Испытания кабеля повышенным напряжением: Методика испытаний высоковольтного кабеля 10 кВ

Испытание кабельных линий повышенным напряжением

Содержание

Методы испытаний.

1. Проверка целости и фазировки жил кабеля.

Определение целости жил и фазировка КЛ производится после окончания монтажа, перемонтажа муфт или отсоединения жил кабеля в процессе эксплуатации.

Определение целости жил кабелей напряжением до 10кВ производится мегаомметром. После включения КЛ под напряжение производится проверка правильности ее фазировки.

Сущность фазировки под напряжением заключается в определении соответствия фазы кабеля, находящейся под напряжением от распределительного устройства с противоположного конца кабеля, предполагаемой одноименной фазе шин распределительного устройства, где производится фазировка. Для фазировки КЛ 6 и 10 кВ под напряжением применяются указатели напряжения 10 кВ в комплекте с добавочным сопротивлением рисунок №1. Целость и совпадение обозначений фаз подключаемых жил кабеля должна соответствовать.

Рис. №1 Фазировка кабельных линий под напряжением.

а – соответствие фаз кабеля и шин; б – разные фазы шин и кабеля в месте присоединения последнего; 1 – указатель напряжения; 2 – трубка сопротивления; 3 – провод; 4 – шина; 5 – концевая заделка; 6 – кабель; 7 – разъем спуска шин.

ВЫПРЯМИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА (КЕНОТРОН)

Кенотронная лампа представляет собой герметически закрытый стеклянный баллон 1 (рис. 14) с очень глубоким вакуумом (10~6 мм рт. ст.). В нижней части кенотронной лампы расположен один электрод 2 в виде опирали, оба конца которого выведены в цоколь, как у обычной лампы. Этот электрод называется катодом. В верхней части лампы расположен другой электрод 3 га виде круглой пластинки с контактным выводом в виде шарика 4. Этот электрод называется анодом.

Рис. 14. Выпрямительная электронная лампа (кенотрон).
1 — стеклянный баллон; 2 — катод; 3 — анод; 4 — контактный вывод анода; 5 — цоколь катода.

Принцип действия кенотронной лампы основан на явлении термоэлектронной эмиссии, заключающейся в способности накаленного металла испускать со своей поверхности электроны. Большое количество свободных электронов, имеющихся в катоде (как и во всех металлах), не может покинуть его поверхность, так как при нормальной температуре их кинетическая энергия слишком мала. Если, однако, катод разогреть, то кинетическая энергия электронов возрастает. Из раскаленного катода электронной лампы поток электронов устремляется в сторону холодного анода. При этом чем выше температура катода, тем интенсивнее будет движение электронов. У катода поток электронов образует среду, сопротивление которой постоянно увеличиваясь прекратит процесс их дальнейшего движения. Однако если к электродам лампы приложить разность потенциалов, причем к аноду — положительный потенциал, а к катоду — отрицательный, то внутри лампы между электродами возникает электрическое поле, движение электронов возобновится и проводимость лампы восстановится. Если изменить полярность, т. е. присоединить минус батареи к аноду, а плюс — к катоду, тока в цепи не будет, так как испускаемые катодом электроны будут отталкиваться от отрицательного заряженного анода. Если к аноду вместо батареи присоединить источник переменного тока, то в момент, когда анод будет иметь положительный потенциал, ток будет проходить через лампу, а в момент отрицательного значения потенциала ток проходить не будет. В этом и заключается вентильное, т. е. избирательное действие кенотронной лампы.

Что еще важно знать?

После проведения испытательных работ результат вносится в протокол, такой, как на образце:

Что касается сроков проведения испытаний, они следующие:

Ну и немаловажно сказать о том, что для проведения работ чаще всего используют такие приборы, как ИВК-5, АИД-70 и АИИ-70!

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, как производится испытание кабеля повышенным напряжением. Теперь вы знаете, для чего нужно производить проверки и какие методики существуют на сегодняшний день!

Рекомендуем также прочитать:

• Как найти короткое замыкание в сети
• Чередование фаз в трехфазной сети
• Методики измерения сопротивления заземления

Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей

При испытаниях отмечают характер изменения тока утечки. Кабель считается прошедшим испытания при отсутствии пробоя изоляции, скользящих разрядов и толчков (или нарастания) тока утечки после того, как испытательное напряжение достигнет нормативного значения. (Табл 1.8.40 ПУЭ п. 1.8.40) После испытания исправный кабель необходимо разрядить.

Здравствуйте, дорогие посетители и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня я расскажу Вам про испытание кабельных линий. А именно, как правильно и в полном объеме испытать силовые кабели напряжением до и выше 1000 (В).

В данной статье мы рассмотрим испытания кабельных линий напряжением до и выше 1000 (В).

