г. Новосибирск

+7 (383) 269-21-10

Диагностика энергооборудования

Испытания кабельных линий напряжением сверхнизкой частоты (СНЧ)

Главная » Диагностика энергооборудования » Испытания кабельных линий напряжением сверхнизкой частоты (СНЧ)
СНЧ Наша компания проводит испытания кабельных линий напряжением сверхнизкой частоты (СНЧ). Испытательно-диагностическая система для кабелей среднего напряжения

Жизненный цикл кабельной линии

Описание изображения
График вероятности повреждений в течение жизненного цикла кабеля
(Кликните на изображение для увеличения)

Вероятность повреждений кабельной линии изменяется в течение всего срока эксплуатации и включает:

  • Первоначальные проблемы - дефекты монтажа и изготовления
  • Непредвиденные повреждения - внешние воздействия и аварии
  • Повреждения, связанные со старением - естественный износ изоляции

Правильный подход к испытаниям и диагностике позволяет максимально использовать предполагаемый срок эксплуатации кабеля.

Различия между диагностикой и испытаниями

ИСПЫТАНИЯ

  • Целью является определение слабых мест в кабельных системах: механические повреждения; одиночные большие водяные триинги, снижающие надежность эксплуатации кабелей; серьезные ошибки монтажа, которые могут привести к отказу сразу после включения кабеля в эксплуатацию.
  • Испытательное напряжение должно воздействовать на кабель в течение как можно более короткого времени и быть не выше, чем уровень 2Uo (номинальное напряжение «фаза-земля»).

ДИАГНОСТИКА

  • Диагностические методы должны быть неразрушающими: остаточный ресурс службы кабеля не должен уменьшаться.
  • Диагностическая информация должна обладать повторяемостью, быть непосредственно связанной с условиями эксплуатации кабеля и/или рассчитываться с помощью физического моделирования.

Дефекты в КЛ с изоляцией из СПЭ

Описание изображения
Развитие дендритов (триингов) в полимерной изоляции
(Кликните на изображение для увеличения)

В резко неоднородных полях при определенных условиях полному пробою полимерных образцов предшествует развитие предпробойных каналов — так называемых дендритов (триингов).

В зависимости от напряжения и окружающей среды в полимерах могут развиваться:

  • Электрические дендриты
  • Электрохимические дендриты
  • Водные дендриты

Самым повреждаемым элементом КЛ являются муфты. Необходимо очень строгое соблюдение технологии монтажа муфт.

Объекты испытания и диагностики

Описание изображения
Объекты испытания и диагностики кабельных линий
(Кликните на изображение для увеличения)
  • Муфты - локальные проблемы
  • Слабые места - локальные проблемы
  • Изоляция - общие проблемы
  • Концевые муфты - локальные проблемы

Испытание напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц является общепринятым проверенным методом.

Общий подход к испытаниям

Описание изображения
Схема приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний
(Кликните на изображение для увеличения)

Приемо-сдаточные испытания

Включают диагностику частичных разрядов (ЧР) в offline-режиме и интегральную диагностику методом TanDelta.

Эксплуатационные испытания

Проводятся как в online, так и в offline-режимах с использованием диагностики ЧР.

Основные элементы кабельной линии для контроля:

  • 1 - Состаренный участок
  • 2 - Соединительная муфта
  • 3 - Слабое место
  • 4 - Концевая муфта

Методы испытания и диагностики

Описание изображения
Классификация методов испытания и диагностики кабелей
(Кликните на изображение для увеличения)

Диагностические методы

  • Локальные методы:
    • ЧР (частичные разряды)
    • Характеристики ЧР
  • Интегральные методы:
    • Абсорбция tgδ
    • Измерения на различных частотах:
      • 50 Hz
      • 20-300 Hz
      • 0,1 Hz
      • OWTS

Испытательные методы

  • Среднее напряжение (6...69 кВ):
    • СНЧ испытание до 36 кВ в соответствии с IEC
    • СНЧ испытание до 69 кВ в соответствии с IEEE
  • Высокое напряжение (свыше 60 кВ):
    • AC & DAC (OWTS)
    • DC для кабелей с бумажно-масляной изоляцией (в настоящее время используют СНЧ)

Токи утечки

  • Соединительные муфты
  • Состаренные участки изоляции
  • Концевые муфты

СНЧ испытания – разрушающие или нет?

Виды СНЧ испытаний:

  • Испытания на прочность - приемо-сдаточные
  • Определение состояния изоляции – эксплуатационные

ВАЖНО:

  • СНЧ испытания – неразрушающие для хорошей изоляции;
  • СНЧ испытания не приводят к преждевременным отказам, как в случае с DC испытаниями;
  • СНЧ испытания не приводят к ухудшению изоляции;
  • СНЧ испытания одобрены: IEC, IEEE, ГОСТ, производителями кабелей, широко используются эксплуатирующими организациями.

СНЧ испытания: уровень напряжения и длительность

Методика

  • Использование правильного напряжения и длительности являются критичными для успешного испытания.
  • Если уровень напряжения слишком низкий и/или время испытаний слишком короткое, то:
    • Больше вреда, чем пользы
    • Для наилучших результатов нужно придерживаться рекомендуемых параметров СНЧ испытаний

После того, как в дефекте под воздействием напряжения испытания возникает ЧР, необходимо определенное время для возникновения электрического триинга и его роста до пробоя кабеля.

