16 августа 2023
Содержание статьи:
Технология оценки состояния кабельных систем с TD & PD-TaD 62 BAUR
Преимущества, которые дает использование аппаратов TD & PD-TaD 62 BAUR
Комбинация методов и испытание MWT – способ получения разносторонней информации
Испытание с измерением коэффициента диэлектрических потерь
Программное обеспечение statex. Прогнозирование остаточного срока службы силовых кабелей
Практический пример комбинированного испытания СНЧ
Заключение
Традиционно используемые в России кабели с бумажно-масляной изоляцией (БМИ) испытывались напряжением постоянного тока. Однако, с распространением кабелей СПЭ (с изоляцией из сшитого полиэтилена) подобное испытание становится неприемлемым. Незатухающие пространственные заряды тока отрицательно воздействует на пластиковую оплетку СПЭ. Перераспределение рабочего напряжения переменного тока приводит к образованию электрических дендритов (водных триингов), что безвозвратно разрушает изоляции.
Поэтому применительно к силовым кабелям СПЭ гораздо более эффективным и экономичным является щадящий метод испытания напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц или СНЧ.
Тестирование высоковольтных проводов с частотой 0.1 Гц – альтернатива испытанию напряжением постоянного тока, закреплена в Европейском унификационном соглашении CENELEC HD 620 S1 для пластиковой оплетки и CENELEC HD 621 S1 для бумажно-пропитанной и композиционно-пропитанной оплеток.
Метод испытаний напряжением сверхнизкой частоты основан на применении пониженного уровня испытательного напряжения частотой 0,1 при синусоидальном напряжении. Форма напряжения 0,1 Гц имеет решающее преимущество. Результаты испытаний получаются воспроизводимые и сопоставимые друг с другом. Причина точности измерений – в отсутствии зависимости от нагрузки. Подобное условие возможно только при использовании синусоидального напряжения – true-sinus. Сопоставимость результатов измерения позволяет собственнику накапливать опытные и эталонные значения в сфере измерения коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов.
Благодаря такой сопоставимости результатов диагностики существенно возрастает ее практическая ценность
Полный анализ состояния изоляции кабеля благодаря замеру ЧР совместно с тангенсом угла диэлектрических потерь, определяющего старение изоляции.
Система диагностики TD & PD-TaD 62 BAUR в сочетании с СНЧ-генератором дает значительную экономию затрат на проверку кабеля в полевых условиях. Снижение затрат возможно за счет:
Комплексное испытание MWT или full MWT – это аббревиатура Monitored Withstand Test, что означает: контролируемое испытание на электрическую прочность.
В чем заключается практическая ценность и информативность методов измерения, основанных на использовании технологии сверхнизкой частоты 0,1 Гц.
Испытание MWT – это и одновременно проводимые испытания СНЧ, измерения ЧР и измерение TD. Благодаря комбинации результатов одновременных измерений достигается качественно новый уровень информации, позволяющей за одно испытание провести комплексную диагностику и сделать качественные обоснованные выводы.
MWT, благодаря BAUR – это гораздо больше, чем просто испытание кабеля.
В процессе испытания реально выявить сможет ли участок кабельной линии выдержать заданную нагрузку за определенный период времени с одновременным измерением коэффициента диэлектрических потерь для оценки состояния изоляции.
Измерение частичных разрядов — это точная локализация ЧР. Особенность метода MWT – это упор на проверку состояния кабеля в зависимости от продолжительности испытания.
Совмещение генератора сверхнизкой частоты BAUR с прибором для испытания TD & PD-TaD 62 BAUR позволяет одновременно выполнять функцию измерения тангенса дельта и СНЧ-испытания КЛ. Подобная комбинация значительно сокращает время на испытания, позволяя сразу выполнить две диагностические процедуры.
Комбинация процессов дает возможность определить наличие влаги в соединительных и концевых муфтах, проверить потери энергии электрического поля в кабельной изоляции, а также выявить степень активности ЧР.