По верхней границе ограничимся напряжением до 10 (кВ) включительно, т.к. это самый распространенный класс напряжения, который применяется на большинстве наших предприятий и производств.

Для этого нам понадобятся, уже давно нами полюбившиеся, книги и ПТЭЭП.

Введение

Испытание кабельных линий — это очень серьезный вопрос, к которому необходимо подойти очень ответственно. В процессе эксплуатации или во время в кабельных линиях могут возникнуть следующие :

• обрыв жилы
• короткое замыкание жил между собой и на землю (старение изоляции, коррозия металлической оболочки)
• утечка масла (это относится к маслонаполненным кабелям)
• механические (в основном для кабелей, проложенных в земле)
• прочее

Во время испытаний выявляются слабые места изоляции кабеля. Еще не редко наблюдаются дефекты и ошибки монтажа концевых и соединительных муфт.

Чтобы заблаговременно выявить все вышеперечисленные повреждения, необходимо проводить испытания силовых кабелей в соответствии с нормативными техническими документами ПУЭ и ПТЭЭП. Весь перечень испытаний кабельных линий перечислен в Главе 1.8, п. 1.8.40 издательства ПУЭ и в приложении 3, п.6 правил ПТЭЭП.

Вновь вводимое и находящееся в эксплуатации , а в нашем случае, силовые кабельные линии, должно подвергаться нижеперечисленным испытаниям.

Испытания кабельных линий необходимо проводить в нормальных погодных условиях.

Величины снятых замеров при испытании кабельных линий должны сравниваться с величинами предыдущих испытаний, включая заводские испытания.

После проведения испытаний силовых кабельных линий результаты испытаний оформляются протоколом установленной формы.

Пункт 2. Измерение сопротивления изоляции кабеля

После проведения фазировки кабеля и проверки его целостности необходимо провести изоляции силовых кабельных линий.

Измерение сопротивления изоляции кабельных линий требуется проводить мегаомметром напряжением 2500 (В) в течение 1 минуты.

В качестве мегомметра я использую прибор MIC-2500 от фирмы Sonel. С помощью этого прибора можно замерить сопротивление изоляции кабельных линий, а также произвести замер степени старения и увлажненности изоляции.

Но к этому прибору мы еще вернемся в следующих статьях. И я расскажу как им пользоваться.

Уважаемые, читатели моего блога, напомню Вам, что измерение сопротивления изоляции кабеля необходимо проводить только после проверки отсутствия напряжения на кабеле. Отсутствие напряжение в электроустановке проверяется с помощью .

В данном случае мы применяем или указатели низкого напряжения, в зависимости от класса напряжения нашей электроустановки.

И еще, в электроустановках напряжением выше 1000 (В), проводить электрические измерения сопротивления изоляции кабельной линии с помощью мегаомметра необходимо в .

Пункт 3.

Испытание кабельных линий повышенным напряжением

Следующим шагом испытания кабельных линий является испытание кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока. Все кабели выше 1000 (В) подвергаются этому испытанию.

Для более наглядного примера, все данные по испытательному напряжению, марки кабелей и длительности испытаний я привел в таблицу.

Пункт 4. Измерение токораспределения по одножильным кабелям

Измерение распределения токов проводится соответственно на одножильных кабельных линиях.

Неравномерность распределения токов по кабельным линиям должна составлять не более 10%, особенно если это может привести к перегрузке отдельных фаз.

Назначение

1.1. Инструкция проведения испытаний (ИПИ) разработана в качестве руководства для профильных сотрудников, выполняющих электротехнические испытания электроустановок.

1.2. В настоящем документе определен порядок тестирования СКЛ (силовых кабельных линий) до 10 кВ.

1.3. Испытания СКЛ выполняются согласно требованиям:

• гл. 1.8.37 ПУЭ-7;
• гл. 2.4 приложение 3.1 таблицы 10,11 ПТЭЭП-2019;
• гл. 29 таблицы 29.1, 29.211 РД34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования».

1.4. Цель испытаний — тестирование соответствия измеренных параметров СКЛ или электроустановок требованиям ПУЭ-7.

Периодичность испытаний кабельных линий

Периодичность испытания кабелей 6-10 кВ

• 1 раз в год — для основных и резервных кабельных линий, питающих особо ответственных потребителей;
• 1 раз в 3 года — основные кабельные линии;
• 1 раз в 5 лет — резервные кабельные линии.

Допускается не испытывать кабельные линии длиной до 60 м, являющихся выводами из трансформаторных подстанций (ТП, РП, РТП) на воздушные линии.

