XLPE 220 кВ изолированный силовой кабель высокого напряжения. Типичная структура: проводник, внутренний экран, изоляция, внешний экран, прочный водостойкий слой, металлическая оболочка (свинцовая оболочка или оболочка из алюминиевого сплава), сверхпроводник (ПВХ или полиэтилен).
Испытания на постоянное напряжение в течение многих лет были приняты в качестве стандартного полевого метода для проведения высоковольтных испытаний систем изоляции кабелей.
Всякий раз, когда проводится тестирование постоянного тока, следует полностью учитывать тот факт, что установившееся прямое напряжение создает в системах изоляции электрическое поле, определяемое геометрией и проводимостью изоляции, тогда как в условиях эксплуатации переменное напряжение создает определенное электрическое поле главным образом геометрией и диэлектрической постоянной (или емкостью) изоляции.
При идеальных однородно однородных условиях изоляции математические формулы, регулирующие установившееся распределение напряжений в изоляции кабеля, имеют одинаковую форму для постоянного тока и переменного тока, что приводит к несравнимым относительным значениям; однако, если изоляция кабеля содержит дефекты, в которых либо проводимость, либо диэлектрическая постоянная принимают значения, существенно отличающиеся от значений в объеме изоляции, распределение электрического напряжения, полученное с прямым напряжением, больше не будет соответствовать величине, полученной при переменном напряжении.
Поскольку на проводимость обычно влияет температура в большей степени, чем диэлектрическая постоянная, сравнительное распределение электрических напряжений при применении постоянного и переменного напряжения будет по-разному изменяться изменениями температуры или распределения температуры в изоляции. Кроме того, механизмы отказа, вызванные дефектами изоляции, варьируются от одного типа дефектов к другому. Эти механизмы отказа по-разному реагируют на тип используемого тестового напряжения.
Например, если дефект является недействительным, когда механизм отказа в условиях обслуживания, скорее всего, будет вызван частичным разрядом, применение прямого напряжения не приведет к высокой частоте повторения частичного разряда, которая существует при переменном напряжении. В этих условиях тестирование dc не было бы полезным.
Однако, если дефект вызывает сбой с помощью теплового механизма, тестирование DC может оказаться эффективным. Например, DC может обнаруживать присутствие загрязнений вдоль интерфейса утечки. В случае суставов и аксессуаров их диэлектрические свойства могут отличаться от их характеристик в отношении проводимости. Это может привести к распределению напряжения постоянного тока на интерфейсах между кабелем и аксессуаром, который сильно отличается от напряжения при переменном напряжении. Перед проведением теста постоянного тока необходимо тщательно изучить систему, чтобы избежать трудностей.
Тестирование кабелей, которые обслуживались в условиях повышенной влажности (в частности, XLPE) с постоянным током на рекомендуемых в настоящее время уровнях напряжения постоянного тока (см. IEEE P400.1 ™), может привести к сбоям в работе кабелей после их обслуживания до обслуживания. Ошибки не произошли бы в тот момент времени, если бы кабели остались в эксплуатации и не были протестированы с помощью постоянного тока.
Кроме того, из работ Баха и др. (B7) мы знаем, что даже большие дефекты изоляции в экструдированной диэлектрической изоляции не могут быть обнаружены с помощью постоянного тока при рекомендуемых уровнях напряжения. После инженерной оценки эффективности испытательного напряжения и рисков для кабельной системы высокое прямое напряжение может считаться подходящим для конкретного применения. Если это так, тестирование DC имеет значительное преимущество в том, что оно является самым простым и удобным в использовании.
Значение испытания для целей диагностики ограничено при применении к экструдированной изоляции, но было доказано, что он дает превосходные результаты для ламинированных систем изоляции.
ИСТОЧНИК: IEEE Std 400-2001 - Руководство по полевым испытаниям и оценке изоляции экранированных силовых кабельных систем