Zaloguj się
Twój koszyk:

Liczba produktów: 0
Wartość produktów: 0
 Skip Navigation LinksTomtronix : Artykuły : Badania AC kabli bez degradacji

Spis artykułów

Artykuły techniczne


Badania napięciem AC kabli bez ich degradacji

Wstęp
ArtykułMonitorowanie integralności izolacji kabli zawsze było najwyższym priorytetem firm energetycznych, ponieważ zapewnia ono ciągłość pracy ważnych podziemnych obwodów kablowych. Filozofia wspierająca badania jest oparta na twierdzeniu, że profilaktyczne pomiary mogą być wykorzystane do wczesnego wykrywania pogarszania się izolacji, co umożliwia zaplanowanie wygodniejszych i bardziej ekonomicznych terminów napraw. W tym kontekście, pokazano, że uszkodzenie wywołane w czasie pomiarów spowoduje nieporównywalnie mniejsze uszkodzenie kabla, niż uszkodzenie, które wystąpi, gdy kabel pracuje pod pełnym obciążeniem. Ponieważ aparatura pomiarowa AC ma duże gabaryty oraz wagę, nie była wykorzystywana do badań stosunkowo długich obwodów. W konsekwencji, zostały zatrudnione pomiary DC, ponieważ sprzęt DC ma zawsze nieporównywalnie mniejsze wymiary w stosunku do tradycyjnego sprzętu pomiarowego AC. Na przykład, kabel o długości 1,6km badany przy napięciu 50kV AC mógł wymagać sprzętu pomiarowego o mocy od 400kVA do 500kVA. Przyrząd pomiarowy DC przy 50kV mógł wymagać mocy tylko 50W, dlatego sprzęt pomiarowy DC jest znacząco mniejszy i łatwiejszy do użycia niż odpowiadający tradycyjny sprzęt AC.

Różne zdania na temat badań profilaktycznych
Istnieją przeciwne opinie na temat badań profilaktycznych, niektóre firmy doświadczyły zwiększenia niezawodności pracy w konsekwencji badań okresowych, natomiast wiele firm doświadczało awarii pracy kabli przypisywane degradacji izolacji spowodowanych przez nadmierne badania wytrzymałości. Badanie wytrzymałości może nadmiernie narażać izolację kabla.
W PECO Energy, Philadelphia, Pennsylvania, US, uszkodzenia kabli, które nastąpiły wkrótce po badaniach DC były rozważane jako wskazujące na nadmierne narażenie napięciowe spowodowane przez potencjał DC. W konsekwencji, badanie napięciem DC było unikane. W programie sponsorowanym przez Electric Power Resarch Institute (EPRI) w Detriot Edison, uzyskano potwierdzenie, że badanie DC degraduje izolację i wpływa na pogorszenie niezawodności starszych kabli.