Периодичность испытания кабелей 0,4 кВ

Кабели на рабочее напряжение 0,4 кВ испытываются

• вновь проложенные и после перекладки — перед включением;
• после ремонта

Обратите внимание: Периодические испытания кабелей на номинальное напряжение до 1000 В для балансодержателей / сетевых организаций не регламентированы. В связи с этим — следует руководствоваться нормами ПУЭ и ПТЭЭП для электроустановок до 1000 В для зданий и сооружений

Периодичность 1 раз в 1-3 года. смотреть подробнее

НОРМЫ ИСПЫТАНИЯ

Напряжение испытательной установки должно быть выбрано в соответствии с наивысшим напряжением, принятым для испытываемой изоляции кабеля.
Согласно ПУЭ величины испытательных напряжений и продолжительность испытаний должны быть не \менее приведенных в табл. 1.

         Таблица 1
величины испытательных напряжений и продолжительность испытаний кабелей

Наименование кабеля	Номинальное напряжение кабеля, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Продолжительность испытания, мин
С бумажной изоляцией	3—10	6 Uв	10
20—35	5 UB	10
	110	300	15
	220	450	15
С резиновой изоляцией	3	6	15
6	12	5

Приведенные значения испытательного напряжения в таблице даны на стороне выпрямленного напряжения; следовательно, действующее значение напряжения испытательной установки на стороне переменного тока будет в раз меньшим.

Ссылки по теме

• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
  / Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
• Библия электрика
  / Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
• Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10 
  / Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
• Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
  / Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
• Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
  / Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
• Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
  / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
• Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. Защитное заземление и зануление электроустановок
  / Нормативный документ от 27 марта 2020 г. в 09:05

 

 

Помогла ли вам статья?

Задать вопрос

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

Высоковольтные испытания кабеля с аппаратом Скат-70 :: Энергочать

Изоляционное покрытие высоковольтных линий связи необходимо периодически испытывать на прочность, чтобы не допустить возникновения аварий и утечки энергии. Испытания проводят с применением повышенного напряжения, используя высоковольтные установки для испытания кабеля. Высоковольтные испытания силовых кабелей проводят для обнаружения дефектов, которые могли, появится при монтаже или же в процессе эксплуатации. В целом именно высоковольтные испытания дают самую точную и достоверную информацию о состоянии линии связи и о том пригодна ли она к дальнейшей эксплуатации.

Испытание кабеля повышенным напряжением

Испытание кабеля повышенным напряжением на уровне более 1000 (В) осуществляется методом приложенного напряжения для определения местонахождения дефекта. Если не удастся найти дефекты вовремя, они способны в будущем снизить прочность изоляции высоковольтного кабеля. При проведении испытаний выпрямленным, повышенным напряжением воздействуют на жилы кабеля по очереди. На время проведения испытаний одной жилы заземляют все остальные свободные жилы кабеля, а также экраны и броню. Если кабель не имеет металлической оболочки, тогда повышенное напряжение применяют между одной жилой и соединенными между собой и заземленными другими жилами.

Процесс испытания кабеля повышенным напряжением отображен на Рис.1.

Рис.1. Схема испытания кабеля повышенным напряжением

Для проведения испытаний повышенным напряжением чаще всего используют высоковольтный испытательный аппарат Скат-70.

Аппарат высоковольтный испытательный Скат-70

Высоковольтный испытательный аппарат Скат-70 предназначен для проведения испытаний электрической прочности с использованием переменного напряжения устройств и материалов, которые не содержат емкостную частицу сопротивления. Кроме вышеперечисленных возможностей, данный аппарат используют для проведения испытаний электрической прочности постоянного напряжения проводов, кабелей, электрических устройств и других приборов, которые содержат емкостную составляющую сопротивления. Аппарат Скат-70 также используют во время проведения испытаний образцов композитных, твердых диэлектриков. Прибор Скат-70 имеет следующие отличительные особенности:

• плавное регулирование напряжения;
• высокая точность проводимых измерений тока;
• высокая точность проводимых измерений напряжения;
• наличие функциональных возможностей для осуществления прожига;
• наличие автономного режима работы, без участия оператора;
• наличие цифровой индексации величин проводимых измерений;
• наличие усовершенствованной эргономики;
• наличие сигнализации, для отображения напряжения.

Высоковольтное прожигание изоляционного покрытия кабеля предназначено упрощения поиска местонахождения повреждения. Под воздействием на поврежденный кабель напряжения на уровне 40 кВ и тока на уровне 60 мА разрушается проводящий мостик, который находится между оболочкой кабеля и жилой. Образовавшийся разрыв мостика можно найти при помощи специальных поисковых приборов — рефлектометров.

Аппарат Скат-70 представляет собой транспортируемый прибор, который состоит из двух соединенных компонентов: измерительного блока и высоковольтного трансформатора. Данный прибор работает по следующему принципу:

Первое – идет подача силового напряжения из измерительного блока на высоковольтный трансформатор. Второе – силовое напряжение преобразовывается в высокое. Третье – заземление испытуемого объекта. Четвертое – подключение испытуемой цепи к трансформатору через высоковольтный выход на его крышке.

