要約：このペーパーでは、XLPEケーブルのDC耐電圧テストの欠点と問題を分析します。 界磁AC耐電圧試験は、周波数変換共振装置を比較することによって実行されます。
キーワード：高電圧ケーブル、DC耐電圧試験、AC耐電圧試験
序文：
電力ケーブルは、一般的に、発電所、変電所、産業および鉱業企業の電力線として、また河川や鉄道を横断するために使用されます。
都市の送電線や配電線、幹線内の産業・鉱業企業として使用される電力ケーブルは、占有する土地が少なくて済み、環境を美しくすることができます。
電力建設の発展は国の発展に直接つながりました、電力建設の電力ケーブルは重要な役割を果たします、それは外部の気候、隠蔽、耐久性、高断熱、防水と酸の影響を受けます良い、強い引張り、圧縮性があり、電力ユーザーは大好きですが、使用中のプロセスでは、機械的損傷、鉛の腐食、熱老化などの障害が発生しやすくなります。
したがって、電源ケーブルは、電源システムの正常な動作を確認するために、定期的な予防テストによって隠れた障害をチェックする必要があります。
IEC840またはCIGREWG21.03の推奨手順によると、フィールドテストの目的は、タイプテストおよび工場テストで確認されたケーブル製造品質またはケーブルアクセサリ製造品質をテストすることではありません。
フィールド完了受け入れテストの目的は、ケーブル敷設および付属品が正しく取り付けられているかどうかを確認することです。
輸送、取り扱い、保管、敷設、埋め戻しの過程でケーブルに偶発的な損傷が発生する可能性があります。
検査方法はIEC229に準拠しており、外鞘の厚さが2.5mm以上のケーブルについては、ケーブルシールドとアースの間に10kV DCを印加し、電圧に1分間耐えます。
IECは、ケーブルの主絶縁の耐電圧テストに2つの方法を推奨しています。
DC耐電圧：3U015分;
AC耐電圧：U05分。
従来の直流耐電圧方式は、試験装置の軽量化、機動性、低容量という利点があり、油紙絶縁ケーブルの用途に優れた効果があります。 ただし、XLPEケーブルの場合、理論と実践の両方でDC電圧抵抗法を採用することは適切ではないことが証明されています。
GB Article 18.0.1は、高電圧ケーブルのテスト項目を規定しています。
1.絶縁抵抗を測定します。
DC耐電圧試験および漏れ電流測定;
AC圧力テスト; 3.3。
4.金属シールド層の抵抗と導体の抵抗比を測定します。
5.ケーブル回路の両端の位相を確認します。
6.油で満たされたケーブルの絶縁油テスト。
7.相互接続システムテスト。
国家規格では、ケーブルライニングとアウターシースの入口水を検出するために必要なテスト項目はありません。 ここで、テストと判断について次のように説明します。
1.国家規格の規定では、ケーブルの外側シースのライニング層が浸水しているかどうかを検出できないため、州によって追加されたテスト項目は次のとおりです。
1.1。 銅コーティングの抵抗と導体の抵抗比を使用して判断します。
手順は、二重壁ブリッジを使用して、同じ温度で銅シールドと導体のDC抵抗を測定することです。
電流層と後者の比率が大きくなると、銅シールドの直流抵抗が大きくなり、銅シールドが腐食している可能性があります。
この比率が試運転前と比較して減少すると、アタッチメントの導体接続点での接触抵抗が増加する可能性があることを示しています。
一般に、野外実験では、鋼製装甲とシールド絶縁の抵抗値を測定し、抵抗比を使用して、ケーブルの外部シースとライニングが浸水しているかどうかを判断します。
1.2。 メガオームメーターを使用して絶縁抵抗値を測定し、判断します。