Badania napięciem AC przy niskich częstotliwościach
Troska o nadmierne narażanie kabli podczas badań DC doprowadziła PECO Energy do rozważenia alternatywnych metod pomiarowych i ostatecznie, firma stała się patronem ze strony przemysłu nad projektem Cable Laboratories of New Brinswick, New Jersy. Chociaż w projekcie uczestniczyły i sponsorowały go EPRI oraz Canadian Electricity Association, to PECO Energy rozpowszechniło świadomość stosowania bardzo niskich częstotliwości (VLF) wdrażając te metody do badań własnych systemów kablowych.
Jeszcze przed badaniami naukowymi projektu, PECO Energy zaprojektowało i zbudowało 60Hz urządzenie do lokalizacji uszkodzeń oraz badań wysokim napięciem. Ponieważ podstawowym zastosowaniem było lokalizowanie uszkodzeń kabli z wymogiem do 40A, 60Hz, impulsu wyjściowego, napięcie zostało ograniczone do relatywnie niskiego poziomu 8kV. Następny zespół został zbudowany z napięciem wyjściowym 15kV. Oba urządzenia były skuteczne w lokalizowaniu uszkodzeń, ale wadą było to, że napięcie wyjściowe było za niskie do prawdziwych badań wysokonapięciowych i było niewystarczające do przebicia kabla. Efekt był taki, że badanie napięciem DC było ciągle konieczne.
Ponieważ systemy kabli energetycznych są zasadniczo obciążeniem pojemnościowym, moc konieczna do dostarczenia energii jest proporcjonalna do częstotliwości. W przypadku DC (gdzie częstotliwość jest efektywnie zerem), sprzęt ma małe wymiary, w przypadku AC sprzęt jest ogromny. Każdy z dwóch 60Hz systemów pomiarowych PECO Energy był zamontowany na dedykowanej dużej ciężarówce z agregatem prądotwórczym o mocy 450KM.
High Voltage, Inc., Copake, New York, zaprezentowała możliwość wykonywania badań wysokonapięciowych przy użyciu nowo skonstruowanego modelu VLF sprzętu pomiarowego, który pozwolił uniknąć niepożądanych efektów DC.
Sprzęt VLF, kompaktowy i lekki, jest porównywalny co do wymiarów i wagi z wysokonapięciowymi systemami pomiarowymi DC
. Jest dużo mniejszy niż typowy generator udarów.
Zestawy VLF wytwarzają sinusoidalne napięcie o kształcie niezależnym od pojemności obciążenia oraz mają wybierane przez użytkownika częstotliwości 0,1Hz, 0,05Hz i 0,02Hz, która koresponduje ze zwieszaniem się dopuszczalnego obciążenia wraz ze zmniejszaniem częstotliwości. Ta możliwość pozwala użytkownikowi na wybór niższej częstotliwości dla kabli o większej długości, gdzie przykładowo 0,05Hz może być używane do długości około 6km, 0,02Hz dla większych długości i 0,1Hz dla krótszych długości. System 60kV jest wystarczająco mały, żeby zamontować go na ręcznym wózku dla ułatwienia przemieszczania, jest również zasilany z typowego gniazdka sieciowego 230V.
PECO Energy używa wysokonapięciowych systemów VLF do prób wytrzymałościowych po naprawach uszkodzeń, do badań nowych systemów przez podłączeniem napięcia oraz do badania linii, które nie były używane przez dłuższy okres czasu i maja być używane ponownie. Większość z tych starszych obwodów są mieszanką kabli różnych typów i mogą być badane przy wyższym napięciu przy użyciu systemów VLF niż jest to możliwe przy systemach 60Hz.
Ponieważ wiele kabli PECO Energy jest ciągle rozbudowywanych, zmiana ich położenia lub budowa nowych obwodów są wykonywane przez ekipy kontraktowe, systemy VLF są używane do sprawdzenia wysokim napięciem wszystkich prac, jako kontrola jakości przed odbiorem. Są skuteczne w odnajdywaniu wielu problemów w połączeniach, które mogłyby powodować awarie obwodów, jeżeli kable ponownie wróciłyby do pracy. Systemy te udowodniły również swą efektywność w odnajdywaniu początkowych stadiów przebić w izolacji.

Lokalizowanie uszkodzeń
Po wystąpieniu uszkodzeniu, niektóre typy uszkodzeń kabli, które ujawniły się z bardzo dużą rezystancją, mogły nie dawać się przebijać za pomocą tradycyjnych systemów diagnostycznych 50Hz z powodu za niskiego stosowanego w nich napięcia. W tych przypadkach, było konieczne użycie wysokiego napięcia DC, nawet jeżeli metoda ta była unikana kiedykolwiek to możliwe. Tam gdzie były użyte systemy VLF, ich wyższe napięcia kończyły się sukcesem w powodowaniu przebicia w krótkim czasie około jednej minuty. Najdłuższym czasem do przebicia było 13 minut. W tych przypadkach, uszkodzenia były wystarczająco zwęglone, że pozwalały na użycie tradycyjnych metod lokalizacji uszkodzeń bez kontynuacji dopalania.
PECO Energy odkryło również, że VLF jest bardziej efektywne niż DC w powodowaniu przebić miejsc uszkodzeń systemów kabli  15kV, z izolacją papierową, w osłonie z ołowiu również w kablach 5kV z izolacją gumową i ołowiem (R&L). Charakter uszkodzenia tego kabla często powoduje samoczynne wypalenie przewodzącego mostka, wymagające poźniej bardzo wysokich napięć DC do wytworzenia przebicia w miejscu uszkodzenia. Systemy VLF są skuteczne w powodowaniu przebicia uszkodzenia w tych systemach R&L dużo szybciej, przyspieszając proces lokalizacji miejsca uszkodzenia.

Wnioski
EPRI- oraz Canadian Electricity Association sponsorowały prace wykonane w Cable Technology Laboratory, zademonstrowały zdolność badań VLF do przebijania osłabionych kabli, nie uszkadzając, ani nie degradując systemów kablowych. Zastosowanie badań VLF na systemach PECO Energy potwierdziło wyniki badań naukowych oraz wysiłek włożony w rozwój tej technologii.

Do badań napięciami wolnozmiennymi izolacji proponujemy systemy HVI VLF

 

Powiadomienie o plikach cookie. Witryna korzysta z plików cookie.
Pozostając na tej stronie, wyrażasz zgodę na korzystanie z plików cookie.
Dowiedz się więcej