การทดสอบสายเคเบิลแรงดันสูงอย่างต่อเนื่อง

1. นิยามของการทดสอบค่าคงที่ของสายเคเบิลแรงดันสูง

การทดสอบค่าคงที่ของสายเคเบิลแรงดันสูงหมายถึงการวัดอย่างเป็นระบบโดยใช้เครื่องมือพิเศษของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า เช่น ความต้านทาน อิน덕แทนซ์ แคปซิแตนซ์ และคอนดักแทนซ์ ก่อนที่สายเคเบิลจะเริ่มทำงานหรือหลังจากการบำรุงรักษาระดับใหญ่ จุดประสงค์คือเพื่อให้ได้ข้อมูลพื้นฐานที่แสดงถึงคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้าของสายเคเบิล เป็นขั้นตอนการทดสอบที่สำคัญในการให้ค่าพารามิเตอร์ที่ถูกต้องสำหรับการคำนวณกระแสโหลดในระบบไฟฟ้า การกำหนดค่าป้องกันวงจร การวิเคราะห์กระแสลัดวงจร และการประเมินสถานะการทำงานของสายเคเบิล

คุณค่าหลักอยู่ในสองด้าน: ประการแรก ตรวจสอบความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าออกแบบและค่าที่วัดได้จริง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันหรือปัญหาเรื่องความเสถียรของระบบเนื่องจากค่าพารามิเตอร์ไม่ตรงกัน ประการที่สอง สร้าง "ฐานข้อมูลพารามิเตอร์มาตรฐาน" สำหรับสายเคเบิล ให้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการระบุการเปลี่ยนแปลงในการทำงานภายหลัง (เช่น การเสื่อมสภาพของฉนวนหรือการติดต่อที่ไม่ดีของข้อต่อ) ตาม DL/T 596 "กฎระเบียบทดสอบป้องกันสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า" และ GB 50217 "มาตรฐานการออกแบบสายเคเบิลงานวิศวกรรมไฟฟ้า" จำเป็นต้องทำการทดสอบค่าคงที่ทั้งหมดสำหรับสายเคเบิลแรงดัน 220 kV ขึ้นไปเมื่อเริ่มทำงาน ในขณะที่สายแรงดัน 110 kV ลงมาสามารถเลือกดำเนินการตามความสำคัญของระบบ

2. กระบวนการทดสอบค่าคงที่ของสายเคเบิลแรงดันสูงอย่างครบถ้วน

2.1 ระยะเตรียมการก่อนทดสอบ

2.1.1 การรวบรวมข้อมูลทางเทคนิคและการสำรวจหน้างาน
ต้องได้รับพารามิเตอร์การออกแบบของสายเคเบิลอย่างครบถ้วน รวมถึงระดับแรงดัน (เช่น 220 kV, 500 kV) รุ่นของสายเคเบิล (เช่น YJV22-220 kV-1×2500 mm²) วิธีการติดตั้ง (ฝังในดิน ท่อวาง รางวางสาย) ความยาว (แม่นยำถึง 0.1 กม.) วัสดุนำ (ทองแดงหรืออลูมิเนียม) ประเภทของฉนวน (XLPE กระดาษชุบน้ำมัน) โครงสร้างโลหะชีลด์ (เทปทองแดง ลวดทองแดง) และวิธีการต่อกราวด์ (ต่อกราวด์โดยตรง ต่อกราวด์แบบไขว้) ต้องสำรวจหน้างานเพื่อยืนยันสภาพการสื่อสารที่สถานีทดสอบหลัก (โดยทั่วไปคือสถานีปลายสายเคเบิล) และสถานีรอง (สถานีไฟฟ้าฝั่งตรงข้าม) ความสมบูรณ์ของระบบกราวด์ ระยะปลอดภัยจากอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟฟ้า (≥1.5 เท่าของระยะปลอดภัยที่เหมาะสมกับแรงดันทดสอบ) และใช้โวลต์มิเตอร์สถิตเพื่อวัดแรงดันเหนี่ยวนำ (อาจสูงถึงหลายสิบโวลต์บนสายเคเบิลใกล้กับสายที่มีกระแสไฟฟ้า ต้องมีมาตรการป้องกันการช็อกไฟฟ้า)

