Politechnika Lubelska	Laboratorium TWN
w Lublinie	Ćwiczenie nr 14
Wykonali:		Semestr:	Grupa:	Rok akademicki: 2003/2004
Temat ćwiczenia: Badanie kabla wysokiego napięcia.			Data wykonania ćwiczenia:	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i typami kabli wysokiego napięcia oraz sposobami jego rozpoznawania na podstawie oględzin zewnętrznych. Następnie należy zbadać kabel pod względem jego przydatności do eksploatacji. Przy okazji tych badań należy zapoznać się z aparaturą potrzebną do badania kabli energetycznych.

1. Wprowadzenie teoretyczne.

Badanie kabli energetycznych jest sprawą skomplikowaną i czasochłonną. Czynność ta dzieli się na badania własności fizycznych i chemicznych oraz elektrycznych. Cały zestaw badań nosi nazwę próby typu. Takie badania przeprowadza się jedynie dla nowych kabli wprowadzanych do produkcji. W praktyce wykonuje się próbę wyrobu która wymaga wykonania następujących badań (wg PN-63/E -90250):

- sprawdzenie budowy,

- sprawdzenie rezystancji żył i rezystancji izolacji,

- sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej,

- pomiar współczynnika stratności dielektrycznej.

Natomiast przy przyjmowaniu do eksploatacji nowo zbudowanych lub modernizowanych linii kablowych należy wykonać następujące badania (wg PN-67/E-05125):

- sprawdzenie kabli, osprzętu i mat. pomocniczych,

- sprawdzenie linii po ułożeniu w ziemi przed zasypaniem,

- sprawdzenie ciągłości żył, powłok metalowych oraz sprawdzenie zgodności faz.

Podczas pomiarów należy zmierzyć temperaturę otoczenia, a następnie uzyskane wyniki przeliczyć na temperaturę 20oC i uzyskane wielkości przyrównać do wartości z tablic jakim powinien odpowiadać kabel.

W trakcie ćwiczenia wykonujemy kolejno pomiary pozwalające określić przydatność kabla do eksploatacji.

2. Wykonanie ćwiczenia:

2.1. Oględziny zewnętrzne i identyfikacja rodzajów kabli.

KABEL1: YAKY Un=3,6/6kV 3 x 25/18mm2 l=8m

Kabel z żyłami roboczymi aluminiowymi, ekran pojedynczy z taśmy miedzianej, o polu promieniowym, w izolacji polwinitowej, w powłoce polwinitowej. Długość kabla 8 m. Przekrój żyły roboczej 25mm2, przekrój żyły powrotnej 18 mm2. Napięcie robocze 3,6/6kV.

KABEL 2: YHKGYFty Un=6kV 3 x 50/25 mm2 l=9m

Kabel energetyczny z żyłami roboczymi miedzianymi w ekranie indywidualnym o polu promieniowym, górniczy, w izolacji polwinitowej, w powłoce polwinitowej, opancerzony taśmami stalowymi, w osłonie polwinitowej. Długość 9m. Przekrój żyły roboczej 50 mm2, żyły powrotnej 25 mm2. Napięcie robocze 6kV.

KABEL3: KFtA Un=6kV 3 x 10 mm2 l=25m

Kabel z żyłami roboczymi miedzianymi, ekran z taśmy ołowianej, izolacja żył z papieru nasyconego, wypełnienie ze sznurków papierowych, powłoka z papieru smołowanego, osłona z juty asfaltowej, pancerz z taśm stalowych, osłona zewnętrzna z juty asfaltowej posypanej wapnem. Długość kabla 25m. Przekrój żyły roboczej 10 mm2. Napięcie robocze 6kV.

2.2. Warunki atmosferyczne:

wilgotność 29%

temperatura t=295K

ciśnienie b= 752mmHg

2.3. Pomiar rezystancji pętli zwarcia żył kabla i sprawdzenie ciągłości powłoki, pancerza oraz zgodności faz.

Układ pomiarowy:

Tabela pomiarów:

Kabel	Lp.	Pętla zwarcia żyły	R	Rśr	Rśr 20oC	Rśr 20oC wg PN	Ocena
-	-	-	m	m	/km	/km	-
1	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	25 26 24,3 27	12,55	1,555	1,22	Kabel nie spełnia wymagań normy bo: Rśr20oC>1,22 /km
2	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	10,5 10,6 12,5 90	5,6	0,615	0,373	Kabel nie spełnia wymagań normy bo: Rśr20oC>0,373 /km
3	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	130 100 136 190	61	2,42	---	Nie wiemy.

