Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Diagnostyka wyładowań niezupełnych kabli SN oparta na napięciu wolnozmiennym VLF i oscylacyjno-tłumionym DAC

Przekrój przykladowego kabla SN
Przekrój przykladowego kabla SN
arch. redakcji

Problematyka diagnostyki wyładowań niezupełnych (wnz) dla kabli SN lub WN w ostatnich kilkunastu latach sprowadza się głównie do wyboru źródła napięcia probierczego.

Niektóre zakłady energetyczne, firmy zajmujące się zarządzaniem majątkiem kablowym, a nawet firmy instalatorskie do niedawna miały do wyboru głównie dwa systemy pomiarowe oparte na napięciu wolnozmiennym: VLF (Very Low Frequency) 0,1 Hz cosinus lub sinus lub napięciu oscylacyjno-tłumionym DAC (Damped AC).

Obydwa rodzaje napięć mają swoich zwolenników, jak i przeciwników. Wiele dyskusji i pytań generują np. niezunifikowane wewnętrzne normy zakładów energetycznych, zezwalające tylko na jedno z tych rozwiązań, np. dla diagnostyki kabli będących już w eksploatacji.

Brak jednobrzmiących wytycznych odnośnie poziomów napięć probierczych, jak i typów tych napięć dla testów diagnostycznych stanowi dodatkową kwestię.

Odrębna dyskusja prowadzona jest na temat prób odbiorczych (po instalacji) na kablach SN. Coraz więcej prób napięciowych wykonuje się wraz z badaniami diagnostycznymi: tangens delta (tg δ) i wnz. Jest zrozumiałe, że próba napięciowa napięciem DC (nadal w normach), jak i niemonitorowana próba napięciowa VLF 0,1 Hz nie jest wystarczająca, aby poprawnie ocenić montaż głowic lub muf w danym odcinku kablowym.

W artykule zaprezentowano metodologie badań diagnostycznych dla kabli SN oparte na napięciu VLF 0,1 Hz Cosinus (CR), jak i napięciu oscylacyjno-tłumionym (DAC). Szereg badań przeprowadzonych na nowych i użytkowanych kablach SN w kraju i zagranicą potwierdzają powtarzalność wyników otrzymanych przy pomiarze wnz metodą DAC oraz VLF 0,1 Hz [1, 4, 5, 8].

 

Metoda z wykorzystaniem napięcia probierczego VLF 0,1 cosinus pozwala na wykonywanie próby napięciowej (zgodnie z obowiązującymi normami) z równoległym pomiarem wnz, co skraca znacząco czas całego pomiaru. Prezentowana metodologia prób napięciowych na kablach SN pozwala na wykrycie wielu defektów, które mogą powstać podczas instalacji kabla, głowic kablowych lub muf, jak również defektów wynikających ze starzenia się izolacji kablowej, np. kabli olejowych.

W większości przypadków defekty w nowych kablach XLPE powstają w wyniku zastosowania elementów niedostatecznej jakości i niezachowania należytej staranności podczas instalacji muf lub głowic kablowych w warunkach polowych.

Wnz są indykatorem uszkodzeń związanych z niepoprawną instalacją, gdzie przeważnie problem tkwi w niepoprawnym wysterowaniu pola elektrycznego i jego lokalnego wzrostu w głowicy lub mufie kablowej i pojawieniem się w tym miejscu wnz.

Przy obecnych wymaganiach odnoszących się do prób napięciowych napięciem np.: 2,5–3,0xU0 (napięcie znamionowe faza-ziemia) jedynym kryterium dopuszczającym do eksploatacji nowy odcinek kablowy jest brak przebicia podczas trwania próby napięciowej.

Badania, jak i doświadczenia zakładów energetycznych w Polsce i zagranicą wskazują jednoznacznie, że wiele defektów nie zostaje wykrytych podczas zwykłej próby napięciowej i awaria kabla jest odnotowywana od kilku do kilkunastu tygodni po zakończonej pozytywnie, niemonitorowanej próbie napięciowej lub podczas załączania kabla „w sieć” (w zależności od warunków eksploatacji).

Rozwiązaniem tego problemu może być diagnostyka wnz przeprowadzana podczas każdorazowej próby napięciowej i eliminacja wadliwych elementów systemu kablowego przed włączaniem do eksploatacji, a przez to zapewnienie bezawaryjnej eksploatacji.

Czytaj też: Reakcja na ogień kabli bezhalogenowych oraz kabli na bazie PVC >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

streszczenie

W artykule zaprezentowano metodologie badań diagnostycznych dla kabli SN oparte na napięciu VLF 0,1 Hz Cosinus (CR), jak i napięciu oscylacyjno-tłumionym (DAC). Szereg badań przeprowadzonych na nowych i użytkowanych kablach SN w kraju i zagranicą potwierdzają powtarzalność wyników otrzymanych przy pomiarze wnz metodą DAC oraz VLF 0,1 Hz [1, 4, 5, 8].

Metoda z wykorzystaniem napięcia probierczego VLF 0,1 cosinus pozwala na wykonywanie próby napięciowej (zgodnie z obowiązującymi normami) z równoległym pomiarem wnz, co skraca znacząco czas całego pomiaru.

