Avancerad kabeltestning och diagnostik i praktiken: bedömning av skicket på serviceåldrade kablar

Effektivt underhåll av kraftkablar är viktigt för att minimera fel, förlänga tillgångarnas livslängd och säkerställa att elnätet är tillförlitligt. I vår senaste blogg i serien Test och diagnostik av mellanspänningskabel betonade vi hur användning av hela uppsättningen av excitationsspänningar ger en betydande fördel vid testning och diagnostik. I den här bloggen presenterar vi en fallstudie från verkligheten där en skickbedömning utfördes på en serviceåldrad kabel för mellanspänning med hjälp av dessa metoder.

Genom att applicera excitationsspänningarna DAC, VLF CR/Slope och 0,1 Hz VLF-sinusvåg utvärderade teknikerna isoleringsintegriteten och lokaliserade ett kritiskt fel. Resultaten belyser viktiga skillnader i detektionskänslighet mellan testmetoderna och betonar vikten av att välja rätt diagnosmetod för att bibehålla kabelsystemens tillförlitlighet.

Tan Delta- och partiell urladdningsdiagnostik med 3 excitationsspänningar

Som en del av det här företagets underhållsstrategi utfördes en skickbedömning av en serviceåldrad kraftkabel. Den testade kabeln var en 12/20 kV XLPE-kabel, som installerades 2007, med en total längd på 995 meter. Det exakta antalet skarvar och deras positioner var okända. För bedömningen användes en skåpbilsmonterad version av TDM4540 utrustad med en intern kopplare för partiella urladdningar som testspänningskälla.

Utvärderingen omfattade mätning av dielektrisk förlust (Tan Delta) för att utvärdera isoleringens status och upptäcka eventuell försämring. Test av partiella urladdningar (PD) utfördes också med användning av hela uppsättningen av excitationsspänningar – DAC, VLF CR/Slope och 0,1 Hz VLF-sinusvåg – för att identifiera isoleringsdefekter under olika belastningsförhållanden.

Dessa diagnostiska tester ger viktig information om kabelns åldrande och potentiella felrisker. Dessa uppgifter bidrar till välinformerad underhållsplanering, vilket bidrar till att förlänga tillgångens livslängd, minimera driftstopp och säkerställa systemets tillförlitlighet.

Mätning av dielektrisk förlust

Mätningen av dielektrisk förlust visade på förhöjda förluster i alla faser, med resultat som ansågs kritiska enligt IEEE 400.2-2014 bilaga I, vilket indikerade att ytterligare undersökning behövdes. Observera att fas L2 uppvisade signifikant högre förluster jämfört med de andra två faserna, vilket tydde på ett lokaliserat problem, t.ex. ett fel i en skarv eller en avslutning.

Eftersom mätningen av dielektrisk förlust endast ger en global bedömning av kabelns

skick kan den inte hitta exakt var problemet sitter. För att lokalisera felet rekommenderas antingen en mätning av partiell urladdning (PD) eller ett tålighetstest. Det bör noteras

att ett tålighetstest endast identifierar problemet om felet är tillräckligt allvarligt för att orsaka omedelbart haveri under testning.

Mätningar av partiell urladdning

Kraftbolaget beslutade att utföra en PD-mätning på kabeln och använde tre excitationsspänningar för att dra full nytta av kapaciteten i deras TDM-enhet. I diagramserie 1 visas PD-kartläggningar vid nominell spänning Uo för excitationsspänningarna DAC, VLF CR/Slope och 0,1 Hz VLF-sinusvåg. Både DAC och VLF CR/Slope identifierade ett fel i fas L2 vid cirka 280 m, i linje med tidigare observerad avvikelse från mätningen av dielektrisk förlust, vilket sannolikt indikerar ett problem i en skarv.

Intressant nog detekterades inte den här svaga punkten med excitationsspänningen av typen 0,1 Hz VLF-sinusvåg, vilket markerar skillnaderna i känslighet mellan de enskilda testmetoderna.

I diagramserie 2 visas PD-kartläggningarna vid en testspänning på 1,7 gånger den nominella spänningen Uo, den standardiserade maximala testspänningen för PD-mätningar på mellanspänningskablar. Som förväntat ökade koncentrationen och intensiteten av partiella urladdningar vid den lokaliserade svaga punkten (~280 m) med både DAC och VLF CR/Slope jämfört med mätningarna vid nominell spänning.

Även vid 1,7 U0 förblir den svaga punkten som identifierats av DAC och VLF CR/Slope oupptäckt med hjälp av 0,1 Hz VLF-sinusvågen, vilket belyser en betydande skillnad i detektionskapaciteten mellan testmetoderna.

Efter resultaten av mätningarna av dielektrisk förlust och partiell urladdning bestämde sig kraftbolaget för att ta itu med den svaga punkten som var lokaliserad vid cirka 280 m och som identifierades som en felaktig skarv. Vid dissektion upptäcktes hantverksrelaterade problem, specifikt otillräcklig användning av monteringspasta och tejp för att fylla hålrum, som visas på bilderna.

Efter utbyte av skarven utfördes en uppföljande PD-mätning som bekräftade att den svaga punkten hade eliminerats och att kabeln nu är i optimalt skick.

Slutsats

Den här fallstudien belyser effektiviteten i att kombinera mätning av dielektrisk förlust med PD-mätning för att identifiera och lokalisera kritiska kabelproblem, t.ex. den defekta skarven som upptäcks i det här fallet. Genom att använda DAC och VLF CR/Slope kunde PD-mätningen lokalisera den svaga punkten som uppvisade PD-aktivitet redan vid nominell spänning Uo, vilket ledde till det proaktiva beslutet att ersätta skarven innan ett haveri inträffade.

Av avgörande betydelse var att excitationsspänning av typen 0,1 Hz VLF-sinusvåg kunde inte upptäcka denna kritiska defekt, vilket belyser begränsningarna i att förlita sig på denna metod. Det här fallet understryker vikten av att välja rätt diagnostikverktyg för att säkerställa korrekt felidentifiering och bibehålla kabelsystemens integritet.

I nästa blogg i vår serie Test och diagnostik av mellanspänningskabel utforskar vi en annan fallstudie som visar hur Meggers lösningar, som utnyttjar hela uppsättningen av excitationsspänningar, effektivt identifierade en tidigare förbisedd defekt – vilket i slutänden förhindrade ett större haveri.