500Vメガオームメーターで測定されたライニングゴムと絶縁抵抗のプラスチックケーブル外側シース層を使用する手順、絶縁抵抗が1キロメートルあたり0.5オーム未満の場合、次の方法を使用してさらに判断し、マルチメーターを使用して絶縁抵抗を測定します、ガルバニ電池の原理を使用して、ゴムとプラスチックのケーブル金属層、装甲層、およびコーティング材料の結果として、ケーブル内層の外側シースが水中にある場合、銅、鉛、鉄、亜鉛、アルミニウムなどになります、金属電極、電位+それぞれ0.334、0.122、0.44、0.76 V、1.33 V、原理は、
ゴムとプラスチックのケーブルの外側のシースが損傷し、ケーブルに水が取り込まれると、地下水は電解質になり、装甲層の亜鉛メッキ鋼ストリップは地面に-0.76Vの電位を生成します。
アウターシースまたはインナーライニングが損傷し、水が水中に取り込まれた場合、1キロメートルあたりの絶縁抵抗が0.5メガオーム未満の場合、マルチメーターの正および負のメーターペンを使用して、装甲の絶縁抵抗を測定します。回転中の銅シールド層への地面または鎧。 このとき、測定ループで形成されたガルバニ電池は、マルチメータの乾電池と直列に接続されます。
極性の組み合わせにより電圧が加算される場合、測定された抵抗値は小さくなります。
逆に、測定された抵抗値は大きくなります。
したがって、上記2で測定した絶縁抵抗値が大きい場合は、ガルバニ電池が形成されていることを示しており、外鞘、ライニング層が損傷し、浸水していると判断できる。
たとえば、ゴム製とプラスチック製のケーブルシースは湿った損傷を与え、測定された抵抗はそれぞれ7000オームと55000オームです。
2、ケーブル電圧テスト、DC電圧の国家標準、AC電圧テスト、しかし地方の州はそれらの1つを選択するために彼ら自身の実際の状況に従って、今2つの長所と短所を次のように比較します：XLPEケーブルはすべきではありませんDC電圧テストを実行しますが、AC電圧テストを実行する必要があります。
2.1 DC耐電圧試験：
高電圧試験の一般原則として、試験項目に適用される試験電圧場は、高電圧機器の動作をシミュレートする必要があります。
DC耐電圧試験は、紙絶縁ケーブルの欠陥を見つけるのに非常に効果的ですが、XLPE絶縁ケーブルには必ずしも効果的ではなく、主に次の側面で悪影響を与える可能性があります。
2.1.1 XLPEケーブルの電界分布は、AC電圧とDC電圧で異なります。 XLPE絶縁層は、化学架橋によってポリエチレンでできています。 モノリシック絶縁構造であり、誘電率は2.1〜2.3であり、温度変化の影響を受けにくい。
AC電圧下では、XLPEケーブルの絶縁層の電界分布は各媒体の誘電率によって決定されます。つまり、電界強度は誘電体定数に反比例し、この分布は比較的安定しています。
直流電圧下では、絶縁層内の電界分布は材料の体積抵抗率によって決定され、正比例して分布しますが、絶縁抵抗分布係数は均一ではありません。
特にケーブル端子頭やコネクタボックスなどのケーブル付属品では、交流電界強度と直流電界強度の分布が全く異なり、交流電圧と直流電圧での絶縁の経年変化のメカニズムが異なります。
したがって、DC耐電圧試験では、XLPEケーブルの動作状態をシミュレートすることはできません。
2.1.2XLPEケーブルはGGquot;累積GGquot;を生成します。 蓄積された単極残留電荷を蓄積するためのDC電圧下での効果。
この残留電荷が直流耐電圧試験による電荷蓄積から解放されるまでには長い時間がかかります。
DC残留電荷が完全に解放される前にケーブルが動作すると、DC残留電圧がピーク電源周波数電圧に重畳され、動作条件下でケーブルの電圧値が定格電圧を超え、絶縁劣化が加速します。ケーブルの耐用年数、さらには絶縁破壊さえも短くします。
2.1.3 XLPEケーブルの致命的な弱点の1つは、絶縁体に水枝が発生しやすいことです。 水の枝は、DC電圧の下ですぐに電気の枝に変わり、放電を形成します。これにより、絶縁劣化が加速し、動作後の電源周波数電圧の下で故障が発生します。
ただし、水分岐は、AC動作電圧の下で一定期間かなりの電圧抵抗を維持できます。
