Badania i diagnostyka elektroenergetycznych linii kablowych z zastosowaniem metody DAC w miejscu zainstalowania
On-site testing and diagnostics of power cable lines using the DAC method
Badanie pomontażowe linii kablowej 161 kV w miejscu zainstalowania, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Ponieważ niezawodny przesył energii elektrycznej ma fundamentalne znaczenie dla infrastruktury krajowej, zasadniczą kwestią jest prawidłowe prowadzenie kontroli jakości stanu technicznego nowo wybudowanych oraz eksploatowanych linii kablowych.
Zobacz także
ZnakDirect sp. z o.o. Znak Direct – znaczniki kablowe i inne oznakowania projektowane online
Czytelne i trwałe oznakowanie urządzeń, przewodów, kabli, szaf sterowniczych oraz elementów instalacji ma duże znaczenie dla bezpieczeństwa pracy, sprawnego montażu i późniejszej obsługi technicznej. Firma...
Czytelne i trwałe oznakowanie urządzeń, przewodów, kabli, szaf sterowniczych oraz elementów instalacji ma duże znaczenie dla bezpieczeństwa pracy, sprawnego montażu i późniejszej obsługi technicznej. Firma Znak Direct oferuje szeroki wybór tabliczek, oznaczników, naklejek i znaków przeznaczonych dla przemysłu, elektroinstalatorów, automatyków, producentów maszyn oraz wykonawców instalacji technicznych.
WAGO ELWAG Sp. z o.o. Rodzina złączek instalacyjnych 221 wciąż się powiększa!
Otwórz dźwignię, wsuń przewód i gotowe! Tak proste jest łączenie przewodów za pomocą złączek instalacyjnych z dźwigniami z serii 221. Ta dobrze znana rodzina złączek instalacyjnych WAGO właśnie się powiększyła!...
Otwórz dźwignię, wsuń przewód i gotowe! Tak proste jest łączenie przewodów za pomocą złączek instalacyjnych z dźwigniami z serii 221. Ta dobrze znana rodzina złączek instalacyjnych WAGO właśnie się powiększyła! Dzięki nowej, 2-rzędowej złączce instalacyjnej z dźwigniami z serii 221 można intuicyjnie i bez użycia narzędzi połączyć ze sobą do dziesięciu przewodów na tym samym potencjale.
BRADY Polska sp. z o.o. Szybciej, bezpieczniej, lepiej: profesjonalne i efektywne zarządzanie kablami
Wyraźna i dokładna identyfikacja przewodów, kabli i komponentów jest kluczowa dla elektryków. Dzięki dobrze oznakowanym kablom z odpowiednimi i niezawodnymi etykietami mogą oni szybko zrozumieć konfigurację...
Wyraźna i dokładna identyfikacja przewodów, kabli i komponentów jest kluczowa dla elektryków. Dzięki dobrze oznakowanym kablom z odpowiednimi i niezawodnymi etykietami mogą oni szybko zrozumieć konfigurację systemu, co skraca czas rozwiązywania problemów i minimalizuje ryzyko błędów. To nie tylko poprawia wydajność, ale także zwiększa bezpieczeństwo.