На передней панели аппарата находится блок управления, на котором можно выставить необходимый режим работы. В приборе встроены специальные индикаторы, которые отображают силу тока и выходного напряжения. В трансформаторе встроена штанга для заземления и замыкания на землю, которой можно управлять при помощи измерительного блока.

шагов для тестирования высоковольтных кабелей

шагов для тестирования высоковольтных кабелей | Решения ВКМ

АКЦИИ

 

Испытание HIPOT, также известное как испытание на диэлектрическую стойкость, обеспечивает надежность силовых кабелей высокого напряжения. Тест выявляет проблемы с токами, протекающими из одной точки в другую. Это позволяет электрикам тестировать устройства и определять, работает ли изоляция. Это лучший способ найти поврежденную изоляцию, а также такие проблемы, как торчащие жилы проводов, загрязнения в проводниках, проблемы с расстоянием между клеммами и многое другое. Здесь мы рассмотрим, как тестировать высоковольтные кабели.

Зачем тестировать высоковольтные кабели?

Тестирование может определить потенциальный пробой изоляционного материала кабеля. Повреждение может вызвать утечку тока, что представляет серьезную опасность поражения электрическим током. Они относительно просты в эксплуатации, обеспечивают упреждающий подход к безопасности и позволяют принимать превентивные меры до того, как произойдут несчастные случаи.

Как тестировать высоковольтные кабели

Основные этапы тестирования высоковольтных кабелей:

• Изолируйте оборудование или кабели, которые не тестируются.
• Установите границы для 1000 вольт на высоте 1,53 м вокруг разъемов кабелей и тестируемого оборудования, чтобы обезопасить зону и уберечь людей от опасности.
• Провод заземления тестера HIPOT должен быть подключен к подходящему проводу заземления здания или заземляющему электроду.
• После этого вы можете подключить высоковольтный провод к одному из изолированных фазных проводов цепи.
• Включите тестер HIPOT.
• Измеритель должен быть установлен на 1000 Вольт или предварительно определить напряжение постоянного тока.
• Теперь вы можете нажать кнопку проверки, наблюдая за показаниями сопротивления в течение минуты.
• Запишите показания.
• Затем переключите тестер HIPOT в режим измерения напряжения, чтобы вы могли убедиться, что фазовый провод цепи и напряжение тестера HIPOT показывают ноль вольт.
• Повторите эти шаги для каждого фазового проводника цепи, проверяя каждую фазу на землю и каждую фазу на каждую фазу.
• Отключите тестер HIPOT от тестируемых цепей.
• Убедитесь, что цепи очищены, чтобы их можно было снова подключить и снова подать питание.

Сохраняйте записи для целей сравнения при проведении будущих испытаний.

Чтобы узнать больше о безопасных испытаниях высоковольтных кабелей, свяжитесь с нашими экспертами из VCM Solutions сегодня.

Прохождение теста

Каждый тест должен длиться не менее одной минуты, чтобы соответствовать отраслевым стандартам тестирования высоковольтных кабелей или 110–120% от 2U + 1000 В в течение 1–2 секунд. Проходные показатели следующие:

• Устройство или кабель: подвергнуты минимальному напряжению предварительно установленного напряжения в течение 1 минуты без каких-либо признаков поломки.
• Оборудование общей площадью менее 0,1 м2: Сопротивление изоляции не может быть ниже 400 МОм.
• Оборудование с общей площадью более 0,1 м2: измеренное сопротивление изоляции, умноженное на площадь модуля, не может быть меньше 40 МОм.

При выполнении теста HIPOT убедитесь, что лицо, проводящее тест, имеет соответствующую квалификацию.

Оборудование для испытаний высоковольтных кабелей

Испытания DC HIPOT предоставляют только информацию о том, соответствуют ли кабели конкретным требованиям к прочности при высоких напряжениях. В результате вы не сможете провести тщательный анализ состояния кабеля. Хотя испытания постоянным током позволяют установить более низкие значения для точек срабатывания по току утечки, чем испытания напряжением переменного тока, недавние исследования показывают, что испытания постоянным током могут фактически привести к повреждению некоторых типов изоляции кабеля. Поэтому переменный ток стал предпочтительным режимом тестирования HIPOT.

Независимо от того, проводите ли вы тестирование после прокладки высоковольтного кабеля или в рамках текущего обслуживания, эти шаги могут помочь.

Чтобы узнать больше о тестировании кабелей и о том, как это сделать, свяжитесь с нашими экспертами в VCM Solutions сегодня.

 

Источники:

 

_{https://testguy.net/content/278-Power-Cable-Testing-and-Diagnostics-Overview}

_{https://electric-portal-engineering тест на электрическую прочность диэлектрика}

Обзор испытаний и диагностики силовых кабелей

— статьи

В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, имеющихся в продаже для проведения испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения в полевых условиях. Фото: TestGuy.

