การเลือกเครื่องทดสอบ VLF ตามความยาวสายเคเบิลและความจุ

การเลือก VLF Tester ตามความยาวสายเคเบิลและความจุไฟฟ้า

คำถามส่วนใหญ่เกี่ยวกับ VLF เริ่มต้นเหมือนกัน: "ฉันต้องการชุดสำหรับสายเคเบิล 15 kV" ระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นคำถามที่ง่าย และไม่ใช่คำถามที่จะตัดสินว่าการทดสอบจะดำเนินการหรือไม่ สายป้อน 15 kV สองเส้น เส้นหนึ่งยาว 300 เมตร และอีกเส้นหนึ่งยาวหกกิโลเมตร ไม่ใช่การทดสอบเดียวกัน สิ่งที่แยกพวกมันคือความจุไฟฟ้า และคุณจะได้ความจุไฟฟ้าจากความยาว

บทความนี้จะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความยาว ความจุไฟฟ้า และภาระที่ชุด VLF ต้องรับ ทำตัวอย่างสองตัวอย่าง แล้วครอบคลุมสิ่งที่ตัวเลขเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกคุณได้ นี่คือบันทึกการปรับขนาด ไม่ใช่แคตตาล็อกผลิตภัณฑ์

ระดับแรงดันไฟฟ้าบอกคุณว่าแรงดันไฟฟ้าทดสอบต้องไปถึงเท่าใด ความยาวบอกคุณว่าต้องเคลื่อนย้ายประจุเท่าใดเพื่อให้ไปถึงที่นั่น และดังนั้นจึงต้องส่งกระแสเท่าใดที่ความถี่ที่เลือก ชุดที่ถึง 35 kV บนสายยาว 400 เมตร อาจไม่สามารถถึงแรงดันไฟฟ้าเดียวกันบนสายเคเบิลเดียวกันห้ากิโลเมตรได้ เนื่องจากถึงขีดจำกัดกระแสก่อน

นี่คือเหตุผลที่อุปกรณ์สองชิ้นที่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าเท่ากันอาจทำงานแตกต่างกันมากในสนาม และเหตุใดค่าความจุไฟฟ้าจึงสำคัญกว่าค่ากิโลโวลต์ที่อยู่ด้านหน้า

ดังนั้นการปรับขนาดจึงมีห้าปัจจัยนำเข้า ไม่ใช่หนึ่งเดียว: แรงดันไฟฟ้าทดสอบที่ต้องการ, กระแสเอาต์พุตและความสามารถในการรับภาระของชุด, ขั้นตอนความถี่ที่มี, ความจุไฟฟ้าจริงของสายเคเบิล, และขั้นตอนการทดสอบที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า ระยะเวลา และความถี่ ความยาวคือปัจจัยนำเข้าที่เชื่อมโยงสองปัจจัยสุดท้ายเข้าด้วยกัน

สำหรับภาระความจุไฟฟ้า กระแสที่ความถี่ทดสอบ f คือ:

โดยที่ I คือกระแส C คือความจุไฟฟ้าของสายเคเบิลที่กำลังทดสอบ (รวมทุกเฟสและอุปกรณ์เสริม) U คือแรงดันไฟฟ้าทดสอบที่ใช้จริง และ f คือความถี่ทดสอบ ใช้หน่วยที่สอดคล้องกัน: C ใน µF และ U ใน kV ให้ I ใน mA พร้อมตัวคูณ 2πf

ดังนั้นตัวคูณต่อความถี่คือ:

สี่เงื่อนไขใช้กับความสัมพันธ์นี้ และมีความสำคัญมากกว่าสูตรเอง:

• สภาวะคงที่, เอาต์พุตแบบไซน์นิพจน์อธิบายกระแสความจุไฟฟ้าในสภาวะคงที่ ไม่ได้อธิบายช่วงบูสต์ การคายประจุ หรือพฤติกรรมชั่วคราวเมื่อเกิดการพังทลาย
• ความจุไฟฟ้าถือว่าคงที่ความจุไฟฟ้าแปรผันเล็กน้อยตามแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ สำหรับการปรับขนาด ค่าจากเอกสารข้อมูลก็เพียงพอแล้ว สำหรับกรณีที่ก้ำกึ่งก็ไม่เพียงพอ
• ค่าสูงสุดและค่า RMS ไม่สามารถสลับกันได้มาตรฐานมักจะแสดงแรงดันไฟฟ้าทดสอบเป็นค่า RMS ในขณะที่ชุด VLF มักจะระบุเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและกระแสสูงสุด การแปลงระหว่างกันด้วย √2 จะใช้ได้เฉพาะกับรูปคลื่นไซน์เท่านั้น เอาต์พุต VLF มีไว้เพื่อให้ใกล้เคียงกับไซน์ แต่ควรยืนยันการแปลงเทียบกับข้อมูลจำเพาะของชุดและฉบับมาตรฐานที่ใช้ แทนที่จะสันนิษฐาน

จุดสุดท้ายนี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการปรับขนาดมากกว่าจุดอื่นใด ชุด "30 mA" และการทดสอบ "42 kV RMS" จะเปรียบเทียบกันได้หลังจากที่ทั้งสองแสดงในรูปแบบเดียวกันเท่านั้น

ความจุไฟฟ้าต่อเฟสของสายเคเบิลคือ:

โดยที่ c คือความจุไฟฟ้าต่อกิโลเมตรต่อเฟสจากเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตสายเคเบิล และ L คือความยาวเส้นทาง โดยประมาณเบื้องต้นเท่านั้น สายเคเบิล XLPE มักจะอยู่ในช่วง 0.2–0.35 µF/km ต่อเฟสสำหรับโครงสร้างสามแกน 10–15 kV และ 0.15–0.25 µF/km ต่อเฟสสำหรับโครงสร้างแกนเดี่ยว 35 kV โครงสร้างหุ้มฉนวนด้วยกระดาษและตะกั่วโดยทั่วไปจะสูงกว่า แม้ว่าความแตกต่างจะขึ้นอยู่กับสายเคเบิลแต่ละเส้น ช่วงเหล่านี้เป็นเพียงตัวบ่งชี้เท่านั้น โครงสร้าง ขนาดตัวนำ และความหนาของฉนวนล้วนส่งผลต่อค่า ดังนั้นจึงไม่ควรถือเป็นค่าออกแบบ เอกสารข้อมูลของสายเคเบิลจริงจะเป็นตัวกำหนด

การแก้ไขสามประการที่มักถูกลืมในการปฏิบัติงาน:

• เฟสขนานการทดสอบสามเฟสพร้อมกันจะมีความจุไฟฟ้าเป็นสามเท่าของเฟสเดียว และดึงกระแสเป็นสามเท่า
• อุปกรณ์เสริมข้อต่อ ปลายสาย และสายสำรองที่ม้วนไว้ที่ปลายอีกด้าน ล้วนเพิ่มความจุไฟฟ้า และสายสำรองมักเป็นสิ่งที่ไม่มีใครนับ
• การวัดดีกว่าการประมาณระหว่างการทดสอบ จะมีการแสดงแรงดันไฟฟ้าและกระแส C สามารถคำนวณย้อนกลับได้จากความสัมพันธ์เดียวกันและเก็บไว้เป็นบันทึก เมื่อเวลาผ่านไปหลายครั้ง วิธีนี้จะน่าเชื่อถือกว่าค่าต่อกิโลเมตรทั่วไป และทำให้การตัดสินใจปรับขนาดครั้งต่อไปง่ายขึ้นมาก

แรงดันไฟฟ้าทดสอบด้านล่างเป็นการสมมติฐานที่ใช้เพื่อให้การคำนวณมองเห็นได้ชัดเจน ไม่ใช่คำแนะนำ ใช้แรงดันไฟฟ้าทดสอบจริง ระยะเวลา และความถี่ที่ใช้จากฉบับมาตรฐานหรือข้อกำหนดของผู้ให้บริการที่คุณใช้

ตัวอย่าง A — สายเคเบิล 10 kV, แรงดันไฟฟ้าทดสอบ 26 kV RMS, 0.1 Hz

ที่ 26 kV RMS ค่าสูงสุดที่สอดคล้องกันคือประมาณ 36.8 kV ดังนั้นกระแสต่อไมโครฟารัดจึงประมาณ 0.628 * 36.8 ≈ 23 mA

