Avancerad kabeltestning och diagnostik i praktiken: Diagnostik av partiella urladdningar
Noggranna och tillförlitliga mätningar av partiella urladdningar (PD) är avgörande för att identifiera svagheter i kraftkablar innan de leder till kostsamma fel. Inkonsekvenser i testresultaten kan dock skapa osäkerhet, vilket gör det svårt för tillgångsansvariga att fatta välgrundade underhållsbeslut. I den här fallstudien, som ingår i vår serie Test och diagnostik av mellanspänningskabel, beskrivs hur rätt testmetod är avgörande för att erhålla tillförlitliga resultat.
På en kritisk kundanläggning genomförde flera tjänsteleverantörer PD-mätningar på en viktig kabel men producerade motstridiga resultat. För att lösa detta kallades Megger in för att utföra en upprepad bedömning med vår toppmoderna allt-i-ett-lösning. Genom att dra nytta av en komplett uppsättning av excitationsspänningar – dämpad växelspänning (DAC), cosinus-fyrkantsspänning med mycket låg frekvens (VLF CR/Slope) och 0,1 Hz VLF-sinusvåg – gjorde vi en omfattande och konsekvent utvärdering av kabelns skick.
Resultaten avslöjade inte bara kritiska svaga punkter utan visade även begränsningarna i vissa testmetoder, vilket betonar vikten av att välja rätt diagnosmetod.
Diagnostik av partiella urladdningar med 3 excitationsspänningar
Den testade kabeln var en 12/20 kV XLPE-kabel, som installerades 2004, med en total längd på 1 200 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 för att säkerställa exakt och tillförlitlig diagnostik.
Tre omfattande mätningar utfördes på detta kabelsystem med användning av alla tillgängliga excitationsspänningar. För åldrande kablar rekommenderas dämpad växelspänning (DAC) för dess överlägsna prestanda, medan VLF CR/Slope-spänning är det optimala valet för nya kablar, t.ex. under driftsättningstester.
Även om 0,1 Hz VLF-sinusvåg är ett grundläggande alternativ för nybörjare ger den inte den djupgående information som ges av DAC- och VLF Slope-spänning, vilket demonstrerades i det här fallet
Diagramserie 1 illustrerar kartläggningen av partiella urladdningar vid driftspänning och markerar kabelns skick under normal drift. Observera att två sårbarheter – lokaliserade vid cirka 175 m och 650 m – tydligt identifierades med både DAC och VLF CR/Slope som excitationsspänning. Dessa svaga punkter är aktiva under normal drift, försämrar isoleringen och kan till slut orsaka kabelfel.
Men med 0,1 Hz VLF-sinusvåg upptäcktes inte dessa kritiska problem.
Med en ökad testspänning på 1,7 U0 blir skillnaderna ännu tydligare, vilket syns i följande diagramserier. Totalt sju kritiska defekter identifierades med DAC och VLF CR/Slope, medan endast fyra identifierades med 0,1 Hz VLF-sinusvåg.
Det som är särskilt viktigt är dock att startspänningen (spänningen vid vilken partiella urladdningar börjar) med 0,1 Hz VLF-sinusvåg inte är jämförbar med resultaten från DAC- eller Slope-spänning i något av de identifierade fallen.
Baserat på Meggers rekommendation tog kunden bort och inspekterade skarven vid 650 m.
Flera kritiska monteringsproblem hade upptäckts, inklusive förorening (sand) i den isolerande krympbara stommen och felaktiga monteringsmått på kontakten. Dessutom var den bruna missfärgningen ett tydligt tecken på partiell urladdningsaktivitet under normal drift.
Slutsats
Denna fallstudie understryker den betydande effekten av att välja lämplig excitationsspänning för mätningar av partiella urladdningar. Förmågan hos DAC och VLF CR/Slope att upptäcka flera kritiska defekter – inklusive dem som missats av 0,1 Hz VLF-sinusvågen – belyser den överlägsna känsligheten och tillförlitligheten hos dessa avancerade testmetoder.
Genom att följa Meggers rekommendationer lyckades kunden identifiera och inspektera en defekt skarv, och därigenom avslöja allvarliga monteringsproblem som skulle ha lett till isoleringsfel. Det tydliga visuella beviset på partiell urladdningsaktivitet bekräftade noggrannheten i vår testning, vilket gav kunden tilltro till att vidta förebyggande underhållsåtgärder.
I det här verkliga exemplet bekräftas vikten av att använda avancerade PD-testtekniker för att säkerställa korrekt felidentifiering, förbättra systemets tillförlitlighet och förhindra oväntade kabelfel.