2.1.2 การพัฒนาแผนทดสอบและการเลือกอุปกรณ์

ตาม "แนวทางการทดสอบพารามิเตอร์สายเคเบิล" ต้องพัฒนาแผนรายละเอียดที่รวมถึงรายการทดสอบ (ความต้านทานลำดับบวก แคปซิแตนซ์ลำดับศูนย์ ฯลฯ) รุ่นของเครื่องมือ วิธีการต่อสาย และมาตรการความปลอดภัย อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:

• เครื่องทดสอบพารามิเตอร์สาย (คลาสความแม่นยำ 0.2 ช่วงความถี่ 45–65 Hz กระแสออก ≥10 A);

• ตัวปรับแรงดันสามเฟส (กำลัง ≥5 kVA ช่วงปรับ 0–400 V);

• หม้อแปลงแยก (อัตราส่วน 1:1 เพื่อป้องกันการรบกวนจากกริด);

• เครื่องมือเสริม: เครื่องวัดอุณหภูมิ/ความชื้น (ต้องบันทึกอุณหภูมิและความชื้นแวดล้อมสำหรับการแก้ไขค่าพารามิเตอร์ตามอุณหภูมิ) แท่งปล่อยประจุ (คลาส 25 kV ระยะเวลาปล่อยประจุ ≥5 นาที) สายต่อ (พื้นที่หน้าตัด ≥25 mm² สายทองแดง ความยาวปรับตามหน้างาน) และเสาฉนวน (3 ม. ความต้านทานฉนวน ≥1000 MΩ).

2.1.3 การติดตั้งมาตรการความปลอดภัย

พื้นที่ทดสอบต้องปิดล้อมด้วยรั้วความปลอดภัยและติดป้ายเตือน "อันตรายแรงดันสูง" ทั้งสถานีทดสอบหลักและสถานีรองต้องมีเครื่องสื่อสารระยะไกล (ระยะสื่อสาร ≥1 กม.) และปุ่มหยุดฉุกเฉิน บุคลากรทดสอบทั้งหมดต้องสวมถุงมือฉนวน (คลาส 35 kV) รองเท้าฉนวน (แรงดันแตกตัว ≥15 kV) และเข็มขัดความปลอดภัยแบบคู่ตะขอเมื่อทำงานที่ความสูง ปลายอีกด้านของสายเคเบิลต้องถอดออกจากอุปกรณ์อื่น ๆ และต่อสายกราวด์ชั่วคราวเพื่อป้องกันการส่งกลับ

2.2 ระยะการทดสอบที่หน้างาน

2.2.1 การต่อสายและตรวจสอบเฟส
ยกตัวอย่างการทดสอบพารามิเตอร์ลำดับบวก ขั้นตอนการต่อสายคือ:
(1) ต่อสายสั้นและกราวด์ที่สายนำสามเฟส (A, B, C) ที่ปลายอีกด้าน กราวด์เฉพาะโลหะชีลด์ที่ปลายด้านเดียว (สำหรับระบบต่อกราวด์แบบไขว้ ตัดการเชื่อมโยงในกล่องต่อไขว้และทดสอบส่วนละส่วน)
(2) ให้แรงดันสลับ (ทั่วไป 380 V) ที่เฟส A ที่สถานีทดสอบหลักผ่านตัวปรับแรงดันและหม้อแปลงแยก ปล่อยเฟส B และ C ไว้เปิด ต่อสายวัดแรงดันและกระแสของเครื่องทดสอบพารามิเตอร์สาย
การตรวจสอบเฟส: ใช้มัลติมิเตอร์วัดเฟสแรงดันของแต่ละเฟสเพื่อยืนยันว่าการต่อเชื่อมเฟสเดียวกันถูกต้องและป้องกันความผิดพลาดจากการต่อเฟสผิดลำดับ

