Испытание кабеля на основе метода СНЧ: ответы на частые вопросы

Метод испытания кабелей высоким напряжением сверхнизкой частоты (СНЧ) очень сильно эволюционировал за последние два десятилетия. Важно отметить, что с момента внедрения в практику испытания напряжением сверхнизкой частоты изменилась даже его технология. Все чаще этот метод применяется на практике и привлекает большое внимание со стороны компаний, эксплуатирующих электросети.

Испытание кабеля по методике СНЧ проводится на частоте от 0,1 Гц до 0,01 Гц. Это испытание типа «прошел - не прошел», т.е. плохой кабель выйдет из строя во время испытания, а не в процессе эксплуатации.

Преимущества испытания кабеля на основе метода СНЧ

Базовое уравнение, которое необходимо знать:

P = 2πfCV²

где f = частота напряжения, C = емкость кабеля, а V = испытательное напряжение.

Из этого уравнения следует, что с уменьшением частоты снижается мощность генератора, необходимая для подачи тестирующего напряжения.

Если сравнивать 0,1 Гц и 50 Гц промышленной сети, то для испытания кабеля при том же испытательном напряжении требуется мощность в 500 раз меньше. Это, в свою очередь, позволяет значительно снизить размеры испытательного оборудования и, в частности, сделать его мобильным.

Как влияет испытательная частота метода СНЧ на результаты испытаний?

Есть заметная разница между частотой отказов и испытательной частотой метода СНЧ. Например, испытания на частоте 0,01 Гц вместо 0,1 Гц приводит к меньшей скорости развития электрических триингов. Для этих частот разница в скорости роста - 10 раз. Таким образом, проведение испытаний СНЧ на частоте 0,01 Гц должно длиться в 10 раз дольше по сравнению с испытанием на частоте 0,1 Гц. Соответственно, приёмо-сдаточное испытание при одном и том же испытательном напряжении 3U должно длиться на частоте 0,1 Гц один час, а на частоте 0,01 Гц - 10 часов.

Какова величина испытательного напряжения по методу СНЧ?

Напряжение приемочных испытаний обычно в 2,5 - 3 раза превышает рабочее напряжение системы «фаза – земля». Как долго должно длиться испытание СНЧ?

Минимальная продолжительность испытаний - 30 минут. При напряжении в три раза превышающем рабочее скорость роста триингов в оболочке из сшитого полиэтилена при синусоидальном испытательном напряжении 0,1 Гц составляет 10,9 - 12,6 мм/ч.

Кабель на рабочее напряжение 15 кВ имеет толщину изоляции около 6 мм. Поэтому за 30 минут испытания «деревья» могут «вырасти» и привести к пробою изоляции.

Что такое триинг в кабеле?

В объеме материала изоляции, где есть пустоты или загрязнения может возникнуть явление, называемое триингом. Существует два типа триинга:

• Водяной триинг образуется в результате попадания воды в материал изоляции. Вода под действием электрического поля окисление материала диалектика, вследствие чего ухудшаются его свойства Водяные триинги не излучают частичных разрядов, поэтому испытания на частичный разряд не могут быть использованы для проверки наличия водяного триинга. В условиях эксплуатации эти дефекты развиваются очень медленно, и для того, чтобы полностью “зашунтировать” изоляцию, требуются годы. Подобно неоднородностям материала изоляции, водяные триинги действуют как источники напряженности поля и даже создавать локальные механические напряжения. Если эти электрические и/или механические напряжения достаточно высоки, может возникнуть электрический триинг.
• Электрический триинг - это электрохимическая коррозия, происходящая внутри необратимо поврежденной изоляции. Электрический триинг приводит к относительно быстрому разрушению изоляции.

Если говорить в общем, то водяной триинг зарождается в точке повышенной напряженности электрического поля и растет параллельно линиям электрического поля. Рост водяного триинга вызывает уменьшение эффективной толщины изоляции кабеля. Далее, электрический триинг вызывает разрушение изоляции кабеля. Было замечено, что скорость роста водяного триинга увеличивается с ростом проводимости воды.

Почему бы не проводить испытания на постоянном токе?

Испытания при постоянном напряжении широко применялись для кабеля с бумажной изоляцией. И в начале применения XLPE кабелей их испытывали именно на постоянном напряжении. После обширных испытаний и исследований было обнаружено, что твердый диэлектрик склонен к образованию водяного триинга. Испытания при высоком напряжении создают пространственные заряды внутри этих триингов. После завершения испытаний и снятия напряжения эти “запертые” пространственные заряды остаются в материале изоляции. Затем, в рабочем режиме на кабель подается переменное напряжение и в местах, где остались пространственные заряды после испытаний, и, возникает повышенная разность потенциалов. Эти области склонны превращаться в электрические триинги. Как только эти дефекты разовьются достаточно, кабель выйдет из строя, поскольку повреждения необратимы.

Заключение

Метод испытания кабеля напряжением СНЧ демонстрирует высокую эффективность в процессе поиска и устранения мест, имеющих критически опасное состояние, а также при проведении приемо-сдаточных испытаний. Для проведения таких испытаний используются специальные установки для испытания кабеля. Достаточно 20 минут, чтобы обнаружить потенциально опасные места развития дефектов.

Остались вопросы? Хотите получить консультацию специалиста, - заполните форму: