Hochspannungsprüfung | Niederfrequenz-Konstantstrom-Hochfrequenz-Überschlag- oder Impulsprüfung
Die Nachfrage nach elektrischer Energie steigt rapide. Heutzutage ist eine große Menge an elektrischer Energie erforderlich, um von einem Ort zum anderen übertragen zu werden, um diese steigende Energiebedarf zu befriedigen. Die Massenstromübertragung kann am effizientesten durch ein Hochspannungssystem für die elektrische Energieübertragung durchgeführt werden. Daher wird das Hochspannungssystem zur Energieübertragung zu einer wesentlichen Anforderung. Die in diesen Hochspannungsübertragungssystemen verwendeten Geräte sollten in der Lage sein, diesen hohen Spannungsspannungen standzuhalten.
Neben dieser normalen Standhaftigkeit gegenüber hohen Spannungen müssen Hochspannungsgeräte auch in der Lage sein, verschiedene Überspannungen während ihres Betriebslebens zu standhalten. Diese verschiedenen Überspannungen können bei verschiedenen ungewöhnlichen Bedingungen auftreten.
Diese ungewöhnlichen Überspannungen können nicht vermieden werden, daher wird die Isolierstufe der Geräte so konstruiert und hergestellt, dass sie all diese ungewöhnlichen Bedingungen standhalten kann. Um die Fähigkeit zur Standhaftigkeit gegenüber diesen ungewöhnlichen Überspannungen sicherzustellen, müssen die Geräte verschiedenen Hochspannungsprüfverfahren unterzogen werden.
Einige dieser Prüfungen dienen dazu, die Permittivität, die dielektrischen Verluste pro Volumeneinheit und die dielektrische Festigkeit eines Isoliermaterials zu gewährleisten. Diese Prüfungen werden in der Regel an einem Probenstück des Isoliermaterials durchgeführt. Andere Hochspannungsprüfungen werden an vollständigen Geräten durchgeführt. Diese Prüfungen dienen dem Messen und Gewährleisten der Kapazität, dielektrischen Verluste, Zerspannungsspannung und Flimmerspannung usw. des gesamten Geräts.
Arten der Hochspannungsprüfung
Es gibt hauptsächlich vier Arten von Hochspannungsprüfverfahren, die auf Hochspannungsausrüstungen angewendet werden, und diese sind
Dauernde Niederfrequenzprüfungen.
Konstante Gleichstromprüfung.
Hochfrequenzprüfung.
Stoß- oder Impulsprüfung.
Dauernde Niederfrequenzprüfung
Diese Prüfung wird in der Regel mit Netzfrequenz (in Indien 50 Hz, in Amerika 60 Hz) durchgeführt. Es handelt sich um die am häufigsten verwendete Hochspannungsprüfung, die an Hochspannungsausrüstungen durchgeführt wird. Diese Prüfung, d.h. die dauernde Niederfrequenzprüfung, wird an einem Probenstück des Isoliermaterials durchgeführt, um die dielektrische Festigkeit und die dielektrischen Verluste des Isoliermaterials zu bestimmen und sicherzustellen. Diese Prüfung wird auch an Hochspannungsausrüstungen und Hochspannungsisolatoren durchgeführt, um die dielektrische Festigkeit und die Verluste dieser Ausrüstungen und Isolatoren zu gewährleisten.
Verfahren der dauernden Niederfrequenzprüfung
Das Prüfverfahren ist sehr einfach. Eine hohe Spannung wird über einen Isolationsproben oder das zu prüfende Gerät mittels eines Hochspannungs-transformators angelegt. Ein Widerstand wird in Serie mit dem Transformator geschaltet, um den Kurzschlussstrom im Falle eines Zusammenbruchs des zu prüfenden Geräts zu begrenzen. Der Widerstand ist so dimensioniert, dass er genauso viele Ohm hat wie die hohe Spannung, die über das zu prüfende Gerät angelegt wird.
Das bedeutet, dass der Widerstand 1 Ohm/Volt betragen muss. Wenn wir beispielsweise 200 kV während der Prüfung anlegen, muss der Widerstand 200 kΩ haben, damit der Fehlerstrom bei ultimativer Kurzschlusssituation auf 1 A begrenzt wird. Für diese Prüfung wird die Netzfrequenz-Hochspannung über einen längeren spezifischen Zeitraum auf den Proben oder das zu prüfende Gerät angelegt, um die kontinuierliche Standhaftigkeit gegen hohe Spannungen zu gewährleisten.
HINWEIS: Der Transformator, der für die Erzeugung von extrem hoher Spannung bei diesem Hochspannungsprüfverfahren verwendet wird, muss nicht unbedingt eine hohe Leistungsklasse haben. Obwohl die Ausgangsspannung sehr hoch ist, ist der maximale Strom auf 1 A in diesem Transformator begrenzt. Manchmal werden gekoppelte Transformatoren verwendet, um sehr hohe Spannungen zu erzielen, wenn dies erforderlich ist.
Hochspannungsgleichstromtest
Der Hochspannungsgleichstromtest ist normalerweise auf Geräte anwendbar, die in Hochspannungsgleichstromübertragungssystemen verwendet werden. Dieser Test ist jedoch auch auf Hochspannungswaechromgeräte anwendbar, wenn Hochspannungswaechromtests aus unvermeidlichen Gründen nicht möglich sind.
