Что такое частичный разряд
В кабеле среднего напряжения изоляция XLPE лежит между двумя полупроводящими экранами: экраном по жиле изнутри и экраном по изоляции снаружи, поверх которого идёт медная лента или проволочный экран. Поле между ними высокое и, в хорошем кабеле, ровное. Пустота в изоляции, частица-загрязнитель или выступ там, где экран примыкает к XLPE, концентрируют это поле. Когда оно становится достаточно сильным, через дефект происходят малые электрические разряды, не перекрывающие всю изоляцию. Это и есть частичный разряд (ЧР).
ЧР не вызывает немедленного отказа — именно поэтому он важен. Каждый разряд эродирует изоляцию вокруг дефекта, и со временем повреждение может вырасти до пробоя кабеля в эксплуатации. Испытание напряжением может пропустить кабель с малым дефектом; испытание ЧР задумано его найти. Поэтому измерение ЧР — приёмо-сдаточное испытание для экранированного кабеля СН, проводимое на каждой изготовленной длине. Кабели низкого напряжения по IEC 60502-1 такого требования не имеют, потому что у них нет экранированного поля, которое надо контролировать.
Приёмо-сдаточное испытание в IEC 60502-2
IEC 60502-2 покрывает силовые кабели с экструдированной изоляцией в классах напряжения от 3,6/6 kV до 18/30 kV. Приёмо-сдаточное испытание ЧР измеряется методом IEC 60885-3. Испытательное напряжение поднимается до 2 U0 и выдерживается короткое время, затем снижается до 1,73 U0, где кабель должен показать отсутствие разрядов выше заявленной чувствительности. Для приёмо-сдаточных испытаний эта чувствительность — 10 pC или лучше. U0 — номинальное напряжение между жилой и экраном: 8,7 kV для кабеля 8,7/15 kV.
Наряду с ЧР приёмо-сдаточное испытание напряжением подаёт 3,5 U0 в течение 5 минут без пробоя. Таблица ниже показывает эти кратности, вычисленные для каждого класса с округлением, только для ориентировки; план испытаний всегда берёт значения из стандарта и заказа.
| Класс напряжения | U0 | Измерение ЧР при 1,73 U0 | Испытание напряжением 3,5 U0, 5 мин |
|---|---|---|---|
| 3,6/6 kV | 3,6 kV | около 6,2 kV | около 12,6 kV |
| 6/10 kV | 6 kV | около 10,4 kV | 21 kV |
| 8,7/15 kV | 8,7 kV | около 15,1 kV | около 30,5 kV |
| 12/20 kV | 12 kV | около 20,8 kV | 42 kV |
| 18/30 kV | 18 kV | около 31,1 kV | 63 kV |
Каталог партнёрского завода за нашей страницей силового кабеля СН покрывает классы до 8,7/15 kV с эталонной конструкцией 8,7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2; более высокие классы подбираются на другом заводе с подходящей испытательной мощностью.
Почему чувствительность — ключевая цифра
Результат ЧР «разрядов не обнаружено» сам по себе ничего не значит. Он значит, что нет разрядов выше того, что система могла обнаружить в тот момент. Если испытательная камера электрически шумная или система плохо откалибрована, порог обнаружения может сидеть далеко выше 10 pC, и реальные дефекты проходят незамеченными. Поэтому стандарт привязывает требование к заявленной чувствительности, и поэтому хороший протокол её указывает.
Пригодная запись ЧР по барабану показывает:
- Номер барабана, обозначение кабеля и испытанную длину.
- Калибровку известным зарядом до испытания и полученную чувствительность в pC.
- Уровень фонового шума во время испытания.
- Профиль напряжения: ступень 2 U0 и измерение при 1,73 U0.
- Измеренный уровень ЧР и заключение о зачёте или браке против заявленной чувствительности.
- Дату испытания, идентификацию оборудования и подпись ответственного лица.
Отрицательный результат ЧР тоже заслуживает ясной процедуры. Завод может повторить испытание после чистки или переделки испытательных заделок, потому что разряд на плохо подготовленной испытательной заделке может выглядеть как разряд в кабеле. Это законно, но запись должна показывать оба результата и причину повторения. Если разряд сохраняется, длину следует забраковать либо локализовать дефектный участок и вырезать его, а оставшиеся длины повторно испытать и записать под новыми номерами барабанов. Спросите у завода, как часто длины проваливают ЧР и как они обрабатываются; достоверный ответ с записями говорит о линии изоляции больше, чем любой буклет.
Откуда берутся ЧР-дефекты
Большинство источников ЧР создаются в производстве, поэтому аудит завода СН внимательно смотрит на линию изоляции. Загрязнение в компаунде XLPE, небрежная работа с компаундом в открытой зоне, неровная граница между экранами и изоляцией, влага или пустоты от неполной обработки — типичные причины. Важно и повреждение после производства: кабель, согнутый ниже минимального радиуса изгиба, раздавленный на плохо хранившемся барабане или с незапечатанными концами, через которые влага входит в экран, может развить разряды позже, даже после проходного заводского испытания. Чек-лист аудита завода перечисляет, что искать на месте, а предотвращение повреждений барабанов покрывает сторону хранения.
Наблюдение и испытания на объекте
Для коммунальных и инженерных проектов обычна практика присутствовать при испытаниях ЧР и напряжением на выбранных барабанах до отгрузки. Наблюдение работает лучше всего, когда барабаны выбираются закупщиком в тот же день, шаг калибровки наблюдается, а инспектор берёт копию сырых результатов. Закладывайте испытательный день в график; длительность испытания ЧР зависит от числа барабанов и камеры и планируется с заводом.
После монтажа проект может провести собственные пусковые испытания с установленными муфтами и заделками. Они отделены от заводского приёмо-сдаточного испытания и задаются инженером проекта и владельцем сети. Чистая заводская запись ЧР даёт базовую линию: если объектные испытания позже покажут разряд, проблема вероятнее в аксессуаре или монтаже, чем в самом кабеле. Наша страница энергосистем объясняет, как кабель СН встраивается в распределительный проект.
Как вписать ЧР в заказ
Впишите требование по ЧР в спецификацию явно: приёмо-сдаточное испытание ЧР на каждом барабане по IEC 60502-2, измерение по IEC 60885-3, с заявленной чувствительностью и полными записями, передаваемыми с отгрузочными документами. Добавьте наблюдение, если проекту оно нужно. Срок поставки кабеля СН зависит от бронирования меди, графика линии изоляции и приёмо-сдаточных испытаний и подтверждается письменно по каждому заказу; см. MOQ и сроки поставки. Чтобы очертить заказ среднего напряжения, отправьте BOQ через форму запроса.