ตัวอย่าง B — สายเคเบิล 35 kV, แรงดันไฟฟ้าทดสอบ 42 kV RMS, 0.1 Hz

ที่ 42 kV RMS ค่าสูงสุดคือประมาณ 59.4 kV ทำให้ได้ประมาณ 37 mA ต่อไมโครฟารัด

เมื่อเทียบกับชุดที่ระบุ 30 mA peak ข้อความที่ใช้งานได้นั้นกระชับ: ที่ 0.1 Hz สายเคเบิล 10 kV ประมาณห้ากิโลเมตร หรือสายเคเบิล 35 kV สี่กิโลเมตร คือจุดที่ถึงขีดจำกัดกระแส — และการเปลี่ยนไปใช้ 0.05 Hz จะลดกระแสลงครึ่งหนึ่ง ทำให้ความยาวที่เข้าถึงได้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

นั่นคือแก่นของตรรกะการปรับขนาด: บนภาระความจุไฟฟ้า ช่วงความถี่ที่ใช้งานได้เป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดเช่นเดียวกับพิกัดแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงไม่เพิ่มขึ้นตามสายเคเบิล — ความถี่จะลดลงแทน โดยมีเงื่อนไขว่าขั้นตอนการทดสอบที่ใช้บังคับอนุญาตและอุปกรณ์รองรับ

การปรับขนาดเป็นสิ่งจำเป็นแต่ไม่เพียงพอ ห้าสิ่งอยู่นอกเหนือสูตรและมักจะตัดสินว่าชุดสามารถใช้งานได้หรือไม่:

น้ำหนักและการเข้าถึงชุดแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าประกอบด้วยมากกว่าหนึ่งหน่วย เครื่องมือระดับ 80 kV อาจมาในรูปของบูสเตอร์สองตัวที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมพร้อมคอนโทรลเลอร์แยกต่างหาก ในขณะที่พิกัดที่ต่ำกว่าต้องการเพียงบูสเตอร์เดียว หากสายเคเบิลอยู่ในห้องสวิตช์ใต้ดินที่มีบันไดแคบ แผนการจัดการมีความสำคัญพอๆ กับไมโครฟารัด

แหล่งจ่ายไฟภาคสนามชุดเหล่านี้ทำงานจากแหล่งจ่ายไฟเมนเฟสเดียวประมาณ 220 V ที่ 50 Hz โดยมีรุ่น 110 V / 60 Hz ให้เลือก บนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟต้องอยู่ในข้อกำหนดอินพุตของชุดและคงที่ เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เสถียรจะส่งผลต่อกระบวนการบูสต์

ตัวอย่างขนาดเล็กมากปัญหาตรงกันข้ามกับสายป้อนยาว: ต่ำกว่าความจุไฟฟ้าที่น้อยมาก รูปคลื่นเอาต์พุตจะเสื่อมลง และวิธีแก้ไขทั่วไปคือการต่อตัวเก็บประจุขนาดเล็กแบบขนานเพื่อคืนค่าคลื่นที่สะอาด สายโรงงานสั้นและขดลวดมอเตอร์สั้นเป็นกรณีทั่วไป

ระยะเวลาทดสอบและหน้าต่างการหยุดทำงานระยะเวลาและขั้นตอนแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยขั้นตอนที่คุณปฏิบัติตาม ไม่ใช่อุปกรณ์ ยืนยันทั้งสองอย่างก่อนจองการหยุดทำงาน เนื่องจาก 0.02 Hz การทดสอบบนสายป้อนยาวจะใช้เวลาวงจรนานกว่าการทดสอบเดียวกันที่ 0.1 Hz

สภาพของสายเคเบิลสายเคเบิลที่เปียก เก่า หรือเคยชำรุดมาก่อนอาจไม่ทนต่อแรงดันไฟฟ้าทดสอบเลย หากวงจรเคยชำรุดมาก่อน ลำดับมักจะเริ่มต้นด้วย การระบุตำแหน่งความผิดปกติก่อนการทดสอบการทนทานนี่เป็นการตัดสินใจเกี่ยวกับทรัพย์สิน ไม่ใช่อุปกรณ์ และเป็นส่วนหนึ่งของแผนการทดสอบก่อนที่จะสั่งซื้อชุด