Полевые испытания кабелей среднего и высокого напряжения могут проводиться по разным причинам, например, при приемке после установки, составлении графика постепенного износа изоляции с течением времени, проверке сращиваний и соединений, а также для специального ремонта. Эта оценка относится как к самому кабелю, так и к связанным с ним аксессуарам (сращиваниям и наконечникам), называемым «кабельной системой».

В соответствии со стандартами ICEA, IEC, IEEE и другими согласованными стандартами испытания можно проводить с помощью постоянного тока, переменного тока промышленной частоты или переменного тока очень низкой частоты. Эти источники могут использоваться для проведения испытаний сопротивления изоляции, базовых диагностических тестов, таких как анализ частичных разрядов, а также для определения коэффициента мощности или коэффициента рассеяния.

В этой статье представлен обзор некоторых широко используемых методов технического обслуживания и диагностики, имеющихся в продаже для проведения полевых испытаний силовых кабелей среднего и высокого напряжения. Из-за наличия различных методов тестирования кабелей выбор метода тестирования должен производиться только после оценки каждого метода тестирования и тщательного анализа установленной кабельной системы сертифицированным агентством по тестированию и владельцем кабеля.

Вопросы безопасности

При испытании кабелей безопасность персонала имеет первостепенное значение. Все испытания кабелей и оборудования должны выполняться только квалифицированным персоналом в изолированных и обесточенных системах, если иное не требуется и не разрешено. В некоторых случаях переключатели могут быть подключены к концу кабеля и служат для изоляции кабеля от остальной системы. Соблюдайте крайнюю осторожность после отключения силовых кабелей, поскольку они способны удерживать большие емкостные заряды, используйте соответствующие СИЗ и средства электробезопасности для надлежащего разряда кабелей до и после испытаний.

---

Типы испытаний кабелей

Полевые диагностические испытания могут проводиться на кабельных системах на различных этапах их срока службы. Согласно стандарту IEEE 400, тесты кабелей определяются как:

• Испытание на установку: Проводится после прокладки кабеля, но до установки каких-либо аксессуаров (соединений/соединений и концевых заделок). Эти тесты предназначены для обнаружения любых повреждений кабеля при производстве, транспортировке и установке.
• Приемочное испытание: Выполняется после установки всех кабелей и аксессуаров, но перед подачей на кабель сетевого напряжения. Его целью является обнаружение повреждений при транспортировке и установке как в кабеле, так и в кабельных аксессуарах. Также называется «тестом после укладки».
• Эксплуатационное испытание: Выполняется в течение всего срока службы кабельной системы. Его цель состоит в том, чтобы оценить состояние и проверить работоспособность кабельной системы, чтобы можно было инициировать соответствующие процедуры обслуживания.

---

Методы тестирования кабелей

Выбор используемого метода тестирования в значительной степени зависит от возраста и типа установленной кабельной системы. Многие из методов, описанных в этой статье, могут выполняться как приемочные или эксплуатационные испытания, в зависимости от таких условий, как приложенное испытательное напряжение или продолжительность испытания.

Выбор используемого метода тестирования в значительной степени зависит от возраста и типа установленной кабельной системы.

Целью любого диагностического теста является выявление проблем, которые могут существовать в кабеле, неразрушающим способом, чтобы можно было принять превентивные меры, чтобы избежать потенциального отказа этого кабеля во время эксплуатации. Диагностические оценки могут применяться к кабельным системам, состоящим из самого кабеля и связанных с ним аксессуаров, таких как сращивания и концевые заделки.

Содержимое

1. Испытание на электрическую прочность
2. Очень низкая частота (VLF)
3. Затухающее напряжение переменного тока (DAC)
4. Коэффициент мощности/коэффициент рассеяния (тангенс дельта)
5. Сопротивление изоляции постоянному току
6. Частичный разряд
7. Каталожные номера

---

1. Испытание на диэлектрическую стойкость

Испытание на электрическую стойкость представляет собой базовое испытание на электрическую нагрузку, проводимое для проверки того, что изоляционная система обеспечивает достаточный срок службы. Для испытания на устойчивость испытуемая изоляция должна выдерживать заданное приложенное напряжение, превышающее рабочее напряжение на изоляции, в течение определенного периода времени без пробоя изоляции.

Величина выдерживаемого напряжения обычно намного больше, чем величина рабочего напряжения, а количество применяемого времени зависит от срока службы и других факторов.

Испытание на диэлектрическую стойкость является относительно простым испытанием. Если к концу испытания не наблюдается никаких признаков разрушения или повреждения изоляции, образец считается прошедшим испытания. Однако, если приложенное напряжение приводит к внезапному пробою изоляционного материала, будет протекать сильный ток утечки, и изоляция будет признана непригодной для эксплуатации, поскольку она может представлять опасность поражения электрическим током.