W artykule:• Generowanie tłumionych napięć (DAC) w miejscu zainstalowania• Próba napięciowa z zastosowaniem metody DAC • Dwustronny pomiar WNZ |
StreszczenieJak wiadomo, podczas standardowych badań fabrycznych jakość elektroenergetycznych kabli, a także osprzętu kablowego jest w pełni oceniana przez producenta. Niemniej jednak ryzyko powstania nowych uszkodzeń np. w czasie transportu i montażu, w poszczególnych elementach linii kablowej, może wpływać na jakość i solidność wykonawstwa nowo zainstalowanej linii. Dzięki wiedzy opartej na międzynarodowych doświadczeniach i zdobytej, na przestrzeni ostatnich 20 lat, z badań przeprowadzonych w różnych sieciach energetycznych, w niniejszym artykule skupino się na zastosowaniu nieniszczącej metody do badań odbiorczych i diagnostyki wszystkich rodzajów linii przesyłowych. Na praktycznych przykładach przedstawiono różne ważne aspekty badania nowych linii, a także dokonywania oceny stanu technicznego już eksploatowanych linii kablowych. AbstractIt is known that using routine factory tests (insulation co-ordination) the quality of transmission power cables and individual accessories is fully tested at the manufacturer. Nevertheless, the risk of problems with the parts delivery and assembly of all equipment may affect the quality of the cable transmission system. Based on international experience gained over the past 20 years in various energy networks and by different transmission network operators, this report focuses on the results of experiments in suppressed AC signal technology for after-installation testing and diagnosis of all types of transmission power cables. In particular, supported by practical examples, this document will mention various important aspects of testing new connections, as well as assessing the condition of power cables in the service age. |
W rezultacie ważnym aspektem dla przedsiębiorstw energetycznych jest odpowiedź na kilka pytań dotyczących opracowania, stosowania i dokonywania aktualizacji wewnętrznych procedur i standardów dla niezawodnego działania eksploatowanej sieci elektroenergetycznej. Odpowiedzieć należy na dwa następujące pytania:
1. Jak w sposób czuły i nieniszczący wykryć wady fabryczne w nowo zainstalowanych liniach kablowych?
2. W jaki sposób prowadzić nieniszczącą diagnostykę eksploatowanych już linii kablowych, aby określić ich rzeczywisty stan?
W związku z tym, aby zapewnić niezawodną pracę sieci elektroenergetycznej i odpowiedzialnie zarządzać majątkiem sieciowym, należy uwzględnić przeprowadzenie następujących badań odbiorczych:
1. Badania pomontażowe nowo zainstalowanych linii kablowych, aby sprawdzić obecność/brak obecności:
- Wad fabrycznych → mniej prawdopodobne ze względu na wysoki poziom kontroli jakości;
- Wad powstałych podczas transportu → bardziej prawdopodobne z powodu dywersyfikacji w łańcuchach dostaw;
- Wad powstałych w wyniku nieprawidłowego montażu → wysoce prawdopodobne ze względu na zróżnicowaną metodologię montażu, nacisk na czas realizacji, poziom kwalifikacji monterów itd.
2. Badania diagnostyczne i eksploatacyjne linii kablowych w eksploatacji w celu oszacowania:
- Uszkodzeń eksploatacyjnych i nadmiernych obciążeń elektrycznych, mechanicznych (prace budowlane) i termicznych → nie można pominąć np. przejściowych zwarć i przepięć;
- Ocena procesu starzenia kabla elektroenergetycznego → zależy od wielu czynników eksploatacyjnych i błędów pozostałych z nieprawidłowego montażu;
- Pozostały czas życia kabla elektroenergetycznego → celem większości zarządzających majątkiem sieciowym jest utrzymanie CAPEX i OPEX na optymalnym poziomie.
Wiadomym jest fakt, iż takie normy międzynarodowe jak [1, 2, 3] są dokumentami, na których opierają się producenci kabli i przewodów elektrycznych. W związku z powyższym, większość treści ujętych w ww. normach dotyczy przeprowadzania badań fabrycznych i nie omawia aktualnych wytycznych umożliwiających wykonywanie badań pomontażowych, eksploatacyjnych i diagnostycznych linii kablowych. Normy takie jak [4–8], z kolei, opracowane zostały dzięki współpracy pomiędzy przedsiębiorstwami energetycznymi, firmami produkcyjnymi i zespołami badawczymi. Wspomniane powyżej normy stanowią, wraz z innymi dokumentami normalizacyjnymi takimi jak [9, 10], najbardziej wiarygodne i aktualne źródło wiedzy fachowej na temat nowoczesnych metod nieniszczących stosowanych zarówno przy badaniach pomontażowych, jak również przy badaniach eksploatacyjnych i diagnostycznych [11–13].
Generowanie tłumionych napięć (DAC) w miejscu zainstalowania
Metoda pomiarowa DAC (tłumione napięcia przemienne) w połączeniu z analizą i pomiarem WNZ jest uznawana na całym świecie za skuteczną metodę pomiarów eksploatacyjnych kabli NN i WN [4, 5].