Применяя опцию измерения тангенса угла диэлектрических потерь вместе с высоковольтным генератором, можно испытать кабель и определить коэффициент потерь в диэлектрике изоляции.
Высоковольтное испытательное оборудование, представленное в нашей компании, дает возможность выполнить комплексное тестирование изоляции КЛ с определением степени старения.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь – способ быстро и точно определить состояния изоляции кабеля и другого силового оборудования.
Испытания ЧР методом СНЧ превосходно подходят для обнаружения «водных триингов» в кабелях СПЭ.
Одновременное проведение методов измерения тангенса угла диэлектрических потерь и тестирования частичных разрядов оптимально дополняют друг друга. Оба метода сразу определяют общее состояние изоляции, и тут-же локализуют возможные специфические дефекты от ЧР.
Простота в обслуживании, интуитивно понятное управление, небольшой вес оборудования и компактный дизайн помогают быстро развернуть оборудование для работы и выполнить тестирование.
Все высоковольтные установки BAUR, включая Frida, Viola и PHG80 ЗРП, используются как идеальный источник высоковольтного сигнала для систем измерения тангенса угла диэлектрических потерь – тангенса дельта (TD).
Тангенс угла диэлектрических потерь (также известный как коэффициент мощности) представляет собой отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. То есть определяется отношением активной мощности За r реактивной Зр при синусоидальном напряжении определённой частоты, рассеиваемой в диэлектрике во время тестирования или при подаче рабочего напряжения.
Величина, обратная тангенсу угла, называется добротностью изоляции.
Неоспоримо, что метод TD измерения и оценки состояния изоляции – самый безошибочный и быстрый из существующих.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь в кабеле позволяет инженерам обнаружить дефекты изоляции кабеля до того, как произойдет повреждение, которое придется устранять затратными и продолжительными работами.
Благодаря методу производят плановое тестирование, объединяя диагностический тест с обычным испытанием кабеля на целостность изоляции и достаточность сопротивления, обеспечивая «эффективное» СНЧ-тестирование.
Бесперебойное электроснабжение объектов главная цель любого управляющего ресурсами энергопредприятия. Компания BAUR предлагает обеспечение этой задачи: разработанное специалистами BAUR аналитическое программное обеспечение statex®. ПО выполняет оценку данных измерения коэффициента диэлектрических потерь (измерения ТД) и вычисляет статистический остаточный срок службы кабелей на основании запатентованного алгоритма. В программное обеспечение входят:
Анализ состояния всей кабельной сети на основании различных параметров коэффициента диэлектрических потерь.
LT Wizard — статистический инструмент определения параметров для расчета остаточного срока службы.
Инновационный запатентованный алгоритм оценки для статистического прогнозирования остаточного срока службы средневольтных кабелей.
Проверен в результате 45 000 измерений коэффициента диэлектрических потерь на 15 000 кабельных участков.
ПО statex® учитывает новый параметр TD-Skirt, характеризующий устойчивость коэффициента диэлектрических потерь (TD) с течением времени. Характеристика позволяет рассчитать коэффициент старения изоляции R и скорость старения VR кабельного участка.
Также программа выдает точную дату, когда рекомендуется провести повторное измерение или, когда необходимо выполнить определенные работы на данном участке кабеля.
В процессе расчёта учитываются экономический предел эксплуатационного ресурса и задаваемый пользователем индивидуальный резерв устойчивой работы, что в совокупности позволяет определить оптимальную дату замены данного кабеля.
Благодаря учёту специфических директив конкретного предприятия и визуализации комплексных взаимосвязей между различными параметрами оценки в трехмерной матрице, ПО statex® позволяет осуществлять экономичное и обеспечивающее надёжную эксплуатацию управление активами на качественно новом уровне.
Давайте рассмотрим живой пример. Необходимо оценить состояние трехфазного кабеля на 11 кВ. 11 киловольт с полимерной изоляцией длиной 3099 метров. На всем протяжении кабеля находятся 32 соединительные муфты.