1а. Выдерживаемое напряжение диэлектрика при постоянном токе (DC)

При проведении испытания постоянным током напряжение постепенно повышается до заданного значения с постоянной скоростью нарастания, что приводит к постоянному току утечки, пока не будет достигнуто конечное испытательное напряжение. Обычно считается, что достаточно от минуты до 90 секунд для достижения конечного испытательного напряжения.

Затем конечное испытательное напряжение выдерживают в течение 5-15 минут, и если ток утечки недостаточно высок для отключения испытательного комплекта, изоляция считается приемлемой. Этот тип испытаний обычно проводится после монтажа и ремонта кабеля.

Гипотеза постоянного тока измеряет сопротивление изоляции кабелей путем подачи высокого напряжения и измерения тока утечки, а сопротивление рассчитывается по закону Ома. Значения испытательного напряжения для испытаний постоянным током основаны на окончательном заводском испытательном напряжении, которое определяется типом и толщиной изоляции, размером проводников, конструкцией кабеля и применимыми отраслевыми стандартами.

ANSI/NETA-ATS 2021 Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей. Фото: ANSI/NETA

ANSI/NETA-MTS 2019 Рекомендуемое испытательное напряжение постоянного тока для силовых кабелей. Фото: ANSI/NETA

Важно знать, что высоковольтные испытания постоянным током не обеспечивают тщательного анализа состояния кабеля, а вместо этого предоставляют достаточную информацию о том, соответствует ли кабель конкретным требованиям к прочности на пробой при высоком напряжении. Одним из преимуществ теста DC Hipot является то, что точки срабатывания по току утечки могут быть установлены на гораздо более низкое значение, чем при тесте напряжением переменного тока.

В прошлом испытание диэлектрической стойкости постоянным током было наиболее широко используемым испытанием для приемки и технического обслуживания кабелей. Тем не менее, недавние исследования отказов кабелей показывают, что испытание на перенапряжение постоянным током может привести к большему повреждению изоляции некоторых кабелей, таких как сшитый полиэтилен (XLPE), чем польза, полученная от испытаний.

При ремонтных испытаниях существующих кабелей, находящихся в эксплуатации, с использованием высокого напряжения постоянного тока необходимо учитывать множество факторов, чтобы правильно выбрать правильное испытательное напряжение на диэлектрическую стойкость. Как правило, самые высокие значения для технического обслуживания не должны превышать 60% конечного заводского испытательного напряжения, а минимальное испытательное значение должно быть не менее постоянного эквивалента рабочего напряжения переменного тока.

Примечание: Если кабель не может быть отсоединен от всего подключенного оборудования, испытательное напряжение должно быть снижено до уровня напряжения самого низкого номинального подключенного оборудования.

1б. Выдерживаемое электрическое напряжение промышленной частоты (50/60 Гц)

Кабели и аксессуары также могут подвергаться испытанию на стойкость с использованием напряжения промышленной частоты, хотя обычно это не делается, поскольку для этого требуется тяжелое, громоздкое и дорогое испытательное оборудование, которое может быть не всегда доступно в поле.

Используемое испытательное оборудование переменного тока должно иметь достаточную мощность в вольт-амперах (ВА) для обеспечения требуемого зарядного тока испытуемого кабеля. Испытания с высоким потенциалом переменного тока могут проводиться только как испытание «годен-не годен» и, следовательно, могут привести к значительным повреждениям в случае отказа тестируемого кабеля.

Если должны проводиться приемочные и эксплуатационные испытания кабелей переменного тока, то следует признать, что это испытание не очень практично. Наиболее распространенными полевыми испытаниями кабелей являются испытания с высоким напряжением постоянного тока или СНЧ вместо испытаний с высоким напряжением переменного тока.

Хотя это может быть не очень практично в полевых условиях, испытание высоким напряжением переменного тока имеет явное преимущество, заключающееся в том, что нагрузка на изоляцию кабеля сравнима с нормальным рабочим напряжением. Этот тест повторяет заводской тест, проведенный на новом кабеле.

Испытания на переменном токе Hipot включают параллельный емкостной ток и резистивный ток, частота источника играет наибольшую роль в величине мощности, необходимой для зарядки емкости испытуемого образца. При проведении испытания с высоким потенциалом переменного тока следует учитывать адекватность испытательного оборудования для успешной зарядки испытуемого образца.

