Chọn một VLF Tester dựa trên chiều dài cáp và dung lượng

Chọn Máy Kiểm Tra VLF Dựa Trên Chiều Dài Cáp và Điện Dung

Hầu hết các yêu cầu về VLF đều bắt đầu giống nhau: "Tôi cần một bộ cho cáp 15 kV." Lớp điện áp là câu hỏi dễ, và nó không phải là yếu tố quyết định liệu bài kiểm tra có chạy hay không. Hai đường dây 15 kV, một dài 300 m và một dài sáu km, không phải là bài kiểm tra giống nhau. Điều phân biệt chúng là điện dung, và bạn có được điện dung từ chiều dài.

Bài viết này trình bày mối quan hệ giữa chiều dài, điện dung và tải mà một bộ VLF phải mang, giải hai ví dụ, và sau đó đề cập đến những gì các con số đơn thuần sẽ không cho bạn biết. Đây là ghi chú về kích thước, không phải danh mục sản phẩm.

Lớp điện áp cho bạn biết điện áp kiểm tra phải đi đến mức nào. Chiều dài cho bạn biết bộ máy phải di chuyển bao nhiêu điện tích để đạt đến đó, và do đó, nó phải cung cấp bao nhiêu dòng điện ở tần số đã chọn. Một bộ đạt 35 kV trên một đoạn cáp dài 400 m có thể không đạt được điện áp tương tự trên năm km cáp giống nhau, vì giới hạn dòng điện bị đạt trước.

Đây là lý do tại sao hai thiết bị có cùng định mức điện áp có thể hoạt động rất khác nhau trên thực địa, và tại sao con số điện dung quan trọng hơn con số kilovolt trên bảng điều khiển.

Do đó, việc xác định kích thước có năm yếu tố đầu vào, không phải một: điện áp kiểm tra yêu cầu, dòng điện đầu ra và khả năng tải của bộ máy, các bước tần số có sẵn, điện dung thực tế của cáp và quy trình kiểm tra quy định điện áp, thời gian và tần số. Chiều dài là yếu tố đầu vào liên kết hai yếu tố cuối cùng với nhau.

Đối với tải điện dung, dòng điện ở tần số kiểm tra f là:

Trong đó I là dòng điện, C là điện dung của cáp đang kiểm tra (bao gồm tất cả các pha và phụ kiện), U là điện áp kiểm tra thực tế được áp dụng, và f là tần số kiểm tra. Sử dụng các đơn vị nhất quán: C tính bằng µF và U tính bằng kV cho I tính bằng mA với hệ số nhân 2πf.

Do đó, hệ số nhân cho mỗi tần số là:

Bốn điều kiện áp dụng cho mối quan hệ này, và chúng quan trọng hơn bản thân công thức:

• Trạng thái ổn định, đầu ra hình sin. Biểu thức mô tả dòng điện dung ở trạng thái ổn định. Nó không mô tả giai đoạn tăng cường, xả, hoặc hành vi quá độ khi bị đánh thủng.
• Điện dung được coi là không đổi. Điện dung thay đổi nhẹ theo điện áp và nhiệt độ. Đối với mục đích xác định kích thước, giá trị trên bảng dữ liệu là đủ; đối với trường hợp cận biên thì không.
• Giá trị đỉnh và giá trị hiệu dụng không thể thay thế cho nhau. Các tiêu chuẩn thường biểu thị điện áp kiểm tra dưới dạng giá trị hiệu dụng, trong khi các bộ VLF thường được định mức bằng volt đỉnh và milliamp đỉnh. Việc chuyển đổi giữa chúng bằng √2 chỉ hợp lệ cho dạng sóng hình sin. Đầu ra VLF được dự định gần giống hình sin, nhưng việc chuyển đổi nên được xác nhận dựa trên thông số kỹ thuật của bộ máy và phiên bản tiêu chuẩn đang sử dụng thay vì giả định.

Điểm cuối cùng này gây ra nhiều lỗi xác định kích thước hơn bất kỳ điểm nào khác. Một bộ "30 mA" và một bài kiểm tra "42 kV RMS" chỉ trở nên so sánh được sau khi cả hai được biểu thị theo cùng một cách.