Выполненные в начале измерения коэффициента диэлектрических потерь позволили получить информацию об общем состоянии кабеля.
При измерении выявляются муфты с увлажненностью и с эффектом трекинга. Выявлены водные триинги, дефекты в результате старении изоляции и тепловые токи утечки. Для идентификации влажных муфт необходимо проводить измерения с высокой точностью и высоким разрешением результатов измерения не менее чем 1 10-6 степени.
Благодаря последующему измерению частичных разрядов были установлены ЧР на второй фазе; на расстоянии 669 метров уровень частичных разрядов составляющей 2000 пика кулон позволяет сделать вывод, что данный кабель находится в критическом состоянии. Однако, на основании измерения ЧР срочных оперативных действий не требуется. Только после общего анализа, учитывая результаты измерения коэффициента диэлектрических потерь, можно оценить состояние кабеля. Выполненные измерения методом импульсной рефлектометрии, которая также используется для локализации влажных муфт показывает, что влажность присутствует в муфте под номером 4 на расстоянии 672 метра.
После вскрытия муфты были обнаружены следы частичных разрядов и проникновения влажности. Таким образом, решение о немедленной замене муфты было верным.
Для того, чтобы полноценно выполнить последовательность данного измерения необходим источник синусоидального напряжения СНЧ от компании BAUR. Система диагностики TD & PD-TaD 62 BAUR с управляющим персональным компьютером. Система позволяет одновременно выполнять измерения коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов. В качестве компонентов системы TD & PD-TaD 62 BAUR используется в мобильных электролабораториях.
PD-TaD 62 BAUR – это компактная и легкая система для измерения ЧР, пригодная для портативного использования. Мобильность позволяет работать непосредственно на кабеле, что сводит к минимуму воздействия помех, являясь важным условием для точных и информативных результатов измерений. Диагностика кабельных участков с помощью системы проходит просто, эффективно и точно, кроме того, одновременное измерение коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов позволяет сэкономить время и провести комплексную проверку только что проложенных и отремонтированных кабелей за один рабочий цикл без существенных дополнительных затрат. Это также означает, что кабель будет подвержен воздействию испытательного напряжения только один раз.
Измерительное оборудование предлагается в различных вариантах от портативного исполнения до устройств, интегрированных в мобильные электротехнические лаборатории.
Системы компании BAUR позволяют выполнять точные и эффективные испытания, диагностики кабелей для обеспечения бесперебойной и надежной работы электросети.
Технология оценки состояния кабельных систем с TD & PD-TaD 62 BAUR
Преимущества, которые дает использование аппаратов TD & PD-TaD 62 BAUR
Комбинация методов и испытание MWT – способ получения разносторонней информации
Испытание с измерением коэффициента диэлектрических потерь
Программное обеспечение statex. Прогнозирование остаточного срока службы силовых кабелей
Практический пример комбинированного испытания СНЧ
Заключение
Традиционно используемые в России кабели с бумажно-масляной изоляцией (БМИ) испытывались напряжением постоянного тока. Однако, с распространением кабелей СПЭ (с изоляцией из сшитого полиэтилена) подобное испытание становится неприемлемым. Незатухающие пространственные заряды тока отрицательно воздействует на пластиковую оплетку СПЭ. Перераспределение рабочего напряжения переменного тока приводит к образованию электрических дендритов (водных триингов), что безвозвратно разрушает изоляции.
Аппарат BAUR PD Tab-60 для комплексного обследования КЛ на наличие частичных разрядов, проверки целостности изоляции, для определения тангенса угла диэлектрических потерь
Поэтому применительно к силовым кабелям СПЭ гораздо более эффективным и экономичным является щадящий метод испытания напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц или СНЧ.
