WE 09/2005 - diagnostyka kabli bardzo długich

WWW.OIMGX.
Diagnostyka
izolacjina bardzodlugichliniachkablowych
Parciak,Przemyslaw
SlawomirNoske,
Chojnowski
Jaroslaw
Obecnie stosowany rodzaj badania izolacji gt6wnej
kabli Sredniego napigcia ogranicza sig do wykonania
pr6by wytrzymalodci izolacji. Pr6ba ta polega
na podaniu napigcia spolaryzowanego(test DC dla kabli
papierowo-olejowych) lub napigcia wolnozmiennego
VLF 0ol Hz (Very Low Frequency 0,L Hz cos2
dla kabli polimerowych) w okre6lonym czasie.
(np.w ci4gu30minut)nie dojdzie
JeZeliw czasiebadaniaizolacji
do wyladowania,a tym samymzriszczeriaizolacji kablowej,cal4
badanalinie kablow4naktujesigjako elementgotowydo zal4czenia,atym samymdo dalszejeksploatacji.
W praktycejednakwynik
jest
badania:,,wytzymal
f niewytrzymal" malosatysfakcjonuj4cy.
Dlategoposzukuje
sigmetodybadaniaumo2liwiaj4cej
tak wysok4
rozdzielczoStwyniku pomiaru,aby o badanejlinii moZnabylo
jak najwigcej.
powiedzie6
OWTS25 - jednostkasteruj4ca
Jaka diagnostyka?
Zestawydiagnostyczne
stosowane
w PolscemoZnapodzieli6na Urz4dzeneto wystgpujejako przenoSne,
moZebyd r6wnieZ
grupy:
dwie
pomiarowego.
do samochodu
wbudowane
Wzy wyborzesystemu
OWTS opierali6mysig na niezaleZnych
badaniachwloskiego
/ Podwzglgdemmetodypomiarowej:
- pomiarwsp6lczynnika
CESI,kt6ry-badaj4cczterydostgpne
narynkueuropejsstratno3cipradem0,1 Hz lub 50 Hz, lub inst5rtutu
pomiaru
kim
urz4dzenia
diagnostyczne
do
niezupelwyladowai
pomiarwspolczynnika
sftatno
sciprzywyiszychczgstotliwoSciach,
- pomiarnapigciarelaksacyjnego,
nych- wybralzestawOWTSjako najlepszy.
Dodatkowo,
wybieraj4c zestawOWTS- jednostkgsprawdzon4
ju2 w Polsce- liczyliS- pomiarpradudepolaryzacji,
- izotermicznaanalizapr4durelaksacyjnego
my na uzyskaniewiarygodnych
wynik6w.
(IRC),
- pomiarwyladowanniezupetnych
(PD).
ZestawOWTSsprawdza
sig w diagnostyce
kabli bardzodlugich,
/
-
Podwzglgdemtypu aparaturydiagnostycznej:
modulydiagnostyczne
KDA-I (8 urz4dzef),
modul diagnostycznyCD System(l wz4dzente),
modul diagnostycznyOWTS (5 wzqdzefi.
gdzie pojemno66badanychobiekt6wprzekracza4 pF. Zestaw
diagnostyczny
OWTSskladasigzjednostkiWN 0-36 kV napigcia
maksymalnego,
cewki o stalej indukcyjnoSci,
l4cznikabezzakl6ceniowegoIGBT, detektorawyladowariniezupelnych
i komputera
analizuj4cego.
pozwalaj4
O ile uzadzeniatypuKDA-I i CD System
naocengstanu
nolacji kablowejw spos6buSredniony,
to nowoczesne
urz4dzenia Badanalinia kablowazostajeprzyl4czonado zestawuOWTS.
typu OWTSpozwalaj4warto6ciowa6
kaZdyelementskladowylinii Kabeljest ladowanywstgpnienapigciemstalymprzezok. 30 ms,
po czymzapomoc4lacznikaIGBT badanyobiektjest l4czonydo
kablowejoddzielnie(kable,muff, glowice),metr po mefize.
cewkio stalejindukcyjnoSci.
W ukladzietympowstaje
napigciowa,
Dlaczego OWTS?
rezonansowa,
samogasn4ca
fala oscylacyjna.