Technologia ta została po raz pierwszy przedstawiona na konferencji Jicable w 1999 roku i od przeszło 20 lat jest szeroko stosowana do badań i diagnostyki kabli energetycznych SN i WN [13, 14]. Dzięki zastosowaniu metody DAC, obecnie jest możliwe zasilanie nawet kilkudziesięciokilometrowych linii kablowych o wysokiej pojemności i niskim zapotrzebowaniu na moc wejściową [15, 16]. Charakterystyka zastosowanej technologii, oprócz równoważności sinusoidalnego napięcia DAC (o częstotliwości pomiędzy 20–300 Hz) w stosunku do napięcia sieciowego o częstotliwości 50/60 Hz, spełnia wymagania dotyczące nowoczesnego sposobu przeprowadzania badań odbiorczych w miejscu zainstalowania:
- system modułowy o niewielkim ciężarze,
- kompaktowość w stosunku do napięcia wyjściowego,
- łatwiejszy montaż systemu,
- niższe zapotrzebowanie na energię, nawet przy długich kablach,
- niższe poziomy szumów i możliwość czułego wykrywania i lokalizacji WNZ, jak również pomiarów współczynnika strat dielektrycznych.
Metoda DAC w połączeniu z pomiarem wyładowań niezupełnych (WNZ) i pomiarem współczynnika strat dielektrycznych (tan δ) jest wykorzystywana do oceny stanu technicznego zarówno nowo zainstalowanych, jak również już eksploatowanych kabli elektroenergetycznych.
Zastosowanie tłumionych napięć DAC do badań kabli elektroenergetycznych jest zgodne z technicznymi parametrami dotyczącymi wykonywania prób w miejscu zainstalowania, ujętymi w międzynarodowych normach i wytycznych IEC, IEEE, oraz Cigré.
W celu wygenerowania tłumionego napięcia DAC, o czasie trwania kilkudziesięciu okresów przebiegu napięcia AC o częstotliwości do kilkuset Hz, opracowano układ probierczy. Układ ten stosuje się do zasilania i badania kabli elektroenergetycznych napięciem o przebiegu sinusoidalnym AC w miejscu zainstalowania. Układ składa się z zasilacza wysokiego napięcia zdalnie sterowanego, który zasila kable o dużej pojemności (np. 10 μF) jak to pokazano na rysunku 1.
Czas zasilania kabla zależy od maksymalnego dopuszczalnego prądu obciążenia systemu DAC, napięcia probierczego i pojemności badanego obiektu i nie może przekroczyć 100 sekund [5].
Rys. 1. Schemat układu probierczego DAC wykorzystywanego do badań kabli elektroenergetycznych w miejscu zainstalowania oraz detekcji WNZ w przesyłowych liniach kablowych, oraz przykład próby odbiorczej linii kablowej 110 kV, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Przy maksymalnym wybranym napięciu probierczym, specjalnie zaprojektowany półprzewodnikowy przełącznik łączy dławik powietrzny z badanym kablem WN w czasie zamykania < 1 μs. Ze względu na stosunkowo niską indukcyjność kabla, w badanym obiekcie nie wystąpią żadne przejściowe przepięcia. W tym momencie seria okresów przebiegu napięcia AC zaczyna się od częstotliwości rezonansowej obwodu wyrażonej równaniem fDAC = 1/(2π√(L ⋅ Ccable)), gdzie L oznacza stałą indukcyjność dławika, a Ccable pojemność badanego kabla WN. Dławik powietrzny ma niski współczynnik stratności i konstrukcję zaprojektowaną w taki sposób, aby powodowała powolne zanikanie fali AC napięcia probierczego przyłożonego do próbki kabla. Podczas kilku okresów przebiegu napięcia AC, sygnały WNZ są inicjowane w sposób podobny jak przy znamionowych warunkach pracy kabla 50(60) Hz [8-10].