Технология оценки состояния кабельных систем с TD & PD-TaD 62 BAUR
Испытания с синусоидальным напряжением с очень низкой частотой 0,1 Гц (VLF) пришли на смену высоковольтным испытаниям с промышленной частотой и напряжением постоянного тока. Кроме изоляции СПЭ, испытания высоким напряжением с очень низкой частотой применимы и для кабелей БМИ и с композитнопропитанной изоляцией.Тестирование высоковольтных проводов с частотой 0.1 Гц – альтернатива испытанию напряжением постоянного тока, закреплена в Европейском унификационном соглашении CENELEC HD 620 S1 для пластиковой оплетки и CENELEC HD 621 S1 для бумажно-пропитанной и композиционно-пропитанной оплеток.
Метод испытаний напряжением сверхнизкой частоты основан на применении пониженного уровня испытательного напряжения частотой 0,1 при синусоидальном напряжении. Форма напряжения 0,1 Гц имеет решающее преимущество. Результаты испытаний получаются воспроизводимые и сопоставимые друг с другом. Причина точности измерений – в отсутствии зависимости от нагрузки. Подобное условие возможно только при использовании синусоидального напряжения – true-sinus. Сопоставимость результатов измерения позволяет собственнику накапливать опытные и эталонные значения в сфере измерения коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов.
Благодаря такой сопоставимости результатов диагностики существенно возрастает ее практическая ценность
Преимущества, которые дает использование аппаратов TD & PD-TaD 62 BAUR
Полный анализ состояния изоляции кабеля благодаря замеру ЧР совместно с тангенсом угла диэлектрических потерь, определяющего старение изоляции.
- Щадящий неразрушающий контроль кабеля.
- Оптимизированная быстрая проверка, всего 15 минут.
- Компактное испытательное оборудование для локализации ЧР при напряжении до 60 кВ.
- Портативное оборудование, удобное для работы в стесненных местах на рабочей КЛ.
Система диагностики TD & PD-TaD 62 BAUR в сочетании с СНЧ-генератором дает значительную экономию затрат на проверку кабеля в полевых условиях. Снижение затрат возможно за счет:
- диагностического мониторинга и локализации частичных разрядов, выполненных одновременно;
- испытаний сверхнизкой частотой в комбинации с измерением частичных разрядов;
- измерение ЧР совместно с определением коэффициента диэлектрических потерь;
- несложная подготовка к испытанию за счет применения идентичной испытательной системы;
- надежные разъёмы, обеспечивающие передачу данных (PoE – Power) без сбоев, без дополнительных источников питания.
Соединительный разъем для безопасной передачи данных и обеспечения бесперебойной работы прибора
Гарантия получения точных и достоверных результатов за счет высоких требований к измерениям, обеспеченных высокочувствительной измерительной техникой BAUR. Факторы, гарантирующие точность измерения:-
Емкость конденсаторов связи – 10 нФ, дает гарантию точной локализации ЧР
. - Граница чувствительности и уровень собственных шумов – 1 пКл.
- Компенсация тока утечки с интегрированной регистрацией для измерения тангенса угла диэлектрических потерь.
- Гальваническая развязка измерительного блока, нейтрализующая помехи в сети.
Комбинация методов и испытание MWT – способ получения разносторонней информации
Параллельное измерение частичных разрядов и коэффициента диэлектрических потерь
Комплексное испытание MWT или full MWT – это аббревиатура Monitored Withstand Test, что означает: контролируемое испытание на электрическую прочность.
В чем заключается практическая ценность и информативность методов измерения, основанных на использовании технологии сверхнизкой частоты 0,1 Гц.
Испытание MWT – это и одновременно проводимые испытания СНЧ, измерения ЧР и измерение TD. Благодаря комбинации результатов одновременных измерений достигается качественно новый уровень информации, позволяющей за одно испытание провести комплексную диагностику и сделать качественные обоснованные выводы.
MWT, благодаря BAUR – это гораздо больше, чем просто испытание кабеля.
В процессе испытания реально выявить сможет ли участок кабельной линии выдержать заданную нагрузку за определенный период времени с одновременным измерением коэффициента диэлектрических потерь для оценки состояния изоляции.
Измерение частичных разрядов — это точная локализация ЧР. Особенность метода MWT – это упор на проверку состояния кабеля в зависимости от продолжительности испытания.