ANSI/NETA-ATS 2017 Рекомендуемое испытательное напряжение переменного тока для силовых кабелей. Фото: ANSI/NETA

---

2. Выдерживаемое напряжение диэлектрика при сверхнизкой частоте (СНЧ)

Испытания СНЧ можно классифицировать как испытание на выносливость или диагностическое испытание, то есть его можно проводить в качестве контрольного испытания при приемке или в качестве эксплуатационного испытания. для оценки состояния кабеля. В отличие от испытания постоянным напряжением, очень низкая частота не разрушает хорошую изоляцию и не приводит к преждевременным отказам.

Тестирование СНЧ выполняется с помощью высокочастотного источника переменного тока с частотой от 0,01 до 1 Гц. Наиболее широко принятая тестовая частота составляет 0,1 Гц, однако частоты в диапазоне 0,0001–1 Гц могут быть полезны для диагностики кабельных систем, которые превышают ограничения тестовой системы на 0,1 Гц.

Процедура тестирования СНЧ почти идентична процедуре тестирования постоянного тока с высоким потенциалом и также проводится в виде теста «годен-не-годен». Если кабель выдерживает приложенное напряжение в течение всего времени испытания, оно считается пройденным.

Схема подключения для тестирования кабеля СНЧ. Фото: High Voltage, Inc.

Надлежащее испытательное напряжение и продолжительность имеют решающее значение для успеха испытания СНЧ. Если используемое приложенное испытательное напряжение слишком низкое и/или слишком короткое по продолжительности, риск отказа в эксплуатации может увеличиться после испытания.

ANSI/NETA-ATS 2021 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ. Фото: ANSI/NETA

ANSI/NETA-MTS 2019 Рекомендуемое испытательное напряжение СНЧ. Фото: ANSI/NETA

Тестирование СНЧ используется не только для тестирования кабеля с твердым диэлектриком, любое приложение, требующее тестирования переменного тока нагрузок с высокой емкостью, может быть протестировано с использованием очень низкой частоты. В основном применяется для испытаний кабелей с твердым диэлектриком (согласно IEEE 400.2), с последующим испытанием больших вращающихся механизмов (согласно IEEE 433-1974), а иногда и для испытаний больших изоляторов, разрядников и т. д.

---

3. Затухающий переменный ток (DAC ) Voltage

Испытание напряжением ЦАП является одним из альтернативных методов испытания переменным напряжением и применимо для широкого спектра кабелей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения. Затухающие напряжения переменного тока генерируются путем зарядки испытуемого объекта до заданного уровня напряжения и последующего разряда его емкости через подходящую индуктивность.

На этапе разрядки присутствует ЦАП с частотой, зависящей от емкости и индуктивности тест-объекта. Емкость испытуемого объекта подвергается воздействию непрерывно возрастающего напряжения со скоростью, зависящей от емкости испытуемого объекта и номинального тока источника питания.

Большинство приложений ЦАП основаны на сочетании выдерживаемого напряжения и расширенных диагностических измерений, таких как частичный разряд и коэффициент рассеяния. Тестирование DAC — это расширенный инструмент технического обслуживания, предлагающий больше, чем простое решение «использовать или не использовать»

---

4. Коэффициент мощности/коэффициент рассеяния (тангенс дельта)

Тангенс дельта, также называемый измерением угла потерь или коэффициента рассеяния (DF), представляет собой диагностический метод испытания кабелей для определения качества изоляции. Если изоляция кабеля свободна от дефектов типа деревьев, влажных и воздушных карманов и т.п., кабель приближается по свойствам к идеальному конденсатору.

В идеальном конденсаторе напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов, а ток через изоляцию является емкостным. Если в изоляции есть примеси, сопротивление изоляции уменьшается, что приводит к увеличению резистивного тока через изоляцию.

Тангенс дельта/коэффициент рассеяния Угол. Фото: High Voltage, Inc.

Кабель становится менее совершенным конденсатором и фазовый сдвиг будет менее 90 градусов. Степень, в которой фазовый сдвиг составляет менее 90 градусов, называется «углом потерь», что указывает на уровень качества/надежности изоляции.

Кабели с плохой изоляцией имеют более высокие значения DF, чем обычные, и будут демонстрировать более высокие изменения значений тангенса дельта при изменении уровней приложенного напряжения. Хорошие кабели имеют низкие индивидуальные значения TD и небольшие изменения значений тангенса дельты при более высоких уровнях приложенного напряжения.

На практике в качестве источника напряжения для питания кабеля при тестировании тангенциального треугольника чаще всего используется высоковольтный потенциометр переменного тока очень низкой частоты. Очень низкая частота является предпочтительным методом по сравнению с 60 Гц по двум причинам:

1. Увеличенная нагрузочная способность в полевых условиях, в которых 60 Гц слишком громоздки и дороги, что делает практически невозможным испытание кабеля значительной длины. При типичной частоте СНЧ 0,1 Гц для тестирования того же кабеля требуется в 600 раз меньше энергии по сравнению с частотой 60 Гц.
2. Величина чисел тангенса дельта увеличивается по мере уменьшения частоты, что упрощает измерения.