Zgodnie z [2, 3, 5] na badany obiekt nie są przyłożone żadne napięcia DC, a poziom napięcia DAC jest zbliżony do poziomu napięcia stosowanego podczas badań fabrycznych. W wyniku ciągłego wzrostu i natychmiastowemu przejściu do napięcia DAC po osiągnięciu napięcia maksymalnego, nie występuje żaden stan stacjonarny z punktu widzenia lądunku przestrzennego, a niskie natężenie pola elektrycznego w izolacji (zwykle < 20 kV/mm) i krótki czas trwania (od kilku do kilkudziesięciu sekund) obciążeń bipolarnych nie pozostawia miejsca na gromadzenie się ładunku przestrzennego.
Zastosowanie metody pomiarowej DAC umożliwia czułą detekcję oraz lokalizację miejsc WNZ w kablach elektroenergetycznych. Dzięki wykorzystaniu reflektometrii domenowo czasowej (TDR) można wykryć aktywność WNZ w głowicach kablowych, mufach oraz innych częściach kabla, patrz rysunkach 2 i 3. Ta procedura może być powtórzona dla wielokrotnych wzbudzeń, pojawiających się jedno po drugim, aby wykonać pełną próbę napięciową, jak to pokazano na rysunku 4.
Rys. 2. Przykłady wzbudzeń wywołanych napięciem tłumionym DAC, u góry: napięcie DAC monitorowane poprzez detekcję WNZ, u dołu: wzbudzenie wywołane napięciem tłumionym DAC podczas przebicia; wykryta została aktywność WNZ, dzięki której można zlokalizować miejsce przebicia, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 3. Monitorowana próba napięciowa kabli 150 kV o izolacji XLPE będących w eksploatacji (4,5 km): a) przykład lokalizacji WNZ podczas badania napięciem tłumionym DAC do 1,0 Uo, b) przebiegi fazowe WNZ obserwowane przy napięciach 0,6 Uo, 0,73 Uo, 0,9 Uo oraz podczas przebicia napięciem 1,0 Uo, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 4. Monitorowana próba napięciowa kabli 50 kV o izolacji XLPE będących w eksploatacji (12 km): a) przykładowy obraz występowania WNZ przy napięciu 1,7 Uo, b) jednogodzinna próba napięciowa DAC napięciem 2,5 Uo, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Przykładając napięcie tłumione DAC można zmierzyć współczynnik start dielektrycznych tan δ opierając się na właściwościach zanikowych charakterystycznych dla napięcia DAC. Jest to szczególnie przydatne podczas dokonywania oceny stanu izolacji kabli będących w wieloletniej eksploatacji [4] (rys. 5.).
Rys. 5. Przykład danych diagnostycznych współczynnika strat dielektrycznych uzyskanych dla dwóch różnych linii kablowych o izolacji olejowej: a)–b) kabel elektroenergetyczny 150 kV, długość: 850 m, wiek 49 lat, c)–d) kabel elektroenergetyczny 230 kV, długość 13,3 km, wiek 33 lata, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Próba napięciowa z zastosowaniem metody DAC
Zgodnie z obowiązującą normą [5], aby przeprowadzić próbę napięciową, procedura ta powinna być powtórzona co najmniej dla 50 wzbudzeń następujących po sobie, aby wykonać próbę napięciową przy maksymalnym napięciu probierczym [2, 3, 5].
Dzięki krótszemu czasowi trwania wzbudzeń oraz zanikowym właściwościom napięcia, przy niektórych defektach typu jednorodnego, uzyskane wyniki próby napięciowej z zastosowaniem metody DAC mogą się różnić od wyników uzyskanych przy badaniu napięciem ciągłym AC [5]. W tabeli 1. aspekty efektywności prób napięciowych i stosowania pomiaru WNZ są przeanalizowane z punktu widzenia rozkładu pola elektrycznego dla trzech podstawowych form.
Tab. 1. Podstawy efektywności odbioru po instalacyjnego dla kabli WN prób napięciowych i pomiaru WNZ
Ważnym jest ze biorąc pod uwagę typowe błędy instalacyjne to największa ich jest typu 3, tzn. niejednorodnego. Tego typu wady instalacyjne najlepiej są wykrywalne w sposób nieniszczący, tzn. przy pomocy WNZ, a nie poprzez próby napięciowe. Zakładając, że badanie nie powinno mieć charakteru niszczącego i że początkowa aktywność WNZ już sama w sobie wskazuje na obecność defektów, to ta różnica w czasie do chwili przebicia musi być uznana za zaletę badania kabli elektroenergetycznych metodą DAC (rys. 4.).
