Pokročilé testování a diagnostika kabelů: čtyři základní metody

Zajištění spolehlivosti a dlouhé životnosti silových kabelů vyžaduje účinné testovací a diagnostické techniky. Jak bylo uvedeno v prvním blogu našeho seriálu o testování a diagnostice kabelů VN, testování metodou VLF (velmi nízká frekvence) hraje klíčovou roli při zjišťování slabých míst izolace, odhalování potenciálních poruch a udržování integrity energetických systémů. Vzhledem k tomu, že je k dispozici více možností budicího napětí, je pro získání přesných výsledků a optimalizaci strategií údržby zásadní zvolit pro každé použití to správné.

Tento blog, druhý díl našeho seriálu o testování metodou VLF, zkoumá čtyři klíčová budicí napětí používaná při testování a diagnostice kabelů: stejnosměrné napětí, 0,1Hz VLF napětí se sinusovým průběhem, 0,1Hz VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem (sklon průběhu srovnatelný s 50 Hz) a tlumené střídavé napětí (DAC). Každá metoda nabízí svoje jedinečné výhody a je vhodná pro konkrétní scénáře testování. Pochopením silných stránek a omezení jednotlivých typů napětí mohou inženýři a technici činit informovaná rozhodnutí, která zvyšují efektivitu zkoušek, zkracují prostoje a zajišťují spolehlivost energetického systému.

Stejnosměrné napětí

Po desetiletí bylo standardem pro testování odolnosti kabelů stejnosměrné napětí. Dnes se používá pouze pro HVDC kabely kvůli riziku poškození izolace a neschopnosti odhalit určitý typ poruch.

Proč je tedy stejnosměrné napětí stále důležité? Především je nezbytné pro zkoušku pláště podle normy IEC 60229, která se obvykle provádí při napětí 5 až 10 kV. V případě zjištění poruchy pláště umožňuje pulzní stejnosměrné napětí přesně určit místo poruchy, a proto je testování stejnosměrným napětím nepostradatelným nástrojem pro posouzení integrity pláště.

0,1Hz VLF napětí se sinusovým průběhem

Která ze dvou VLF technologií integrovaných do systémů TDM typu „vše v jednom“ je vhodnější pro testování kabelů? Odpověď je jasná: Optimální volbou pro napěťové zkoušky je VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem. Proč tedy používat 0,1Hz VLF napětí se sinusovým průběhem? Pokud chcete posoudit stárnutí izolace, je nezbytné měření dielektrických ztrát (tangens delta) pomocí 0,1Hz VLF napětí se sinusovým průběhem. To také zajišťuje testování krátkých kabelů v souladu s normami. Pokud je integrováno měření tangens delta, doporučuje se monitorovaná napěťová zkouška (sledování dielektrických ztrát během testování), podobně jako měření svodového proudu pomocí VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem. 

Přestože lze pro měření částečných výbojů použít také 0,1Hz VLF napětí se sinusovým průběhem, nejedná se o doporučené řešení. Vzhledem k omezením při detekci slabých míst doporučuje společnost Megger pro spolehlivější testování částečných výbojů technologii VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem, jak bylo prokázáno v reálných případových studiích.

0,1Hz VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem / technologie sklonu průběhu srovnatelného s 50 Hz

Technologie VLF napětí s kosinus-obdélníkovým průběhem od společnosti Megger, také nazývaná technologie Slope (sklon průběhu srovnatelný s 50 Hz) nebo VLF CR/Slope, je dokonalým řešením pro testování krátkých i dlouhých kabelů. Toto inovativní zkušební zařízení kombinuje průběh napětí při změně polarity srovnatelný s 50 Hz s nízkou spotřebou energie a zajišťuje efektivní testování při frekvenci 0,1 Hz, která odpovídá normě, a zaručuje tak bezpečnost kabelového systému. Jeho schopnost opakovaně využívat uloženou energii umožňuje zkoušet i ty nejdelší kabely při standardizovaném kmitočtu. Kromě toho vyniká při měření částečných výbojů a věrně simuluje skutečné provozní podmínky, takže poskytuje přesné výsledky. Díky monitorování svodového proudu lze během testování vyhodnocovat kvalitu izolace, což je ideální volba pro zkoušky při uvádění do provozu a přejímací zkoušky.

Tlumené střídavé napětí (DAC)

Čtvrtým zkušebním nebo diagnostickým napětím je tlumené střídavé napětí (DAC). Měření tlumeným střídavým napětím je určeno k detekování poruch způsobených částečnými výboji, které nemusí způsobit okamžitý elektrický průraz během typické zkoušky kabelu, ale přesto představují dlouhodobé riziko pro jeho životnost. Při použití tlumeného střídavého napětí je kabel vystaven napětí po co nejkratší dobu, což je obzvláště důležité u stárnoucích kabelových úseků. 

Při testování silně zestárlých kabelů je cílem provést diagnostiku, aniž by byl kabel vystaven zbytečnému riziku. Tlumené střídavé napětí minimalizuje možnost poruch během testování nebo po něm tím, že aplikuje časově omezené zatížení napětím. Typ a frekvence tlumeného střídavého napětí jsou velmi účinné při zjišťování poruch, které jsou náchylné ke vzniku částečných výbojů. Princip generování napětí je založen na volném oscilačním obvodu, který zajišťuje minimální rušení, což z tlumeného střídavého napětí činí ideální typ napětí pro diagnostiku částečných výbojů v nových i stárnoucích kabelech.
 

Summary

Toto srovnání zdůrazňuje důležitost výběru správného diagnostického přístupu na základě typu kabelu, cíle zkoušky a provozních podmínek. Využitím pokročilých zkušebních řešení společnosti Megger mohou inženýři zajistit přesnou detekci poruch, vyšší spolehlivost systému a proaktivní údržbu, což pomáhá předcházet poruchám dříve, než k nim dojde.

V dalším blogu ze seriálu Testování a diagnostika kabelů VN se podíváme na případovou studii z reálného prostředí, která ukazuje, jak bylo zavedení těchto metod zásadní pro vyhledání a vyřešení kritické poruchy kabelu.