2.2.2 ขั้นตอนการวัดพารามิเตอร์
ความต้านทานลำดับบวก (R1) และปฏิกิริยา (X1): ให้กระแสทดสอบ (ทั่วไป 5–10 A) ที่เฟส A วัดขนาดและความต่างมุมระหว่างแรงดันและกระแส และคำนวณโดยใช้สูตร R1 = U/I·cosϕ และ X1 = U/I·sinϕ ทำซ้ำการทดสอบสามครั้งและใช้ค่าเฉลี่ย โดยเว้นระยะเวลาน้อยกว่า 1 นาทีระหว่างการทดสอบเพื่อป้องกันการเพิ่มความต้านทานเนื่องจากความร้อนของสายนำ
แคปซิแตนซ์ลำดับศูนย์ (C0): ต่อสายสั้นและเชื่อมเฟส A, B, และ C กับขั้วไฟฟ้าแรงสูงของเครื่องทดสอบ กราวด์โลหะชีลด์ ให้แรงดัน 100 V และวัดแคปซิแตนซ์โดยใช้หลักการสะพาน Schering ต้องยืนยันความเชิงเส้นที่แรงดันต่าง ๆ (50 V, 100 V, 200 V) โดยความคลาดเคลื่อน ≤2%
ความต้านทานฉนวน (Rins): ใช้เมกะโอห์มมิเตอร์ 2500 V วัดความต้านทานฉนวนระหว่างสายนำและชีลด์ บันทึกค่าหลังจากให้แรงดัน 1 นาที และบันทึกอุณหภูมิแวดล้อมพร้อมกัน แปลงเป็นค่าอ้างอิงที่ 20°C โดยใช้สูตร R20 = Rt × 10^(0.004(t−20)) (ที่ t คืออุณหภูมิที่วัดได้)

2.2.3 การบันทึกข้อมูลและการประเมินความถูกต้อง
ทันทีหลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบพารามิเตอร์แต่ละครั้ง บันทึกการอ่านค่าจากเครื่องมือ อุณหภูมิและความชื้นแวดล้อม เวลาทดสอบ และความผิดปกติใด ๆ (เช่น แรงดันผันผวน เสียงผิดปกติ) ข้อกำหนดความถูกต้องของข้อมูลรวมถึง:

• ความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ของการวัดพารามิเตอร์เดียวกันสามครั้ง ≤5%;

• ความคลาดเคลื่อนของความต้านทานลำดับบวกจากค่าออกแบบ ≤10% (พิจารณาความคลาดเคลื่อนของความยาวการติดตั้ง);

• ความต้านทานฉนวน หลังจากแก้ไขอุณหภูมิ ควร ≥1000 MΩ·km (มาตรฐานสำหรับสายเคเบิล XLPE).

2.3 ระยะการประมวลผลหลังทดสอบ

2.3.1 การปล่อยประจุและถอดสาย
หลังจากทดสอบ ต้องตัดการจ่ายไฟให้ตัวปรับแรงดัน จากนั้นใช้แท่งปล่อยประจุทำการ "ปล่อยประจุหลายครั้ง" ที่สายนำและชีลด์ของสายเคเบิล (การปล่อยประจุแต่ละครั้งนาน ≥1 นาที พร้อมช่วงเว้น 30 วินาที) หลังจากยืนยันว่าแรงดันตกค้าง ≤50 V จึงถอดสายสั้นและสายทดสอบ สำหรับระบบต่อกราวด์แบบไขว้ ต่อเชื่อมการเชื่อมโยงในกล่องต่อไขว้ใหม่และวัดความต่อเนื่องเพื่อยืนยันการเชื่อมต่อที่ถูกต้อง

2.3.2 การแก้ไขข้อมูลและการจัดทำรายงาน
ตาม GB/T 3048.4 "วิธีทดสอบทางไฟฟ้าสำหรับสายไฟฟ้าและสายเคเบิล" ต้องแก้ไขพารามิเตอร์ที่วัดได้สำหรับอุณหภูมิและความถี่:
การแก้ไขความต้านทานตามอุณหภูมิ:
สำหรับสายนำทองแดง: R₂₀ = Rₜ / [1 + α(t − 20)] (ที่ α = 0.00393/°C);
การแก้ไขแคปซิแตนซ์ตามความถี่:
เมื่อความถี่ทดสอบแตกต่างจาก 50 Hz ให้แก้ไขโดยใช้: C₅₀ = Cf × (1 + 0.002∣f − 50∣).
รายงานทดสอบต้องรวมถึงมาตรฐานการทดสอบ (เช่น DL/T 475) หมายเลขใบรับรองการสอบเทียบเครื่องมือ ตารางเปรียบเทียบพารามิเตอร์ (ค่าออกแบบกับค่าที่วัดได้) และการประเมินสรุป (เช่น "ผ่าน" "แนะนำให้ทดสอบใหม่")