Dwustronny pomiar WNZ
Z punktu widzenia międzynarodowego coraz więcej jest instalowanych linii kablowych WN w farmach wiatrowych i w tzw. połączeniach inter-link o długości kilkudziesięciu kilometrów. Według [17] odbiory pomontażowe tego typu kabli stają się z punktu widzenia kosztów i nakładów technicznych niewykonalnymi. Dlatego też jednym z zaleceń jest, aby ekstradługie linie kablowe badać przy pomocy tłumionych napięć zmiennych tzn. DAC.
Detekcję i lokalizację WNZ w długim układzie kablowym np. o długości 30 kilometrów można ulepszyć poprzez wykonanie pomiarów WNZ po obu stronach układu. W najgorszym przypadku (WNZ na drugim końcu) zmniejszy się odległość przemieszczania się impulsów WNZ o współczynniku 2. W przypadku pomiaru z jednej strony, wyładowanie musi przejść przez całą długość kabla z jednego do drugiego końca i z powrotem. Całkowita droga do przebycia przez impuls jest zatem dwukrotnie dłuższa od długości kabla. Przy pomiarze dwustronnym, impuls WNZ musi przejść z jednego do drugiego końca kabla, aby mógł być tam wykryty, a więc tylko jedną długość kabla. W tym dwustronnym układzie pomiarowym do zasilania systemu kablowego stosowany jest tłumiony układ AC (DAC) (rys. 6.). System ten wykorzystuje kondensator sprzęgający z czujnikiem WNZ po jednej stronie kabla oraz drugi czujnik WNZ po drugiej stronie kabla [5, 15, 16] (rys. 7.).
Rys. 6. Konfiguracja dwustronnego pomiaru WNZ z możliwością lokalizacji z obwodem wzbudzenia DAC i zsynchronizowanymi detektorami WNZ po obu stronach kabla, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 7. Analiza lokalizacji miejsca występowania WNZ w linii kablowej 110 kV o długości 19,1 km (o izolacji XLPE, napięciem tłumionym DAC). Lokalizacja WNZ otrzymana z dwustronnego pomiaru wskazująca występowanie WNZ w fazie L1 w mufie w odległości 13,7 km i w głowicy na oddalonym końcu linii, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Główną zaletą pomiaru dwustronnego jest lepsza czułość pomiaru w porównaniu z pomiarem jednostronnym. Impulsy WNZ muszą propagować tylko do końców kabla. Nie jest koniecznym, aby przechodziły z jednego końca na drugi. W efekcie nie występuje dodatkowe tłumienie na skutek nieprawidłowego odbicia lub tłumienie spowodowane ponownym przejściem impulsów przez całą długość kabla. Tłumienność zmniejsza amplitudę mierzonych impulsów wyładowań niezupełnych.
W wyniku tłumienia, zmniejszająca się amplituda WNZ osiąga około 70 procent swojej wartości pierwotnej. Podczas pomiaru jednostronnego impuls odbity od drugiego końca zmniejsza się do 5 procent. Przy pomiarze dwustronnym pozostała amplituda WNZ zwiększa się do około 26 procent [15]. Najtrudniejszą do zlokalizowania jest lokalizacja uszkodzeń powodujących WNZ na końcu kabla. W takich przypadku tłumienie impulsu jest najsilniejsze, na skutek ponownego przebycia całej drogi przez impuls.
Dwustronny pomiar przyczynia się do zwiększenia czułości detekcji i lokalizacji impulsów WNZ na długich odcinkach kabla [16]. Ze względu na zastosowanie dwóch jednostek pomiarowych WNZ budowa urządzenia pomiarowego jest bardziej złożona w porównaniu do budowy sprzętu używanego przy pomiarze jednostronnym. W szczególności wyzwaniem jest synchronizacja i transmisja danych na dużych odległościach.