Совмещение генератора сверхнизкой частоты BAUR с прибором для испытания TD & PD-TaD 62 BAUR позволяет одновременно выполнять функцию измерения тангенса дельта и СНЧ-испытания КЛ. Подобная комбинация значительно сокращает время на испытания, позволяя сразу выполнить две диагностические процедуры.
Комбинация процессов дает возможность определить наличие влаги в соединительных и концевых муфтах, проверить потери энергии электрического поля в кабельной изоляции, а также выявить степень активности ЧР.
Применяя опцию измерения тангенса угла диэлектрических потерь вместе с высоковольтным генератором, можно испытать кабель и определить коэффициент потерь в диэлектрике изоляции.
Испытание с измерением коэффициента диэлектрических потерь
Высоковольтное испытательное оборудование, представленное в нашей компании, дает возможность выполнить комплексное тестирование изоляции КЛ с определением степени старения.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь – способ быстро и точно определить состояния изоляции кабеля и другого силового оборудования.
Испытания ЧР методом СНЧ превосходно подходят для обнаружения «водных триингов» в кабелях СПЭ.
Одновременное проведение методов измерения тангенса угла диэлектрических потерь и тестирования частичных разрядов оптимально дополняют друг друга. Оба метода сразу определяют общее состояние изоляции, и тут-же локализуют возможные специфические дефекты от ЧР.
Простота в обслуживании, интуитивно понятное управление, небольшой вес оборудования и компактный дизайн помогают быстро развернуть оборудование для работы и выполнить тестирование.
Все высоковольтные установки BAUR, включая Frida, Viola и PHG80 ЗРП, используются как идеальный источник высоковольтного сигнала для систем измерения тангенса угла диэлектрических потерь – тангенса дельта (TD).
Тангенс угла диэлектрических потерь (также известный как коэффициент мощности) представляет собой отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. То есть определяется отношением активной мощности За r реактивной Зр при синусоидальном напряжении определённой частоты, рассеиваемой в диэлектрике во время тестирования или при подаче рабочего напряжения.
Величина, обратная тангенсу угла, называется добротностью изоляции.
Неоспоримо, что метод TD измерения и оценки состояния изоляции – самый безошибочный и быстрый из существующих.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь в кабеле позволяет инженерам обнаружить дефекты изоляции кабеля до того, как произойдет повреждение, которое придется устранять затратными и продолжительными работами.
Благодаря методу производят плановое тестирование, объединяя диагностический тест с обычным испытанием кабеля на целостность изоляции и достаточность сопротивления, обеспечивая «эффективное» СНЧ-тестирование.
Программное обеспечение statex. Прогнозирование срока службы силовых кабелей
Бесперебойное электроснабжение объектов главная цель любого управляющего ресурсами энергопредприятия. Компания BAUR предлагает обеспечение этой задачи: разработанное специалистами BAUR аналитическое программное обеспечение statex®. ПО выполняет оценку данных измерения коэффициента диэлектрических потерь (измерения ТД) и вычисляет статистический остаточный срок службы кабелей на основании запатентованного алгоритма. В программное обеспечение входят:
ПО statex® учитывает новый параметр TD-Skirt, характеризующий устойчивость коэффициента диэлектрических потерь (TD) с течением времени. Характеристика позволяет рассчитать коэффициент старения изоляции R и скорость старения VR кабельного участка.
Измерение коэффициента диэлектрических потерь после выработки эксплуатационного ресурса DP (duty period) за 26 лет дает значение коэффициента старения изоляции R1 кабеля 2,0 для расчёта скорости старения VR1 и остаточного срока службы RLT (remaining life time) кабеля после первого измерения
Также программа выдает точную дату, когда рекомендуется провести повторное измерение или, когда необходимо выполнить определенные работы на данном участке кабеля.
В процессе расчёта учитываются экономический предел эксплуатационного ресурса и задаваемый пользователем индивидуальный резерв устойчивой работы, что в совокупности позволяет определить оптимальную дату замены данного кабеля.