Do badanwybraliSmy
najpopularniejszy
w Polscezestawdiagnos- Czestotliwo66
jest zaleZnaod pojemno3ci
fali napigciowej
kabla.
- system
tyczny,stosowanyjuZ
w kilku zakladach
energetycznych
Norma WE 0472, czp36513107.82,oraz IEC 885-2 1987
OWTS 25, przygotowanyprzezniemieck4firme SEBA KMT.
z p62nejszymiuaktualnieniamioke6laja, 2e to badanienale2y
przy czestotliwo3ci
przeprowadzat
zbli50 Hz lub czgstotliwoSci
Mgr inL SlawomirNoske- ENERGASL O. Ehhskie ZakladyEner- Zonej do 50 Hz. W praktycemoZliwejest nawet uzyskanie
geucae
czgstotliwoSci
sieciowejprzy pojemnoSciach
ok. 4-5 pF,a wigc
mgr ini, Iaroshw Parcink - PnethiqbiorstwoBadnwczo-Wdroieniawe
jest rejestkabli bardzodlugich.Pomiarwyladowariniezupelnych
OIilEX w Olsrtynie
dr inL Pnemyslaw Chojnowslci- ekspeftParhmentarnegoZespolu rowany na fali oscylacyjnejprzy kaildym przej3ciuprzez zero.
ds.Restrukturyucji Energetyki
Wraz z wygaszaniem
siefali malej4teZwyladowanianiezupelne.
14
Rok LXXlll 2005 nr 9
Kolejnymkrokiemjest wykonanie,,sfrzal6wnapigciowych"w badany kabel. Pomiar wykonujemyod poziomu niZszegonrl Uo
(np. 3 kV dla kabla 15 kV) i powtarzamyco 1 kV do warto6ci
2 x Uo. Przy winnlizacji bgdziemymogli zaobserwowafl,
czy
w okolicachnapigciaU, powstaj4wyladowanianiezupehe,oraz
bgdziemy mogli obserwowad,jak rozwijaj4 sig wyladowania
niezupeheprzy zwigkszaniunapigciapomiedzyUo do 2Uo.
PrzrdzixlWN w laboratoriumCompactTE
A Kalibracjaulladupomiarowego
Ku@rz*ytvttdiizen
DiagrambudowyOWTS25
Mo2liwe s4 pomiary napigciazaplonui napigciagaszeuayzy
RozkladwartoSciwyladowan
kaZdymze,,sfrzal6w"napigciowych.
niezupehychoraz ich ilo6ci zapewniakomputerprzemyslowy
wbudowanyw jednostkgcenfraln4OWTS.
Jak wykona6pomiar?
Podl4czenie
nastgpujedo obusfronnieuziemionegokabla.Na czas
pomimuz badanegokabla zdejmujesig uziemiaczp- tzkjak do
pomiaremechometryczpr6byprobierczej.Pomiarrozpoczynamy
nym, aby oceniddlugo66kablaprzy manejprgdkoScipropagacji
muf nadlugo3cikabla.Niewidoczai,rozmieszpzenre
oftrzoszacow
poprzezwpisanieodlegloSciod
nemufy nanosimyz dokumentacji,
miejscapodl4czenia.
A Pzebiegfali oscylacfnej
V Analizadanychprzezkomputer
Kolejnym hokiem jest kalibracja calegoukladu pomiarowego.
W zaleino5ci od typu izolacji, dostarczonykalibrratorpozwala
kalibrowadrczdzielczo(i pomiarow4insfrumentuw zahesie od
5 do nawet 100000pC. Taki zahes w zupehoSciwystarczado
w Polsce.
wszystkichtyp6w kabli wystgpujqpych
jest z kabli
Waine jest, aby katudaz faz Qeinhlinia zbudowana
jednofazowych)kalibrowadna taki sam zahes pomimowy,np.
5000pC. Pozwoli to na wartoSciowaniecalej linii kablowej
w ukladzie3-fazowymjednoczeSnie.