Điện dung cáp trên mỗi pha là:

trong đó c là điện dung trên mỗi pha trên mỗi km từ bảng dữ liệu của nhà sản xuất cáp, và L là chiều dài tuyến đường. Chỉ là ước tính ban đầu, cáp XLPE thường nằm trong khoảng 0.2–0.35 µF/km trên mỗi pha cho cấu trúc ba lõi 10–15 kV và 0.15–0.25 µF/km trên mỗi pha cho cấu trúc một lõi 35 kV. Cấu trúc bọc chì cách điện bằng giấy thường cao hơn, mặc dù sự khác biệt phụ thuộc vào cáp cụ thể. Các phạm vi này chỉ mang tính chỉ dẫn: cấu trúc, kích thước dây dẫn và độ dày cách điện đều ảnh hưởng đến con số, vì vậy chúng không nên được coi là giá trị thiết kế. Bảng dữ liệu của cáp thực tế sẽ được áp dụng.

Ba hiệu chỉnh thường bị quên trong thực tế:

• Các pha song song. Ba pha được kiểm tra cùng nhau mang điện dung gấp ba lần một pha, và tiêu thụ dòng điện gấp ba lần.
• Phụ kiện. Các mối nối, đầu cuối và các đoạn cáp dự phòng dài được cuộn ở đầu cuối đều làm tăng điện dung, và cáp dự phòng thường là thứ mà không ai tính đến.
• Đo lường tốt hơn ước tính. Trong quá trình kiểm tra, điện áp và dòng điện được hiển thị. C có thể được tính ngược từ mối quan hệ tương tự và được lưu giữ làm hồ sơ. Qua một vài lần mất điện, điều này đáng tin cậy hơn bất kỳ con số chung trên mỗi km nào, và nó làm cho quyết định xác định kích thước tiếp theo trở nên đơn giản.

Điện áp kiểm tra dưới đây là giả định được sử dụng để làm cho phép tính trở nên rõ ràng. Chúng không phải là khuyến nghị. Lấy điện áp kiểm tra thực tế, thời gian của nó và tần số mà nó áp dụng từ phiên bản tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật của tiện ích mà bạn tuân theo.

Ví dụ A — Cáp 10 kV, điện áp kiểm tra 26 kV RMS, 0.1 Hz

Ở 26 kV RMS, giá trị đỉnh tương ứng khoảng 36.8 kV, vì vậy dòng điện trên mỗi microfarad xấp xỉ 0.628 * 36.8 ≈ 23 mA.

Ví dụ B — Cáp 35 kV, điện áp kiểm tra 42 kV RMS, 0.1 Hz

Ở 42 kV RMS, giá trị đỉnh khoảng 59.4 kV, cho khoảng 37 mA trên mỗi microfarad.

Đọc dựa trên một bộ máy có định mức 30 mA đỉnh, thông điệp thực tế rất ngắn gọn: ở 0.1 Hz, khoảng năm km cáp 10 kV hoặc bốn km cáp 35 kV là nơi đạt đến giới hạn dòng điện — và chuyển sang 0.05 Hz sẽ giảm một nửa dòng điện, tăng gấp đôi chiều dài có thể đạt được.

Đó là cốt lõi của logic xác định kích thước: trên tải điện dung, dải tần số sử dụng được là một phần của thông số kỹ thuật như định mức điện áp. Nguồn điện áp cao không tăng theo cáp — thay vào đó, tần số giảm xuống, miễn là quy trình kiểm tra áp dụng cho phép và thiết bị hỗ trợ nó.

Việc xác định kích thước là cần thiết nhưng chưa đủ. Năm yếu tố nằm ngoài công thức và thường xuyên quyết định liệu một bộ máy có thể sử dụng được hay không:

Trọng lượng và khả năng tiếp cận. Các bộ máy điện áp cao hơn được chế tạo từ nhiều hơn một đơn vị. Một thiết bị lớp 80 kV có thể đến dưới dạng hai bộ tăng cường nối tiếp cộng với một bộ điều khiển riêng biệt, trong khi các định mức thấp hơn chỉ cần một bộ tăng cường. Nếu cáp nằm trong phòng máy biến áp dưới tầng hầm với cầu thang hẹp, kế hoạch xử lý quan trọng như microfarad.

Nguồn cấp tại hiện trường. Các bộ máy này chạy từ nguồn điện một pha khoảng 220 V ở 50 Hz, với các biến thể 110 V / 60 Hz có sẵn. Trên máy phát điện, nguồn cấp phải nằm trong thông số kỹ thuật đầu vào của bộ máy và duy trì ổn định, vì nguồn cấp không ổn định ảnh hưởng đến quá trình tăng cường.