При выполнении тангенса треугольника проверяемый кабель должен быть обесточен, а каждый его конец должен быть изолирован. Испытательное напряжение подается на кабель во время измерения с помощью набора для измерения тангенса дельта.

Прикладываемое испытательное напряжение повышается ступенчато, при этом измерения сначала выполняются до 1Uo или нормального рабочего напряжения между линией и землей. Если числа тангенса дельта указывают на хорошую изоляцию кабеля, испытательное напряжение повышают до 1,5 – 2Uo.

Сам тест может занять менее двадцати минут, в зависимости от настроек прибора и количества различных уровней испытательного напряжения. Для проведения анализа необходимо всего лишь зафиксировать несколько циклов формы сигнала напряжения и тока.

---

5. Сопротивление изоляции по постоянному току

Сопротивление изоляции кабеля измеряется с помощью мегомметра. Это простой неразрушающий метод определения состояния изоляции кабеля для проверки на загрязнение из-за влаги, грязи или обугливания.

Образец соединений для проверки сопротивления изоляции мегомметром для кабеля и трансформатора с использованием клеммы Guard. Фото: TestGuy.

Измерения сопротивления изоляции должны проводиться через равные промежутки времени, а протоколы испытаний должны храниться для целей сравнения. Продолжающаяся тенденция к снижению является признаком ухудшения изоляции, даже если измеренные значения сопротивления превышают минимально допустимый предел.

Для корректного сравнения показания должны быть скорректированы до базовой температуры (например, 20°C). Имейте в виду, что измерения сопротивления изоляции не дают меру общей диэлектрической прочности изоляции кабеля или слабых мест в кабеле.

При испытании кабеля на перенапряжение обычно сначала проводят измерение сопротивления изоляции, а затем, если достигаются приемлемые показания, приступают к испытанию на перенапряжение постоянного тока. После завершения теста на перенапряжение постоянным током снова проводится тест сопротивления изоляции, чтобы убедиться, что кабель не был поврежден высоким напряжением.

Типичные кривые, демонстрирующие эффект диэлектрической абсорбции в тесте на «временную стойкость», выполненном на емкостном оборудовании, таком как большая обмотка двигателя. Кредит Фотографии: Меггер США.

Индекс поляризации — это еще один метод проверки сопротивления изоляции, который оценивает качество изоляции на основе изменения значения мегаом с течением времени. После подачи напряжения значение IR считывается в два разных момента времени: обычно либо 30 и 60 секунд (DAR), либо 60 секунд и 10 минут (PI).

«Хорошая» изоляция показывает постепенно увеличивающееся значение IR с течением времени. Когда второе показание делится на первое показание, и полученное отношение называется коэффициентом диэлектрической абсорбции (DAR) или индексом поляризации (PI).

---

6. Частичный разряд

Частичный разряд — это локальный электрический разряд, который может возникнуть в пустотах, зазорах и подобных дефектах в кабельных системах среднего и высокого напряжения. Если не принять надлежащих мер, частичный разряд разрушит изоляцию кабеля, обычно образуя древовидную структуру износа (электрическое дерево) и в конечном итоге приведет к полному выходу из строя кабеля или аксессуара.

Тестирование включает подачу напряжения, способствующего частичному разряду, а затем прямое или косвенное измерение импульсов тока разряда с помощью калиброванных датчиков ЧР. Характеристики частичного разряда зависят от типа, размера и расположения дефектов, типа изоляции, напряжения и температуры кабеля.

Известно, что тест на частичные разряды позволяет обнаруживать небольшие дефекты изоляции, такие как пустоты или пропуски в изоляционном экранирующем слое, однако для обнаружения любых частичных разрядов должны присутствовать частичные разряды. Измерения могут быть выполнены на недавно установленных и старых кабелях для обнаружения любых повреждений, возникших во время установки нового кабеля, или ухудшения изоляции кабеля в процессе эксплуатации из-за частичных разрядов.

6а. ЧР в режиме онлайн (50/60 Гц)

Онлайн-тестирование частичных разрядов, выполняемое без прерывания работы, представляет собой неразрушающий, неинвазивный инструмент профилактического обслуживания, который измеряет состояние стареющих кабельных систем на основе измерения ЧР при рабочем напряжении кабеля.

6б. Off-line PD

Автономное тестирование частичным разрядом предлагает значительное преимущество по сравнению с другими технологиями, поскольку позволяет измерять реакцию кабельной системы на определенный уровень нагрузки и прогнозировать ее будущие характеристики, не вызывая неисправности. Автономное тестирование также известно своей способностью определять точное местонахождение дефекта на оборудовании, устаревшем в полевых условиях, что позволяет управляющему активами точно планировать техническое обслуживание и ремонт.