\
6
RokLXXur
2oo5nr e
ls
Etapobr6bkipomiar6wi przetworzenieich w diagramprzejmuje
calkowiciekomputer.PowizualizacjiotrzymujemyrozkladwartoSci oraz iloSci wyladowanniezupelnychna dlugoScibadanego
kabla.WartoSciujemy
kaZdaskladow4systemukablowegooddzielnie:odcinki kablowe,mufy i glowice. Samowykonanie
pomiarujestczynno6ci4
prost4,w powtarzalnych
kokach.System
jakie czynnoSci
podpowiada,
naleiy wykona6.
Htri.#EF€dbfrffi
:
; . 1. . : . ;
i , . ,
m-i*Fro
1 !
,
i
:
c ,
. '
+
. i
t
. [
Diagnostyka
kabli bardzodlugich
W maju 2005r. wykonaliSmybadaniedw6chstrategicznych
linii
jedn4z kopalf nafty i gazu,zleconeprzez
kablowychzasilaj4cych
PolskieG6rnictwoNaftowei Gazownictwo
w Warszawie.
Badanie
mialo wykaza6,czy standw6chnieuszkodzonych
linii kablowych
(eksploatowanych
od 1997roku) jest na tyle dobry,aby nagle
uszkodzeniekabla nie wplynglo negatywniena wydobycietak
cennychsurowc6w.
Badaniu poddano dwie linie kablowe XLPE I x240 ntn2
3 x NA2HXY, o dfugo3ciach
odpowiednio:9610 i 9620m. Do
badaniatakdlugichlinii kablowychu2yli6myzestawudiagnostyczpomiaronegoOWTS25,zainstalowanego
nastalew samochodzie
wym typu CompactTE, produkcjiniemieckiejfirmy SEBAKMT.
Takie wykonaniepozwalana komfortow4pracAobslugi (dlugie
kablepomiarowe)i wysok4mobilnoS6.
na
WizualizacjawartoSciwyladowafna dlugoScikabla.Mzualizacjajednoczesna
wszystkich 3 fazach.Wysokie wyladowania i ich koncenhacja na fazie L2.
Po podl4czeniureflektometruTeleflex M (pomiar tr6jfazowy),
przebiegidlamuf.Mufy podczas
zarejestrowano
charakterystyczne
budowy linii zostaly rozmieszczonew r6wnych odlegloSciach.
Pomierzoneodleglo6cizostalywprowadzone
do komputerasteruilo6ciwyladowafniezupelnych
na dtugoSci
kabla
j4cego. Kolejnym kokiem bylo skalibrowaniecalegoukladu Wizualizacja
pomiarowegona zakes 5000pC, kt6ry pozwalalna wysok4 Waznejest, aby przy pomiarach
tr6jfazowychdokladniefazowa(,
rozdzielczo(fpomiarudla tego typu izolacji kablowej.
kable.Pzy pomiarzepor6wnawczym
dwustronnymma to bardzo
przeprowadzono
Diagnostykg
dla kaZdejfazy oddzielnie,rejest- istotnezraczenie.
Do bezpiecmego
fazowaniauzyliSmyjedynegona
ruj4cwartoS6
i ilo66wyladowanniezupelnych
na dlugoScikabla. rynku cyfrowegoidentJ.fikatora
faz typu PIL8 firmy SEBA KMT.
W jednej z badanychlinii kablowychna fazie L2 (kolor Z6hy) Idenfrfikatorten, zloiony z 3 cag6wcyfrowychi ident1dkatora,
zarejeshowano
bardzowysokiei skoncenhowane
wyladowania pozwalanabezpieczn4identyfikacjg
faznauziemionym
i k6tkozwarniezupelne,
oznaczaj4ce
wadglub oslabienie
izolacji.Napodstawie tym drugrmkoricu kabla.Przy zarejestowanejpojemno6cirzgdu
otrzymanegowyniku pomiaru zdecydowanosig na wykonanie 2,781tFna fazg,identyfikacjazapomoc4induhorajest do56niebezkolejnegopomiarudla tej linii kablowej,ale z drugiejstrony.
pieczn4pozatym pracujesignaobusftonnie
wypigtejlinii kablowej.
Glowicekabloweprzypodl4czeniuY
16
przylqczu
kable V
kablapozwalapewniei bezpiecmie
identyfikowad
Umieszczenie
cyfrowychcqg6wnauziemionym
Rok LXXlll 2005 nr I
Rzeczywista
dtugo36
kablato 9620m, a nie l0 000 m. Pomiartaki
jednoznacznie
izolacjilub wadg,np.zagniecenie
oke6laoslabienie
poprzezucisk gruntu.
izolacji (zmianejej koncentryczno3ci)
Oslabienieizolacji w mufie oznaczalobyjej niefachowelub
- powigkszanie
wykonanie,
niedbate
a kaideprzepigcie
oslabienia
i w rezultaciezniszczenieosprzgtukablowego.
Jaki jest cel diagnostyki kabli za pomocq OWTS?
Podlqczaj4c
fazomierz
cyfrowyPIL8,operator
maSwiadomo$i,
2epracujebezpiecznie nauziemion),rn
i kr6tkozwartymprzeciwleglymkoricubadanego
kabla
Fffi(FilID
.3-@[email protected]*ffffiSrv
pojgtadiagnostyka
Szeroko
kablidajeo wielewigcejinformacjiniZ
probierczej
badaniewytrzymaloSci
izolacji.Pracaztak uniwersaljak OWTS,za pomoc4kt6regomolna,,zajrze6"
nymnarzgdziem
do wngtrzakosztownego
elementusystemu
dystrybucyjnego
energii, jest niezwyklesatysfakcjonuj4ca.
zapomoc4OWTSnieobciaza
Diagnostyka
badanego
kablasamym
procesem
pomiaru.PomiarmoZnawykona6nastgpnego
dnia,za
tydzref,za miesi4c- majac5wiadomo56,
Ze samymprocesem
diagnostycznym
nie niszczysigbadanejizolacji(inaczejni2przy
pr6bieprobierczejczy diagnostyce
opartejna pr6bieprobierczej,
jest
gdziepomiardiagnostyczny
nie
i nie mo2eby6powtarzany).
Badaniadiagnostyczne
wymuszaj4kolejnedzialania,takie jak:
izolacjikablowejnakabluwyl4czonymz ekscelowezniszczenre
ploatacji,lokalizacjgpunktowodokladn4,
naprawe
kablai ponowpodjgte
ny pomiar diagnostyczny,
ie
aby wykaza6,
dzialanie
do zapobieZenia
doprowadzilo
nagleji niespodziewanej
awarii.
Wykorzystanie
systemuOWTS25 firmy SEBA KMT polecamy
za eksploatacjg
sluZbomodpowiedzialnym
waZnych(strategicznych) linii kablowych,gdzie diagnostykajest niezbgdna,aby
ograniczy( nieplanowanewyl4czenra,awarie i straty z tytulu
niedostarczenia
energiielektrycznej.
. s s
Analizawyladowariniezupelnych
z przeciwleglego
kofca potwierdzilamiejsce
pomiarze
w pierwszym
wyladowari
zarejestrowanych
Zestaw identyfikacyjny PIL8 zapewnial
pracy oraz pozwalalna
bezpieczefistwo
pewn4identyfikacjgpoprzezbadanykabel
(ladowaniecag6wodbywasig za pomoc4
czgstotliwoSci
akustycznej,
a sygnalidentyfikujacy - zwrotny to sygnalcyfrowy
8-bitowy).Pomiarz drugiejstronywykazal
powstawaniewyladowaf niezupelnych
przy pierww miejscuzarejestrowanym
szym pomiarze- elementemtym okazala sig mrfal4cz4ca dwa odcinki kabla.
B14dpomiaru,jaki sig pojawil,jest blgdem obslugi przy wpisywaniuwarto6ci
dlugo6cido prgdkoSciY 12 z 87 mf ps,
przyjgfymdo pomiaruechometrycznego,
przez
aY 12:98 m/ps - skalibrowanym
pomiarzeczywistego
OWTSnapodstawie
ru impulsuodbitego.
Wszystkiedzialania,
maj4cenaceluograniczanie
stratsieciowych,
prowadz4do bezpoSredniego
ograniczania
stratekonomicznych.
l
uL
pomiarowy
Samoch6d
CompactTE )
Rok LXXlll 2005 nr 9
17