Het selecteren van een VLF-tester op basis van kabellengte en capaciteit

Een VLF-tester selecteren op basis van kabellengte en capaciteit

De meeste VLF-aanvragen beginnen op dezelfde manier: "Ik heb een set nodig voor 15 kV kabel." Spanningsklasse is de gemakkelijke vraag, en het is niet degene die bepaalt of de test zal worden uitgevoerd. Twee 15 kV-voedingen, één van 300 m lang en één van zes kilometer lang, zijn geen dezelfde test. Wat ze scheidt, is capaciteit, en je krijgt capaciteit uit lengte.

Dit artikel beschrijft de relatie tussen lengte, capaciteit en de belasting die een VLF-set moet dragen, werkt twee voorbeelden uit en behandelt vervolgens wat de cijfers alleen niet zullen vertellen. Het is een maatopgave, geen productcatalogus.

Spanningsklasse vertelt je hoe hoog de testspanning moet gaan. Lengte vertelt je hoeveel lading de set moet verplaatsen om daar te komen, en dus hoeveel stroom hij moet leveren bij de gekozen frequentie. Een set die 35 kV bereikt op een staart van 400 m kan mogelijk niet dezelfde spanning bereiken op vijf kilometer van dezelfde kabel, omdat de stroomlimiet eerst wordt bereikt.

Dit is waarom twee instrumenten met dezelfde spanningsclassificatie heel anders kunnen presteren in het veld, en waarom de capaciteitswaarde belangrijker is dan de kilovoltwaarde op het voorpaneel.

De dimensionering heeft daarom vijf ingangen, niet één: de vereiste testspanning, de uitgangsstroom en belastingscapaciteit van de set, de beschikbare frequentiestappen, de werkelijke capaciteit van de kabel en de testprocedure die spanning, duur en frequentie regelt. Lengte is de ingang die de laatste twee met elkaar verbindt.

Voor een capacitieve belasting is de stroom bij testfrequentie f:

Waarbij I stroom is, C de capaciteit is van de te testen kabel (alle fasen en accessoires inbegrepen), U de werkelijk toegepaste testspanning is, en f de testfrequentie is. Gebruik consistente eenheden: C in µF en U in kV geven I in mA met een vermenigvuldiger van 2πf.

De vermenigvuldiger per frequentie is daarom:

Vier voorwaarden zijn van toepassing op deze relatie, en ze zijn belangrijker dan de formule zelf:

• Stationaire, sinusvormige output.De uitdrukking beschrijft de stationaire capacitieve stroom. Het beschrijft niet de boostfase, de ontlading of het transiënte gedrag bij doorslag.
• Capaciteit behandeld als constant.Capaciteit varieert enigszins met spanning en temperatuur. Voor dimensioneringsdoeleinden is de waarde op het gegevensblad voldoende; voor een marginale zaak is dat niet zo.
• Piek en RMS zijn niet uitwisselbaar.Normen drukken de testspanning meestal uit als een RMS-waarde, terwijl VLF-sets vaak worden geclassificeerd in piekvolts en piek milliampères. Converteren ertussen met √2 is alleen geldig voor een sinusvormige golfvorm. VLF-outputs zijn bedoeld om bijna sinusvormig te zijn, maar de conversie moet worden bevestigd aan de specificatie van de set zelf en de gebruikte normeditie in plaats van te worden aangenomen.

Dat laatste punt veroorzaakt meer dimensioneringsfouten dan enig ander. Een "30 mA" set en een "42 kV RMS" test worden pas vergelijkbaar nadat beide op dezelfde manier zijn uitgedrukt.

Kabelcapaciteit per fase is:

waarbij c de per-fase capaciteit per kilometer is van het gegevensblad van de kabelfabrikant, en L de route lengte is. Als een eerste schatting alleen, vallen XLPE-kabels vaak in het bereik van 0,2-0,35 µF/km per fase voor 10-15 kV driekernconstructies en 0,15-0,25 µF/km per fase voor 35 kV enkernconstructies. Papier-geïsoleerde, met lood beklede constructies zijn over het algemeen hoger, hoewel het verschil afhangt van de individuele kabel. Deze bereiken zijn slechts indicatief: constructie, geleidergrootte en isolatiedikte beïnvloeden de waarde, dus ze mogen niet worden behandeld als ontwerpinformatie. Het gegevensblad van de werkelijke kabel is leidend.

Drie correcties worden in de praktijk vergeten:

• Parallelle fasen.Drie fasen die samen worden getest, dragen drie keer de capaciteit van één fase en trekken drie keer de stroom.
• Accessoires.Verbindingen, eindmoffen en lange staarten van reservekabel die aan het uiteinde zijn opgerold, voegen allemaal capaciteit toe, en de reservekabel is meestal het item dat niemand telt.
• Meting is beter dan schatting.Tijdens de test worden spanning en stroom weergegeven. C kan worden terug berekend uit dezelfde relatie en als record worden bewaard. Over een paar onderbrekingen is dit betrouwbaarder dan enig generieke per-kilometer cijfer, en het maakt de volgende dimensioneringsbeslissing triviaal.

De onderstaande testspanningen zijn aannames die worden gebruikt om de rekenkunde zichtbaar te maken. Het zijn geen aanbevelingen. Neem de werkelijke testspanning, de duur ervan en de frequentie waarop deze van toepassing is uit de geldende normeditie of nutsbedrijfsspecificatie waaraan u werkt.

Voorbeeld A - 10 kV kabel, 26 kV RMS testspanning, 0,1 Hz

Bij 26 kV RMS is de corresponderende piekwaarde ongeveer 36,8 kV, dus de stroom per microfarad is ongeveer 0,628 * 36,8 ≈ 23 mA.

Voorbeeld B - 35 kV kabel, 42 kV RMS testspanning, 0,1 Hz

Bij 42 kV RMS is de piek ongeveer 59,4 kV, wat ongeveer 37 mA per microfarad oplevert.

Afgelezen tegen een set met een nominale piek van 30 mA, is de praktische boodschap beknopt: bij 0,1 Hz is ongeveer vijf kilometer 10 kV-kabel of vier kilometer 35 kV-kabel waar de stroomlimiet arriveert - en overschakelen naar 0,05 Hz halveert de stroom, waardoor de bereikbare lengte verdubbelt.

Dat is de kern van de dimensioneringslogica:op een capacitieve belasting is het bruikbare frequentiebereik net zozeer onderdeel van de specificatie als de spanningsclassificatie.De hoogspanningsbron groeit niet mee met de kabel - de frequentie daalt in plaats daarvan, mits de toepasselijke testprocedure dit toestaat en de apparatuur dit ondersteunt.

Dimensionering is noodzakelijk en niet voldoende. Vijf dingen vallen buiten de formule en bepalen regelmatig of een set bruikbaar is:

Gewicht en toegang.Hogere spanningssets zijn opgebouwd uit meer dan één eenheid. Een instrument van 80 kV klasse kan arriveren als twee boosters in serie geschakeld plus een aparte controller, terwijl lagere classificaties slechts één booster nodig hebben. Als de kabel zich in een kelderruimte met een smalle trap bevindt, is het behandelplan net zo belangrijk als de microfarads.

Veldvoeding.Deze sets werken op een enkelfasige netvoeding van ongeveer 220 V bij 50 Hz, met 110 V / 60 Hz varianten beschikbaar. Op een generator moet de voeding binnen de ingangsspecificatie van de set vallen en stabiel blijven, omdat een instabiele voeding het boostproces beïnvloedt.

Zeer kleine exemplaren.Het tegenovergestelde probleem van een lange voeding: onder een zeer kleine capaciteit verslechtert de uitgangsgolfvorm, en de gebruikelijke oplossing is een kleine condensator parallel om een schone golf te herstellen. Korte fabrieksleidingen en korte motorwikkelingen zijn de gebruikelijke gevallen.

Testduur en het onderbrekingsvenster.Duur en spanningsstap worden bepaald door de procedure die u volgt, niet door het instrument. Bevestig beide voordat u de onderbreking boekt, omdat een 0,02 Hz test op een lange voeding het circuit veel langer bezet houdt dan dezelfde test bij 0,1 Hz.

Conditie van de kabel.Een natte, verouderde of eerder defecte kabel overleeft de testspanning mogelijk helemaal niet. Als het circuit al defect is, begint de reeks meestal met foutlocatie vóór de weerstandstest. Dat is een beslissing over het vermogen, niet over het instrument, en het hoort thuis in het testplan voordat de set wordt besteld.

• 1.Lijst elk circuit op de testplanning op: spanningsklasse, constructie, route lengte, capaciteit per kilometer, en of de fasen samen of afzonderlijk worden getest.
• 2.Converteer elk naar capaciteit per fase, inclusief accessoires en eventuele reservekabel.
• 3.Neem de testspanning, duur en frequentie uit de toepasselijke procedure.
• 4.Bereken de stroom bij die frequentie, in dezelfde eenheden als de classificatie van de set, en vergelijk met de uitgangsstroom van de set - niet alleen met een cataloguscapaciteitscijfer.
• 5.Controleer de fysieke beperkingen: aantal eenheden, gewicht, toegangsweg, voedingskwaliteit, en hoe lang het circuit buiten gebruik zal zijn.

Als stap 4 u boven de limiet plaatst, controleer dan eerst of uw procedure een lagere frequentie stap toestaat en of de set die stap ondersteunt bij de vereiste spanning. Frequentie mag alleen worden verlaagd waar de norm, specificatie of apparatuuromstandigheden dit toestaan; anders is een set met grotere belastingscapaciteit het juiste antwoord.

Spanningsklasse, kabelconstructie, route lengte, capaciteit per fase, en de hoogste testspanning die u van plan bent toe te passen. Vier van die vijf staan op het kabelgegevensblad; de vijfde staat in uw testprocedure. Met die cijfers kan een leverancier de spanningsclassificatie bevestigen, of één of twee boosters nodig zijn, en welke frequentiestappen het hele schema zullen dekken - in plaats van te citeren op spanningsklasse en te hopen dat de voedingen kort zijn.

Kabellengte bepaalt capaciteit, capaciteit bepaalt stroom, en stroom bij een gegeven frequentie bepaalt of een bepaalde set de test kan voltooien. Spanningsklasse stelt alleen het doel. Zodra die volgorde duidelijk is, lossen de meeste dimensioneringsverschillen zichzelf op: de vraag stopt met "hoeveel kilovolts" te zijn en wordt "hoeveel milliampères bij welke frequentie, op welke circuits".

XZH TEST bouwt VLF AC hipot sets over een reeks spannings- en belastingsclassificaties, inclusief configuraties met vaste frequentie en automatische frequentie-sweep configuraties, en kan een configuratie bevestigen tegen een specifieke testplanning. Als u de kabellijst, de capaciteit per fase en de testspanning heeft, kunnen we de pasvorm controleren voordat een bestelling wordt geplaatst.