Стандарты испытания кабелей среднего напряжения

Международные стандарты:

  • IEC 60060-3 - High Voltage Test Techniques, Part 3: Definitions and requirements for on site tests
  • IEC 60502-2 - Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (U_m = 1,2 kV) up to 30 kV (U_m = 36kV)
  • IEEE 400.2 - Guide for Field Testing of Shielded Power up to 69 kV, Cable Systems using Very Low Frequency

Европейские стандарты:

  • Cenelec HD 620/621 S1
  • DIN VDE 0276 part 620/621

Российские стандарты:

  • ГОСТ Р 55025-2012

Стандарты диагностики ЧР

Международные стандарты:

  • IEC 60270 - High Voltage Test Techniques: PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENTS
  • IEC 60885-3-PD - Measurement on extruded cables
  • IEEE 400.4 - Guide for Field Testing of Shielded Power up to 69 kV Cable Systems using Very Low Frequency

Российские стандарты:

  • МЭК 60270 СТО ПАО «Россети»

Функциональная схема испытаний и диагностики КЛ

Описание изображения
Функциональная схема испытательной системы
(Кликните на изображение для увеличения)

Параметры системы: Uисп ≤ 3U0 (Uи = 6-10 кВ), f = 0.01-0.1 Гц

Питание: 230 В

Основные компоненты системы:

  • СНЧ генератор
  • Соединительные кабели K1, K2
  • Filter-PD/10 - фильтр частичных разрядов
  • Персональный компьютер (PC) для управления и анализа данных
  • Испытываемая кабельная линия (КЛ)

Система в сборе: VLF-B2 + Filter-PD/10

Описание изображения
Компактная испытательная система VLF-B2 с фильтром частичных разрядов
(Кликните на изображение для увеличения)

Система в сборе: HVA-60 + Filter-PD/60

Описание изображения
Высоковольтная испытательная система HVA-60
(Кликните на изображение для увеличения)

Основное окно измерений ЧР

Описание изображения
Интерфейс программы измерения частичных разрядов
(Кликните на изображение для увеличения)

Тестирование на частичные разряды (ЧР)

Основные параметры:

  • Мощность ЧР: 0,1 мкВт (лимит: 0,5 мкВт)
  • Напряжение: 2,2 кВ (лимит: 2,4 кВ)
  • Частота сети: 0,10 Гц
  • Амплитуда (max): 70 пКл (лимит: 88 пКл)

Контролируемые показатели:

  • Уровень частичных разрядов
  • Фазовое распределение
  • Мощность разрядов
  • Амплитудные характеристики

Локация методом рефлектометрии

Описание изображения
Результаты автоматической локации дефектов методом рефлектометрии
(Кликните на изображение для увеличения)

Результат автоматической локации: 99,8 м

Группы импульсов:

  • Группа 1: Кол-во импульсов: 284 (32%)
  • Группа 2: Кол-во импульсов: 181 (20%)
  • Группа 3: Кол-во импульсов: 53 (6%)
  • Группа 4: Кол-во импульсов: 35 (4%)

Параметры сигнала:

  • Мощность: 13,3 мВт
  • Амплитуда: 0,128
  • Количество: 18,1
  • Частотный состав: 50 Гц (61%) / 100 Гц (39%)

Каналы измерения:

  • Канал 1: Начало импульса -500 нс, ускоренная форма импульса, импульс после фильтрации
  • Канал 2: Анализ групп импульсов
  • Канал 3: Мощностные и частотные характеристики

Пример измерений ЧР

Описание изображения
Пример результатов измерений частичных разрядов
(Кликните на изображение для увеличения)

Пример измерений ЧР - Анализ данных

Описание изображения
Амплитудно-фазовое распределение частичных разрядов
(Кликните на изображение для увеличения)

Технические параметры измерения:

  • Длина кабеля: 240 м
  • Тип частичных разрядов: Не определён
  • Соединительные муфты: Отсутствуют

Результаты измерений:

Результат Амплитуда ЧР, пКл Количество результатов, % Дистанция, м
1 7500,9 100 253,0

Критерии оценки состояния кабеля по результатам ЧР

Уровень ЧР Напряжение возникновения Рекомендации
< 1200 пКл > 8,2 кВ Хорошее состояние, плановый контроль через 3 года
1200–7500 пКл 5,9 – 8,2 кВ Удовлетворительное состояние, плановый контроль через 1 год
7500 – 15000 пКл 3,2 – 5,9 кВ Высокий риск развития дефектов в изоляции, ремонт в течение года
> 15000 пКл < 3,2 кВ Предельное состояние, рекомендуется срочный ремонт с выводом из эксплуатации

Мониторинг и испытания

Описание изображения
Схема системы мониторинга и испытаний кабельных линий
(Кликните на изображение для увеличения)

Оценка технического состояния КЛ

Описание изображения
Блок-схема оценки технического состояния кабельных линий
(Кликните на изображение для увеличения)

При обнаружении очагов ЧР: проводится докализация очагов и ремонт (возможен пробой при испытании СНЧ)

При успешном прохождении испытаний: кабельная линия остается в эксплуатации с установленным графиком контроля

2014 - 2026 Все права защищены.

Копирование материалов только с разрешения автора или с наличием обратной индексируемой ссылки на источник Sibenergo diagnostics