Przykłady praktyczne
Przykład 1
Nowo zainstalowana linia kablowa o długości 0,6 km, 220 kV o izolacji XLPE została przebadana tłumionym napięciem DAC o częstotliwości 195 Hz, wynoszącym do 1,6 Uo.
Przeprowadzono monitorowaną próbę napięciową. Gdy napięcie probiercze DAC było zwiększane od 0,6 Uo, zaobserwowano aktywność WNZ w fazie L1 (rys. 8. i 9.). Wzrost napięcia probierczego powodował zwiększenie aktywności WNZ (rys. 9.). Za pomocą analizy TDR można było wyznaczyć miejsce aktywności WNZ. Analiza lokalizacji WNZ wykazało koncentrację WNZ na 258 m linii (rys. 10.). Podczas wykonywania próby napięciowej napięciem do 1,6 Uo nastąpiło przebicie izolacji kabla w wykrytym miejscu występowania WNZ.
Rys. 8. Wyniki badań pomontażowych w miejscu zainstalowania dla kabla 220 kV, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 9. Tłumione napięcia DAC oraz przebiegi fazowe WNZ obserwowane podczas monitorowanej próby napięciowej dla fazy L1 linii kablowej, przed przebiciem izolacji, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 10. Analiza lokalizacji miejsca występowania WNZ podczas badania linii kablowej 220 kV w miejscu zainstalowania metodą DAC, napięcie probiercze DAC do 1,6 Uo. Stwierdzono koncentrację WNZ w odległości 258 m, która wskazuje na lokalizację WNZ w fazie L1, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Wyniki z prób dla faz L2 i L3, mieściły się w kryteriach przyjętych do uzyskania pozytywnej oceny z badań pomontażowych. Nie stwierdzono wewnętrznej aktywności WNZ w izolacji kabla, jak również w osprzęcie oraz nie zaobserwowano przebicia podczas próby dla faz L2 i L3.
Przykład 2
Wykonano badanie pomontażowe nowo zainstalowanej linii kablowej 161 kV o izolacji XLPE i długości 5,8 km (rys. 11.).
Maksymalny poziom przyłożonego napięcia probierczego wynosił 1,7 Uo o częstotliwości 66 Hz. W jednej z sześciu faz (dwutorowa linia kablowa) zaobserwowano aktywność WNZ już na poziomie napięcia wynoszącego 0,4 Uo (rys. 12.).
Zwiększenie napięcia probierczego skutkowało wzrostem aktywności WNZ. Podczas próby napięciowej zdecydowano, aby nie zwiększać napięcia powyżej Uo i nie wykonywać monitorowanej próby dla tej fazy. Za pomocą analizy TDR można było określić miejsca występowania WNZ. Lokalizacja WNZ ujawniła ich koncentrację na piątym kilometrze linii i wskazał miejsce aktywności WNZ w kablu (rys. 13.).
Rys. 11. Badanie pomontażowe linii kablowej 161 kV w miejscu zainstalowania, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 12. Tłumione napięcia DAC oraz przebiegi fazowe WNZ obserwowane podczas próby napięciowej DAC dla fazy L3, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Rys. 13. Mapowanie miejsca występowania WNZ w linii kablowej 161 kV o długości 5,8 km, napięciem 1,0 Uo podczas próby napięciowej DAC. Stwierdzono koncentrację WNZ na 5,0 km linii kablowej ujawniając położenie WNZ dla fazy L3, rys. E. Gulski, J. Parciak, R. Jongen, J. Popławski
Miejsce aktywności WNZ znajdowało się w mufie kablowej. Pozostałe pięć faz spełniało wymogi badań pomontażowych i pomyślnie przeszło próbę. Nie wykryto żadnej wewnętrznej aktywności WNZ w izolacji kabla i w osprzęcie kablowym.
Potwierdzono koncentrację aktywności WNZ poniżej napięcia roboczego dla fazy L3 jednej z dwóch linii. Zalecono przebadanie/wymianę mufy. Jednakże z powodu faktu, że ocena WNZ nie była częścią umowy między wszystkimi zainteresowanymi stronami i że intensywność wyładowań nie przekraczała 500 pC, przedsiębiorstwo energetyczne zdecydowało się nie wymieniać natychmiast mufy, w której występowały WNZ. Niestety po 6 miesiącach od badania linii nastąpiła awaria kabla dokładnie w tym miejscu (mufie) w fazie L3 na 5000 metrze linii kablowej.