• 1.แสดงรายการวงจรทั้งหมดในตารางการทดสอบ: ระดับแรงดันไฟฟ้า โครงสร้าง ความยาวเส้นทาง ความจุไฟฟ้าต่อกิโลเมตร และไม่ว่าจะทดสอบเฟสพร้อมกันหรือแยกกัน
• 2.แปลงแต่ละรายการเป็นความจุไฟฟ้าต่อเฟส รวมถึงอุปกรณ์เสริมและสายสำรองใดๆ
• 3.ใช้แรงดันไฟฟ้าทดสอบ ระยะเวลา และความถี่จากขั้นตอนที่ใช้บังคับ
• 4.คำนวณกระแสที่ความถี่นั้น ในหน่วยเดียวกับพิกัดของชุด และเปรียบเทียบกับกระแสเอาต์พุตของชุด — ไม่ใช่แค่ค่าความจุไฟฟ้าในแคตตาล็อก
• 5.ตรวจสอบข้อจำกัดทางกายภาพ: จำนวนหน่วย น้ำหนัก เส้นทางเข้าถึง คุณภาพแหล่งจ่ายไฟ และระยะเวลาที่วงจรจะหยุดให้บริการ

หากขั้นตอนที่ 4 ทำให้คุณเกินขีดจำกัด ให้ตรวจสอบก่อนว่าขั้นตอนของคุณอนุญาตให้ใช้ความถี่ต่ำลงหรือไม่ และชุดรองรับขั้นตอนนี้ที่แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการหรือไม่ ความถี่อาจลดลงได้เฉพาะในกรณีที่มาตรฐาน ข้อกำหนด หรือเงื่อนไขอุปกรณ์อนุญาตเท่านั้น มิฉะนั้น ชุดที่มีความสามารถในการรับภาระมากขึ้นจะเป็นคำตอบที่ถูกต้อง

ระดับแรงดันไฟฟ้า โครงสร้างสายเคเบิล ความยาวเส้นทาง ความจุไฟฟ้าต่อเฟส และแรงดันไฟฟ้าทดสอบสูงสุดที่คุณตั้งใจจะใช้ สี่ในห้าข้อนี้อยู่ในเอกสารข้อมูลสายเคเบิล ข้อที่ห้าอยู่ในขั้นตอนการทดสอบของคุณ ด้วยตัวเลขเหล่านี้ ผู้จำหน่ายสามารถยืนยันพิกัดแรงดันไฟฟ้าได้ว่าจำเป็นต้องใช้บูสเตอร์หนึ่งหรือสองตัวหรือไม่ และขั้นตอนความถี่ใดที่จะครอบคลุมตารางทั้งหมด — แทนที่จะเสนอราคาตามระดับแรงดันไฟฟ้าและหวังว่าสายป้อนจะสั้น

ความยาวสายเคเบิลกำหนดความจุไฟฟ้า ความจุไฟฟ้ากำหนดกระแส และกระแสที่ความถี่ที่กำหนดจะกำหนดว่าชุดใดชุดหนึ่งสามารถทำการทดสอบได้หรือไม่ ระดับแรงดันไฟฟ้าเพียงกำหนดเป้าหมาย เมื่อคำสั่งนี้ชัดเจน ข้อขัดแย้งในการปรับขนาดส่วนใหญ่จะคลี่คลายได้เอง: คำถามจะหยุดเป็นการ "กี่กิโลโวลต์" และกลายเป็น "กี่มิลลิแอมป์ที่ความถี่ใด บนวงจรใด"

XZH TEST สร้างชุด VLF AC hipot ในช่วงพิกัดแรงดันไฟฟ้าและภาระต่างๆ รวมถึงการกำหนดค่าความถี่คงที่และ การกำหนดค่าการกวาดความถี่อัตโนมัติและ สามารถยืนยันการกำหนดค่าได้เทียบกับตารางการทดสอบเฉพาะ หากคุณมีรายการสายเคเบิล ความจุไฟฟ้าต่อเฟส และแรงดันไฟฟ้าทดสอบ เราสามารถตรวจสอบความเหมาะสมก่อนที่จะออกใบสั่งซื้อได้