Các mẫu rất nhỏ. Vấn đề ngược lại với đường dây dài: dưới một điện dung rất nhỏ, dạng sóng đầu ra bị suy giảm, và giải pháp khắc phục thông thường là kết nối một tụ điện nhỏ song song để khôi phục sóng sạch. Các đoạn dây dẫn ngắn trong nhà máy và các cuộn dây động cơ ngắn là các trường hợp phổ biến.

Thời gian kiểm tra và cửa sổ mất điện. Thời gian và bước điện áp được đặt bởi quy trình bạn tuân theo, không phải bởi thiết bị. Xác nhận cả hai trước khi đặt lịch mất điện, vì bài kiểm tra 0.02 Hz trên đường dây dài chiếm dụng mạch lâu hơn bài kiểm tra tương tự ở 0.1 Hz.

Tình trạng của cáp. Một cáp bị ướt, cũ hoặc đã từng bị lỗi có thể không chịu được điện áp kiểm tra. Nếu mạch đã bị lỗi, trình tự thường bắt đầu bằng xác định vị trí lỗi trước khi kiểm tra chịu tải. Đó là quyết định về tài sản, không phải về thiết bị, và nó thuộc về kế hoạch kiểm tra trước khi đặt hàng bộ máy.

• 1.Liệt kê mọi mạch trên lịch kiểm tra: lớp điện áp, cấu trúc, chiều dài tuyến đường, điện dung trên mỗi km, và liệu các pha sẽ được kiểm tra cùng nhau hay riêng lẻ.
• 2.Chuyển đổi mỗi cái thành điện dung trên mỗi pha, bao gồm cả phụ kiện và bất kỳ cáp dự phòng nào.
• 3.Lấy điện áp kiểm tra, thời gian và tần số từ quy trình áp dụng.
• 4.Tính toán dòng điện ở tần số đó, với các đơn vị tương tự như định mức của bộ máy, và so sánh với dòng điện đầu ra của bộ máy — không chỉ với con số điện dung trong danh mục.
• 5.Kiểm tra các ràng buộc vật lý: số lượng đơn vị, trọng lượng, tuyến đường tiếp cận, chất lượng nguồn cấp, và thời gian mạch sẽ ngừng hoạt động.

Nếu bước 4 vượt quá giới hạn, trước tiên hãy kiểm tra xem quy trình của bạn có cho phép bước tần số thấp hơn không và liệu bộ máy có hỗ trợ bước đó ở điện áp yêu cầu hay không. Tần số chỉ có thể giảm xuống nếu tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật hoặc điều kiện thiết bị cho phép; nếu không, một bộ máy có khả năng tải lớn hơn là câu trả lời đúng.

Lớp điện áp, cấu trúc cáp, chiều dài tuyến đường, điện dung trên mỗi pha và điện áp kiểm tra cao nhất bạn dự định áp dụng. Bốn trong số năm yếu tố này nằm trên bảng dữ liệu cáp; yếu tố thứ năm nằm trong quy trình kiểm tra của bạn. Với những con số đó, nhà cung cấp có thể xác nhận định mức điện áp, liệu cần một hay hai bộ tăng cường, và các bước tần số nào sẽ bao phủ toàn bộ lịch trình — thay vì báo giá dựa trên lớp điện áp và hy vọng các đường dây sẽ ngắn.

Chiều dài cáp quyết định điện dung, điện dung quyết định dòng điện, và dòng điện ở một tần số nhất định quyết định liệu một bộ máy cụ thể có thể hoàn thành bài kiểm tra hay không. Lớp điện áp chỉ đặt ra mục tiêu. Một khi thứ tự đó rõ ràng, hầu hết các bất đồng về xác định kích thước sẽ tự giải quyết: câu hỏi không còn là "bao nhiêu kilovolt" mà trở thành "bao nhiêu milliamp ở tần số nào, trên mạch nào".

XZH TEST chế tạo các bộ máy VLF AC hipot trên nhiều định mức điện áp và tải, bao gồm cả cấu hình tần số cố định và cấu hình quét tần số tự động, và có thể xác nhận cấu hình dựa trên lịch trình kiểm tra cụ thể. Nếu bạn có danh sách cáp, điện dung trên mỗi pha và điện áp kiểm tra, chúng tôi có thể kiểm tra sự phù hợp trước khi đơn đặt hàng được phát hành.