Благодаря учёту специфических директив конкретного предприятия и визуализации комплексных взаимосвязей между различными параметрами оценки в трехмерной матрице, ПО statex® позволяет осуществлять экономичное и обеспечивающее надёжную эксплуатацию управление активами на качественно новом уровне.
Практический пример комбинированного испытания СНЧ
В чем заключается практическая ценность и информативность методов измерения, основанных на использовании технологии сверхнизкой частоты 0,1 Гц.Давайте рассмотрим живой пример. Необходимо оценить состояние трехфазного кабеля на 11 кВ. 11 киловольт с полимерной изоляцией длиной 3099 метров. На всем протяжении кабеля находятся 32 соединительные муфты.
Выполненные в начале измерения коэффициента диэлектрических потерь позволили получить информацию об общем состоянии кабеля.
При измерении выявляются муфты с увлажненностью и с эффектом трекинга. Выявлены водные триинги, дефекты в результате старении изоляции и тепловые токи утечки. Для идентификации влажных муфт необходимо проводить измерения с высокой точностью и высоким разрешением результатов измерения не менее чем 1 10-6 степени.
Проведенные в примере результаты измерения коэффициента потерь демонстрируют отклонение от нормального значения на второй фазе. Отклонения от нормы указывают на влажность как минимум в одной из муфт. Наличие влаги можно наблюдать благодаря трендовым линиям построенной диаграммы.
Благодаря последующему измерению частичных разрядов были установлены ЧР на второй фазе; на расстоянии 669 метров уровень частичных разрядов составляющей 2000 пика кулон позволяет сделать вывод, что данный кабель находится в критическом состоянии. Однако, на основании измерения ЧР срочных оперативных действий не требуется. Только после общего анализа, учитывая результаты измерения коэффициента диэлектрических потерь, можно оценить состояние кабеля. Выполненные измерения методом импульсной рефлектометрии, которая также используется для локализации влажных муфт показывает, что влажность присутствует в муфте под номером 4 на расстоянии 672 метра.
Идентифицированное таким образом место совпадает с измерением ЧР. Таким образом, разряд 2000 пКл – это искаженный результат, вызванный влажностью в муфте. Повреждения в муфте гораздо более значительны, чем это явствует по результатам измерения ЧР. Муфта, для того чтобы избежать выхода всего участка КЛ из строя, требует незамедлительной замены.
После вскрытия муфты были обнаружены следы частичных разрядов и проникновения влажности. Таким образом, решение о немедленной замене муфты было верным.
Вскрытая кабельная муфта со следами частичных разрядов и влажностью
Для того, чтобы полноценно выполнить последовательность данного измерения необходим источник синусоидального напряжения СНЧ от компании BAUR. Система диагностики TD & PD-TaD 62 BAUR с управляющим персональным компьютером. Система позволяет одновременно выполнять измерения коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов. В качестве компонентов системы TD & PD-TaD 62 BAUR используется в мобильных электролабораториях.
PD-TaD 62 BAUR – это компактная и легкая система для измерения ЧР, пригодная для портативного использования. Мобильность позволяет работать непосредственно на кабеле, что сводит к минимуму воздействия помех, являясь важным условием для точных и информативных результатов измерений. Диагностика кабельных участков с помощью системы проходит просто, эффективно и точно, кроме того, одновременное измерение коэффициента диэлектрических потерь и частичных разрядов позволяет сэкономить время и провести комплексную проверку только что проложенных и отремонтированных кабелей за один рабочий цикл без существенных дополнительных затрат. Это также означает, что кабель будет подвержен воздействию испытательного напряжения только один раз.
Заключение
Измерительное оборудование предлагается в различных вариантах от портативного исполнения до устройств, интегрированных в мобильные электротехнические лаборатории.
Электролаборатория titron комплектуется прибором TD & PD-TaD 62
Системы компании BAUR позволяют выполнять точные и эффективные испытания, диагностики кабелей для обеспечения бесперебойной и надежной работы электросети.
Товары по теме