Wnioski
Na podstawie doświadczeń zebranych na przestrzeni ostatnich 15 lat można wyciągnąć następujące wnioski:
1. Obecnie operatorzy sieci przesyłowych (OSP) muszą posiadać swoje własne procedury do kontroli jakości nowo zainstalowanych linii kablowych, aby sprawdzić obecność/brak obecności [18]:
- wad fabrycznych,
- wad powstałych podczas transportu,
- wad powstałych w wyniku nieprawidłowego montażu.
2. W przeciwieństwie do tradycyjnej próby napięciowej AC opartej na zasadzie Go/No-Go (Tak/Nie) monitorowana próba napięciowa DAC jest powszechnie stosowana w wielu krajach do badania stanu technicznego linii kablowych.
3. Czułe pomiary WNZ, dające informacje o ich przebiegu oraz zastosowanie reflektometrii domenowo czasowej (TDR), pomaga we wczesnym wykrywaniu obecności WNZ i lokalizację miejsca ich występowania w izolacji kabla oraz w osprzęcie [13, 18].
4. Przeprowadzanie prób napięciowych o charakterze nieniszczącym jest bardziej efektywne i stanowi dobrą podstawę do oceny stanu technicznego i do określenia przewidywanej żywotności kabli elektroenergetycznych.
5. Aby badać długie odcinki kabli elektroenergetycznych HVAC, oprócz niskiego zapotrzebowania na energię w miejscu zainstalowania, czuły pomiar WNZ i lokalizacja miejsc ich występowania czyni metodę DAC bardzo przydatną do tego celu [15–17].
Literatura
- IEC 60840: Power cables with extruded insulation and the accessories for rated voltages above 30kV up to 150kV Test methods and requirements;
- IEC 62067: Power cables with extruded insulation and the accessories for rated voltages above 150kV
- IEC 60060-3: High Voltage test techniques Part 3: Definitions and requirements for on-site testing
- IEEE 400-2012: Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above;
- IEEE 400.4-2015: Guide for Field-Testing of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above with Damped Alternating Current Voltage (DAC)
- HD 632 S2 (CENELEC): Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 36kV (Um=42kV) up to 150kV (Um= 170kV);
- UK Power Networks, ECP 11-0006, Engineering Commissioning Procedure, ECP 11-0006, HV insulation testing 2018
- IEEE 400.3-2006: Guide for PD Testing of Shielded Power Cable Systems in a Field Environment;
- IEC 60270: Partial discharges measurements;
- IEC 60885-3: Test methods for partial discharges measurements on lengths of extruded power cable;
- E. Gulski, R. Jongen, R. Patterson, Modern Testing and Diagnosis of Power Cables using Damped AC Voltages, NETA World, Spring 2015
- R. Jongen, B. Quak, E. Gulski, P. Cichecki, F. de Vries, “On-site testing and diagnosis of long medium voltage cables”, Condition Monitoring and Diagnosis (CMD) conference, 2012, p. 659-662.
- E. Gulski, R. Jongen, B. Quak, J. Parciak, A. Rakowska,, Fifteen Years Damped AC Testing and Diagnosis of Transmission power cables, Jicable 2019, paper D3-1.
- F.J. Wester, Condition assessment of power cables using partial discharge diagnosis at damped AC voltages, ISBN 90-8559-019-1
- M. Wild; S. Tenbolen; E. Gulski; R. Jongen, Basic aspects of partial discharge on-site testing of long length transmission power cables, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2017, Volume: 24, Issue: 2, Pages: 1077 – 1087
- P.P. Seitz, B. Quak, E. Gulski, M. Wild, F. de Vries, Long lengths transmission power cables on-site testing up to 500 kV by damped AC voltages, Jicable 2015
- Cigre TB 680 Implementation of long AC HV and EHV cable systems, 2017
- J. Smit, M. van Riet, B. Staarink, Non-destructive after laying test with PD localization, Jicable 2019, paper D3-4
