in tokom in izračunajte z formulama R1 = U/I·cosϕ in X1 = U/I·sinϕ. Ponovite preskus trikrat in vzemite povprečno vrednost, s najmanj 1-minutnim intervalom med preskusi, da se prepreči segrevanje vodiča, ki bi vplivalo na vrednosti upornosti.
Neničelna kapacitivnost (C0): Krajšanje in povezava faz A, B in C na visokonapetostni terminal preskusnega instrumenta, povezava z zemljo metalne štite, uporaba 100 V in merjenje kapacitivnosti z uporabo Scheringovega mosta. Linearnost je treba preveriti pri različnih ravneh napetosti (50 V, 100 V, 200 V), z odstopanjem ≤2%.
Upornost izolacije (Rins): Uporabite 2500 V megohmmeter za merjenje upornosti izolacije med vodičem in štitom. Zabeležite branje po 1 minutnem uporabljanju napetosti in hkrati zabeležite temperaturu okoliščin. Pretvorite v referenčno vrednost pri 20°C z uporabo formule R20 = Rt × 10^(0,004(t−20)) (kjer je t izmerjena temperatura).

2.2.3 Zapisovanje podatkov in ocenjevanje veljavnosti
Takoj po dokončanem preskusu posameznega parametra zapišite branje instrumenta, temperaturo in vlago okoliščin, čas preskusa in morebitne anomalije (na primer nihanja napetosti, nenavadni zvoki). Merila veljavnosti podatkov vključujejo:

• Relativno odstopanje treh ponovljenih meritev istega parametra ≤5%;

• Odstopanje pozitivno zaporedne impedancije od projektirane vrednosti ≤10% (z upoštevanjem napak pri dolžini namestitve);

• Upornost izolacije, po temperaturnem popravku, bi morala biti ≥1000 MΩ·km (standard za XLPE kable).

2.3 Faza obdelave po testu

2.3.1 Varno razpoložilo in odstranitev povezav
Po testiranju najprej odločite napajanje regulirnega transformatorja. Nato uporabite razpoložilno palico za "večkratno razpoložilo" vodiča in štita kabela (vsako razpoložilo trajalno ≥1 minuta, z 30-sekundnim intervalom). Odstranite krajšnice in testne povezave le po potrditvi, da je ostanek napetosti ≤50 V. Za sisteme z kriziščno povezavo ponovno povežite povezovalne vezave v kriziščni škatli in preverite kontinuiteto, da zagotovite pravilno povezavo.

2.3.2 Popravljanje podatkov in priprava poročila
V skladu s standardom GB/T 3048.4 "Metode za električno preskušanje električnih vodov in kablov" morajo biti izmerjeni parametri popravljeni za temperaturo in frekvenco:
Popravek temperature upornosti:
Za bakrene vodiče: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (kjer je α = 0,00393/°C);
Popravek frekvence kapacitivnosti:
Ko se preskusna frekvenca razlikuje od 50 Hz, popravite z: C₅₀ = Cf × (1 + 0,002∣f − 50∣).
Poročilo o testiranju mora vključevati preskusni standard (na primer DL/T 475), številko kalibracijskega certifikata instrumenta, tabelo primerjave parametrov (projektirane vrednosti vs. izmerjene vrednosti) in zaključno oceno (na primer "Uspelo", "Predlagano ponovno testiranje").