R - rezystancja pętli zmierzona,

Rśr - rezystancja wypadkowa z trzech pomiarów dla poszczególnych faz,

Rśr 20oC - rezystancja żył kabla przeliczona na 1 km długości i temperaturę 20oC.

Przykład obliczeń dla pomiaru 1:

Rsr 20oC= 1000Rsr /{[1+
(t-20oC)]*l}

Al=0.004

Cu=0.00393

Rsr 20oC=1000*12,55/{[1+0.004(22-20)]*8}=12550/{[1+0.004*2]*8}=1,555
/km

2.4. Pomiar rezystancji izolacji żył kabla.

Układ pomiarowy:

Tabela pomiarów:

Kabel	Układ izolacyjny	Riz	R'iz	Riz.dop wg PN	Ocena
-	-	M	M /km	M /km	-
1	R-STZ S-RTZ T-RSZ	15000 13750 15000	120 110 120	110	Spełnia
2	R-STZ S-RTZ T-RSZ	16250 16250 11500	146,25 146,25 103,5	80	Spełnia
3	R-STZ S-RTZ T-RSZ	4500 3500 4250	112,5 87,5 106,25	60	Spełnia

Przykład obliczeń dla pomiaru 1:

R'iz =Riz*l /1000=15000*8/1000=120 M
/km

2.5. Sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej izolacji kabla.

Badanie wykonujemy aparatem ABK-70.

Układ pomiarowy:

Obliczenie napięcia probierczego:

Up=0,75*2,5(1,5Un+2,5) [kV] dla Un=6kV

Up=0,75*2.5(1,5*6+2,5) = 1,875(9+2,5)=1,875*11,5=21,56 kV

Tabela pomiarów:

Kabel	Żyła	I6	I10		I10min/km			I10max/I10min	Ocena
						zmierzone	dopuszczalne
-	-	A		A		A	A	-	-
1	R S	12,5 36		12,5 36		12,5 36	100	2,88	Nie spełnia

Przykład obliczeń:

I10max/I10min=36/12,5=2,88>2

Do oznaczania kabli stosuje się następujące oznaczenia:

K - kabel o żyłach miedzianych o izolacji z papieru nasyconego olejem i powłoce ołowianej,

A - umieszczone przed K oznacza kabel z żyłami aluminiowymi, umieszczone na końcu

symbolu oznacza zewnętrzną osłonę z materiału włóknistego asfaltowanego,

Y - umieszczone przed K oznacza powłokę polwinitową, a po K - izolację polwinitową,

X - na zasadach takich jak Y oznacza powłokę lub izolację polietylenową,

AL - umieszczone przed K oznacza powłokę aluminiową,

Ft, Fp, Fo - pancerz ze stalowych taśm (t), drutów płaskich (p) lub drutów okrągłych (o),

y - umieszczone na końcu symbolu oznacza zewnętrzną wytłaczaną osłonę polwinitową,

k - jak wyżej bez osłon z taśm polwinitowych,

n - kabel z syciwem nie ściekającym,

H - umieszczone na początku symbolu oznacza kabel ekranowany,

3 - umieszczone przed literą H oznacza kabel trójpłaszczowy.

Klasyczny kabel energetyczny ma budowę zbliżoną do poniższego rysunku, gdzie:

1 - żyły przewodzące, 2 - izolacja żyły, 3 - taśma metalizowana, 4 - powłoka, 5 - osłona powłoki,

6 - pancerz, 7- osłona zewnętrzna, 8- wypełniacze.

Wnioski:

Podczas badania trzech różnych kabli wysokiego napięcia okazało się, że żaden z nich nie nadawał się do eksploatacji. Uzyskane wyniki podczas poszczególnych prób wykazały, że jedynie próba badania rezystancji izolacji żył kabli oraz próby ciągłości żył, powłoki i pancerza wypadły pomyślnie. Natomiast rezystancje pętli zwarcia poszczególnych żył były zbyt duże. Brak było również zgodności faz między początkami i końcami kabli. Prądy upływu mierzyliśmy tylko dla jednego kabla, a wynik pomiarów okazał się niezgodny z normami.

Analiza powyższych wyników daje jednoznaczny wynik: żaden z badanych kabli energetycznych nie nadaje się do eksploatacji, a w warunkach rzeczywistych załączenie napięcia roboczego do któregoś z kabli byłoby świadomym narażeniem zdrowia i życia przypadkowych ludzi, którzy mogliby się zetknąć z oddziaływaniem kabla.

---