2.1.4フィールドDCHVテスト中のフラッシュダウンまたは故障は、ケーブルおよびジョイントの通常の絶縁に害を及ぼす可能性があります。
さらに、DC耐電圧テストでは、AC電圧の作用下で、ケーブルアクセサリ、機械的損傷がある場合の絶縁、またはストレスコーンの置き忘れた欠陥など、いくつかの欠陥を効果的に見つけることができません。
絶縁がAC電圧で破壊される可能性が最も高い場合、DC電圧で絶縁が破壊されないことがよくあります。
DC電圧下での絶縁破壊は、通常、AC動作条件下で絶縁破壊が発生しない場所で発生します。
2.2 AC圧力テスト：
DC耐電圧試験では、XLPE絶縁ケーブルの動作電界強度をシミュレートできず、目的の試験効果が得られないため、AC高電圧試験の使用を検討します。
ケーブルの静電容量値が異なるため、試験前にまず電力ケーブルの静電容量値を測定し、静電容量値に応じて試験電圧下の静電容量電流を計算し、適切な試験機器を選択する必要があります。
2.2.1ほとんどの発電所ケーブルの定格電圧は6kVであり、ほとんどのケーブルの長さは1.5km未満であることが理解されているため、従来のAC耐電圧試験方法を採用できます。
50kVおよび20kVAのテストトランスを使用する場合、その最大出力電流は1000mAです。 I =2πFucによると、6kVケーブルを例にとると、このテストトランスでテストされたケーブルの最大静電容量値は265NF（F=50Hz、U=12kV）です。
2.2.2従来の交流耐電圧試験方法など一部の大容量ケーブルでは、大容量試験変圧器が必要であり、電圧調整器や電源の容量も特に大きい。
多くの場合、現場は困難であり、試験機器の輸送には、時間と労力の両方を伴う大型車やクレーンなどを使用する必要があります。
そのため、特定の状況に応じて、周波数変換試験、直列または直列および並列共振法を使用してケーブル電圧試験を実施します。
2.2.3超低周波0.1Hz電圧テスト：
テスト容量（式S=WCUS2=2∏FUS2KVA、式の下のCケーブル容量、US-はテスト電圧、F-電源周波数、中国では50Hz）によると、0.1HzのAC電圧と50Hzの電圧、前者は後者の1/500相当の電力を必要とするため、携帯機器の製造に問題なく現場で使用できます。
現在、この方法は主に中低電圧ケーブルの試験に使用されています。
現場慣行によれば、XLPEケーブルの耐電圧試験を実施する場合、0.1Hzの超低周波電圧を使用した場合の試験電圧は50Hzの1.5〜1.8倍になります。 DC電圧よりもケーブルの絶縁欠陥を見つけるのは簡単であり、50HzAC電圧よりも絶縁欠陥を明らかにして分解するのは簡単です。
2.2.4周波数変換共振電圧テスト：
周波数変換共振試験システムは、高電圧XLPEケーブルの耐電圧要件を満たすだけでなく、軽量で移動性に優れているという利点もあるため、フィールド試験に適しています。
このデバイスは、固定リアクトルを共振リアクトルとして使用して、周波数変調の方法で共振を実現します。 周波数調整範囲は30〜300Hzで、CIGREWG21.09"高電圧圧搾絶縁ケーブルの完成試験のガイドラインGGquotで推奨されている電源周波数のAC電圧とおおよその電源周波数（30〜300Hz）に沿っています。 ;。
AC電圧は、動作条件と同じ電界強度を再現でき、同等性が高く、効率が高く、携帯機器があり、サンプルの長さはほぼ無制限です。
要約すると、ケーブルフィールド電力周波数試験装置の容量と容量が小さいこと、持ち運びと操作が容易であり、ケーブルの欠陥が従来のDC電圧抵抗よりも効果的であるため、電力周波数または周波数変換共振試験方法ケーブルフィールド完了受け入れテストを実行するために採用する必要があります。
さらに、周波数変換共振デバイスは、L10kVおよび220kV以上のXLPEケーブルハンドオーバーテストの要件を満たすことができるため、周波数変換共振電圧耐性を最初に選択することをお勧めします。