Zum Beispiel ist es vor Ort, nach der Installation von Geräten, ziemlich schwierig, Wechselstromhochspannung bereitzustellen, da der Hochspannungstransformator möglicherweise nicht vor Ort verfügbar ist. Daher ist eine Hochspannungsprüfung mit Wechselstrom nach der Installation des Geräts vor Ort nicht möglich. In dieser Situation ist der Hochspannungsgleichstromtest am geeignetsten.
Bei der Hochspannungsgleichstromprüfung von Wechselstromgeräten wird eine Gleichspannung, die etwa das Doppelte der normalen Nennspannung beträgt, für 15 Minuten bis 1,5 Stunden auf das zu prüfende Gerät angelegt. Obwohl der Hochspannungsgleichstromtest kein vollständiger Ersatz für den Hochspannungswechselstromtest ist, ist er dennoch anwendbar, wenn HVAC-Tests überhaupt nicht möglich sind.
Hochfrequenztest
Die Isolatoren, die in Hochspannungsoberleitungssystemen verwendet werden, können bei Störungen mit hoher Frequenz zu Durchschlägen oder Blitzeinschlägen führen. Hochfrequenzstörungen treten im Hochspannungssystem aufgrund von Schaltvorgängen oder anderen externen Ursachen auf. Hohe Frequenzen in der Energieversorgung können sogar bei vergleichsweise niedrigen Spannungen aufgrund hoher dielektrischer Verluste und Erwärmung zu Isolatorversagen führen.
Die Isolierung aller Hochspannungsausrüstungen muss daher die Standhaftigkeit gegenüber Hochfrequenzspannungen während ihres normalen Lebensdauer gewährleisten. Hauptsächlich führt die plötzliche Unterbrechung des Leitungstroms während des Schaltens und offener Schaltfehler zur Steigerung der Frequenz der Spannungswelle im System.
Es wurde festgestellt, dass die dielektrischen Verluste für jeden Zyklus der Energie nahezu konstant sind. Bei hoher Frequenz werden die dielektrischen Verluste pro Sekunde also viel höher als bei normaler Netzfrequenz. Diese schnellen und großen dielektrischen Verluste führen zu einer starken Erwärmung des Isolators. Starke Erwärmung führt letztendlich zu Isolatorversagen, möglicherweise durch Zersprengen der Isolatoren. Um diese Standhaftigkeit gegenüber Hochfrequenzspannungen zu gewährleisten, wird der Hochfrequenztest an Hochspannungsausrüstungen durchgeführt.
Stoß- oder Impulsprüfung
Blitze oder Stöße können einen großen Einfluss auf die Übertragungsleitungen haben. Diese Phänomene können die Isolatoren der Übertragungsleitungen zerstören und auch den elektrischen Transformatoren, die am Ende der Übertragungsleitungen angeschlossen sind, angreifen. Stoß- oder Impulsprüfungen sind sehr hohe oder extra hohe Spannungsprüfungen, die durchgeführt werden, um den Einfluss von Stößen oder Blitzschlägen auf die Übertragungsausrüstung zu untersuchen.
Direkte Blitzschläge auf Übertragungsleitungen sind normalerweise sehr selten. Wenn jedoch eine geladene Wolke näher an die Übertragungsleitung heranrückt, wird die Leitung aufgrund der elektrischen Ladung innerhalb der Wolke entgegengesetzt geladen. Wenn diese geladene Wolke plötzlich aufgrund eines Blitzschlags in der Nähe entladen wird, ist die induzierte Ladung der Leitung nicht mehr gebunden, sondern bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit durch die Leitung.
Es ist also klar, dass selbst wenn der Blitz die Übertragungsleitung nicht direkt trifft, es trotzdem eine transiente Überspannung stört. Aufgrund des Blitzschlags auf der Leitung oder in ihrer Nähe reist eine steilfrontige Spannungswelle entlang der Leitung. Die Wellenform ist unten dargestellt.
Während die Wellenform reist, tritt eine hohe Spannungsspannung auf dem Isolator auf. Dies führt oft zu heftigen Rissen der Isolatoren durch solche Blitzimpulse. Eine sorgfältige Untersuchung des Isolators und der isolierenden Teile von Hochspannungsausrüstungen sollte daher durch Hochspannungsprüfungen ordnungsgemäß durchgeführt werden.
Der Blitzimpuls ist ein völlig natürliches Phänomen, das keine vorgegebene Form und Größe der steilfrontigen Spannung hat. Daher wird für die Durchführung dieses Hochspannungsprüfverfahrens eine Standard-Spannungswelle angelegt. Diese Standardspannung kann in Höhe und Form keinerlei Ähnlichkeit mit der tatsächlichen Impulsspannung aufgrund von Blitzen oder Stößen haben.
In Großbritannien wird in BSS 923:1940 die Standardprüfwellenform als 1/50 νsek ausgedrückt, was bedeutet, dass die Spannung innerhalb von 1 Mikrosekunde auf ihren Spitzenwert steigt und innerhalb von 50 Mikrosekunden auf 50 % ihres Spitzenwerts fällt. Laut indischen Standards wird die Impulsspannung als 12/50 νsek ausgedrückt. Das bedeutet, dass die Spannung innerhalb von 12 Mikrosekunden auf ihren Spitzenwert steigt und innerhalb von 50 Mikrosekunden auf 50 % ihres Spitzenwerts zurückfällt.
Erklärung: Respektieren Sie die Originalarbeit, gute Artikel sind teilen wert, falls es Verletzungen gibt, kontaktieren Sie uns bitte, um diese zu löschen.