Prezentowana metodologia prób napięciowych na kablach SN pozwala na wykrycie wielu defektów, które mogą powstać podczas instalacji kabla, głowic kablowych lub muf, jak również defektów wynikających ze starzenia się izolacji kablowej, np. kabli olejowych.



abstract

Partial discharge diagnostic is a well proven method for detecting weak spots in medium and high voltage cables. Beside the key parameters, like partial discharge inception/extinction voltage, partial discharge values in pico Columb and the phased resolved pattern, the most interesting result is the point of localization along the cable. Without exact localization even the interpretation of the key parameters could lead to wrong conclusions. The permanent growth of the distribution networks exhibit in many times mixed cables structures in different age and conditions. Impedance differences of paper-mass insulated and cross-linked polyethylene cables challenge the analysis in time domain reflectometry, which could be observed by multiple reflections.

This paper describes an automatic PD localization algorithm based on TDR analysis. The TDS NT system presented in this paper is based on two energizing sources: VLF 0.1Hz CR (Cosinus rectangular) and DAC (Damped AC). Partial discharges are ignited with different voltage shapes, however VLF CR measurements utilize „transition” moment between positive and negative stage of VLF testing and therefore results achieved with DAC and VLF method can be compared. This article describes both VLF and DAC methods and its applicability for PD measurements in the field.  Finally the suitability of the TDS NT system  is presented on some field measurements performed on mixed cables with average age of 40 years.

Literatura:

1. HT. Putter D. Goetz, D. Salathe N. Parton (Megger) “New methods for offline PD Diagnosis on MV cable systems” GCC POWER 2014 10-12 November, Bahrain.
2. H.T. Putter, D. Götz, F. Petzold and S. Böttcher, “WEB Database for the Evaluation of PD Measurements on MV Cable Systems,” CMD, Bali, 2012
3. IEEE Guide for Field Testing of Shielded Power Cable Systems Using Very Low Frequency (VLF) (less than 1Hz), IEEE Std. 400.2-2013, May.2013.
4. H.T. Putter, D. Götz, F. Petzold and H. Oetjen, “The evolution of VLF Testing Technologies over the past tow decades,” IEEE PES T and D conference, Orlando, May. 2012
5. F. Petzold, H.T. Putter and D. Götz, "Combination of VLF and Resonance Principle for Withstand Testing of long Cable Length," unpublished, presented at IEEE / PES ICC Meeting Sub F, Pittsburgh, USA, May 2013.
6. D. Götz, F. Petzold, H.T. Putter, “Zustandsbestimmung und Qualitätskontrolle von Montage an Mittelspannungskablen unter dem Aspekt zunehmend großer Kabellängen,“ VDE ETG Fachtagung Diagnostik elektrischer Betriebsmittel, Germany, Fulda, November 2012.
7. IEC 60270 High-voltage test techniques – Partial discharge measurements, IEC Std. 60270-2000, 2000.
8. F.J. Wester, "Condition Assessment of Power Cables using Partial Discharge Diagnosis at Damped AC Voltages,” Ph.D. dissertation, Univ. Delft, Netherlands, 2004
9. F.J. Wester, E. Gulski and J.J. Smit, “Detection of Partial Discharges at Different AC Voltage Stresses in Power Cables,” IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol. 23, No. 4, July 2007
10. H. Putter, D. Götz, F. Petzold, M. Stephan, „Einfluss der Prüfspannungsform auf das TE-Verhalten typischer Fehlstellen in Mittelspannungsgarnituren,“ VDE ETG Fachtagung Grenzflächen in elektrischen Isoliersystemen, Germany, Dresden, November 2013.
11. D. Pepper, „Grundlagenuntersuchung zum Teilentladungsverhalten in kunststoffisolierten Mittelspannungskabeln bei Prüfspannungen mit variabler Frequenz und Kurvenform,“ Ph D. dissertation, Technical Univ. Berlin, Germany, 2003.
12. PN-HD 620 S2 2010 "Kable elektroenergetyczne o izolacji wytłaczanej na napięcia znamionowe od 3,6/6 (7,2) kV do 20,8/36 (42) kV włącznie"
13. PN-HD 621 S1:2003 "Kable elektroenergetyczne średniego napięcia o izolacji papierowej przesyconej”
14. Norma N-SEP E 004 -2014 „Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa”
15. Cichecki, P.; Jongen, R.; Gulski, E.; Smit, J.J.; Quak, B.; Petzold, F.; Vries, F.” Statistical approach in power cables diagnostic data analysis”Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on Year: 2008, Volume: 15, Issue: 6 Pages: 1559 - 1569,
16. Gulski, E.; Cichecki, P.; Wester, Frank; Smit, J.J.; Bodega, R.; Hermans, T.; Seitz, P.P.; Quak, B.; Vries, F.” On-site testing and PD diagnosis of high voltage power cables” Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on Year: 2008, Volume: 15, Issue: 6 Pages: 1691 - 1700, DOI: 10.1109/TDEI.2008.4712673,
17. Cichecki, P.; Onderwater, L.P.A.; Gulski, E.; Smit, J.J.; Seitz, P.P.; de Vries, F.” On-site application of dielectric response diagnosis on service aged oil-impregnated HV power cables” Condition Monitoring and Diagnosis, 2008. CMD 2008. International Conference on Year: 2008 Pages: 1136 - 1140,
18. Cichecki, P.; Gulski, E.; Smit, J.J.; Chmura, L.; Jongen, R.” On-site diagnosis of XLPE transmission power cables with Damped AC technique” Electrical Insulation (ISEI), Conference Record of the 2010 IEEE International Symposium on Year: 2010, Pages: 1-5 

Czytaj też: Reakcja na ogień kabli bezhalogenowych oraz kabli na bazie PVC >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »

 


 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl