Британская служба сертификации кабелей BASEC (British Approvals Service for Cables), являющаяся независимым аккредитованным органом по сертификации со штаб-квартирой в городе Милтон-Кинс, Великобритания, опубликовала технический обзор, в котором приводится аналитическая оценка критически важных испытаний и различий между кабелями среднего и низкого напряжения, а также роли независимой третьей стороны и аккредитованного органа сертификации.
Для кабелей среднего напряжения тестирование даже более важно, чем для их низковольтных аналогов, из-за сложности конструкций и необходимости обеспечения наивысшего уровня безопасности и надлежащей эксплуатации при более высоких напряжениях. Испытания всегда необходимы для проверки и подтверждения качества.
Изоляционный слой выдерживает более высокие уровни напряжения, испытываемые кабелями среднего напряжения – целью изоляционного слоя является обеспечение достаточного сопротивления для того, чтобы ток протекал по жиле при более высоких номинальных напряжениях системы. Следовательно, необходимо наложить соответствующий слой изоляции. Изоляционный слой в кабеле отличается используемым материалом, методом наложения и даже проведенными испытаниями.
Изоляционная система кабелей среднего напряжения состоит из трёх слоёв: экран по жиле, изоляция и экран по изоляции. Более высокие уровни напряжения, прилагаемые к этим кабелям, требуют постепенного перехода от электропроводящей среды к изоляции. Например, экран по жиле используется для того, чтобы гарантировать однородное электрическое поле на границе раздела между изоляцией и жилой, а также для предотвращения любой концентрации электрического поля, поскольку такая концентрация приведёт к созданию точек высокой напряжённости на границе раздела между жилой и изоляцией. Экраны по жиле и изоляции являются электропроводящими, поэтому они не являются ни проводником, ни изолятором.
Кроме того, наложение трёх слоёв изоляционной системы кабелей среднего напряжения следует производить одновременно при помощи специального оборудования, при этом сам экструдер полностью отличается от стандартных горизонтальных экструзионных линий, используемых для производства кабелей низкого напряжения. Для производства кабелей среднего напряжения используется наклонная линия непрерывной вулканизации (CCV line), включающая тройные экструзионные головки для одновременного экструдирования трёх слоёв (экрана по жиле, изоляции и экрана по изоляции). Такая сложность конструкции и процесса производства кабеля среднего напряжения отражается на тестировании, что делает испытания кабелей среднего напряжения более сложными, чем испытания кабелей низкого напряжения.
Применяются не только более высокие напряжения, но для кабелей среднего напряжения должны быть также проведены дополнительные испытания, такие как испытание на частичный разряд (PD), измерение тангенса дельта, испытание циклическим нагревом, испытание импульсным напряжением и испытание на прилегание экранов при испытании на температуру короткого замыкания. Эти испытания не обязательны для кабелей низкого напряжения.
Частичный разряд является измеряемым показателем развития дефектов изоляции в силовых кабелях из-за наличия внутренних слабых точек в изоляции кабелей среднего напряжения, таких как пустоты, трещины или загрязняющие частицы. В стандартах на кабели среднего напряжения максимальный обнаруженный уровень частичных разрядов в изоляции кабеля среднего напряжения во время типовых испытаний, составляющий 5 пК (пикокулонов) или больше, считается приемлемым, и кабель проходит испытание.
Соответственно, испытание на частичный разряд является исключительно важным для проверки качества изоляции кабелей среднего напряжения.
Измерение тангенса дельта. Тангенс дельта (δ) известен как угол диэлектрических потерь или коэффициент рассеяния. Это испытание используется для определения качества кабельной изоляции. Измеренное значение должно быть низким и не превышать указанные в стандартах значения при указанных напряжении или температуре. Это испытание можно проводить повторно на кабелях для того, чтобы оценить ожидаемый срок службы и планировать или прогнозировать циклы технического обслуживания или замены.
Испытание на циклический нагрев является ключевым испытанием для оценки того, как готовый кабель выдерживает тепловую нагрузку в течение всего срока службы кабеля. Это испытание моделирует реальные сценарии эксплуатации, при которых кабель будет подвергаться нагреву (когда кабель находится в эксплуатации) и охлаждению (когда нагрузка отключается по любой причине) в течение срока эксплуатации кабеля. Это выполняется путём индукционного нагрева: проводник нагревается до более высоких температур, чем номинальная / установленная температура, которая обычно составляет 90°C. Кабель должен выдерживать 20 циклов (каждый цикл включает нагрев и естественное охлаждение), а после оценки результатов испытания испытываемый образец должен быть подвергнут ещё одному испытанию на частичный разряд.
Импульсное испытание: так как кабель является частью электрической сети, он должен выдерживать короткие одиночные импульсы грозового разряда; следовательно, импульсное испытание имеет решающее значение для кабелей среднего напряжения. При импульсном испытании прилагаемое напряжение увеличивается. Для этого испытания BASECпредусматривает приложение высокого напряжения, уровни которого достигают 194 кВ для 33-кВ кабеля, и это испытание следует проводить при температуре от 95°C до 100°C, что означает необходимость предварительного нагрева кабеля и стабильность этой температуры в течение двух часов до и на протяжении всего испытания. Для оценки результатов испытания испытываемый образец должен быть подвергнут испытанию напряжением промышленной частоты.
В некоторых стандартах предусмотрено испытание на плотность сцепления/прилегания экранов при температуре короткого замыкания, поскольку кабель может подвергаться условиям короткого замыкания, при которых температура может достигать 250°C. Кабель должен выдерживать эти условия, даже если они продолжаются в течение нескольких секунд. Это испытание позволяет оценить, соответствует ли величина частичного разряда требованиям стандарта после приложения тока короткого замыкания в течение трёх секунд, когда выполняется последующее испытание на частичный разряд, а также определить, не произошло ли ухудшения эксплуатационных характеристик изоляционной системы в результате воздействия температуры короткого замыкания.
Роль независимой третьей стороны и аккредитованного органа, организаций по сертификации и комплексному тестированию, таких как BASEC, состоит в гарантии того, что поддерживается требуемый уровень качества, а условия проведения испытаний соответствуют требованиям стандарта, и все критически важные параметры были протестированы.
Очевидно, что все упомянутые испытания имеют решающее значение, а эксплуатационные характеристики кабеля тестируются с помощью независимой системы постоянного наблюдения, которая постоянно проверяет соответствие кабеля для гарантии того, что качество не снизилось со времени первого комплекса начальных типовых испытаний, и не только в какой-то один момент времени, как обычно бывает в отчёте одного типового испытания. Все эти критически важные параметры должны тщательно соблюдаться и регулярно проверяться для обеспечения соответствия требованиям и поддержания требуемого уровня качества. Кроме того, необходимо тестировать те же материалы в качестве первого испытываемого образца, что является стандартным требованием для подтверждения результатов выполненных типовых испытаний третьей стороной, такой как BASEC, в ходе регулярных заводских аудитов, включая цепочку поставок и производственные отчёты, для гарантии использования одобренных материалов.
Аналогичным образом, британская службаBASECпроводит экспертизу материалов, используя термогравиметрический анализ (TGA) и анализ с помощью инфракрасной спектроскопии на основе преобразования Фурье (FTIR), что является единственным способом подтверждения соответствия материалов стандартным требованиям и гарантии того, что кабели были испытаны и одобрены к применению. Если полагаться на заявление производителя об использовании одного и того же материала, уровень качества кабелей может оказаться под угрозой, что повлияет на безопасность, качество и эксплуатационные характеристики всего проекта.
BASECрегулярно отбирает больше образцов, чем другие органы сертификации для обеспечения регулярного повторного тестирования кабелей. В ходе проводимогоBASECаудитаобразцы отбираются независимым образом и отправляются в лабораторию BASECдля проведения испытаний. Такое постоянное тестирование выявляет отклонения от соответствующих стандартов и предоставляет производителю регулярные возможности для подтверждения соответствия своих кабелей. После того как производитель получает одобрение продукта для кабеля, он может нанести маркировку качества BASEC Quality Mark. При размещении на рынке это даёт всем акционерам и заинтересованным сторонам (коммунальным предприятиям, консультантам, подрядчикам и т.д.) уверенность в неизменном качестве и соответствии используемых одобренных кабелей.
Британская службаBASEC инвестировала 1,7 миллионов фунтов стерлингов в новую современную лабораторию в Дубае для тестирования кабелей низкого и среднего напряжения, для того чтобы нарастить испытательные мощности, технологии и глобальный охват. Инвестиции в лабораторию значительно расширяют предложение услуг BASEC. Первая специализированная лаборатория для тестирования кабелей на Ближнем Востоке и в Африке будет охватывать рынки Ближнего Востока, Африки, Индии и Азии.
Вы видите часть этого материала
Зарегистрируйтесь или войдите
После этого вы сможете оформить подписку в личном кабинете и получить полный доступ к другим закрытым материалам
Я уже подписчик
Месяц
2500 ₽
81 ₽ в день
Год
11 998 ₽
33 ₽ в день