POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Laboratorium techniki wysokich napięć.

Ćwiczenie nr 14.

Temat: Badanie kabla wysokiego napięcia.

Wykonali: Ocena:

1.Mariusz Gierej

2.Tomasz Gucma

3.Piotr Trybuchowicz

1. Cel ćwiczenia.

Zadaniem wykonujących ćwiczenie 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.

2. 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.

3. Wykonanie ćwiczenia

3.1. Oględziny zewnętrzne i identyfikacja rodzajów kabli.

KABEL1

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 25 mm2, przekrój żyły powrotnej 18 mm2. Napięcie robocze 3,6/6 kV. Oznaczenie kabla nr1:

YAKY 3,6/6kV 3 x 25/18 mm2

KABEL 2

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 6 kV. Oznaczenie kabla nr2:

FtA 6kV 3 x 10 mm2

KABEL3

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 8 m. Przekrój żyły roboczej 50 mm2, żyły powrotnej 25 mm2. Napięcie robocze 6 kV. Oznaczenie kabla nr 3:

YHKGYFty 6kV 3 x 50/25 mm2

3.2. Warunki atmosferyczne.

wilgotność =28%

temperatura t=21.2oC=294.3K

ciśnienie b=761 mmHg

wilgotność bezwzględna w stanie nasycenia wn=20,6

współczynnik kw=f(w)=1,03 dla w=*wn=0.28*20,6=5.77

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

a) układ pomiarowy

b) tabela pomiarów

Kabel	Lp.	Pętla zwarcia żyły	R	Rśr	Rśr 20oC	Ocena
-	-	-	m	m	m/km	-
1	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	27,3 27.6 25,2 ciągła	26,7	1388,4	Kabel ten spełnia wymagania normy
2	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	102 101 105 ciągła	102,67	1708,4	Kabel ten spełnia wymagania normy
3	1 2 3 4	R-S S-T R-T R-powłoka	12.8 12.6 10,1 ciągła	11,8	613,6	Kabel ten spełnia wymagania normy

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.

c) przykład obliczeń:

Rśr 20oC= 1000Rśr /{[1+ (t-20oC)]*l}

Al=0.004

Cu=0.00393

Rśr 20oC=1000*26,7/{[1+0.004(21,4-20)]*8}=26700/{[1+0.004*1,4]*8}=

1388,4 m/km

Podczas badania ciągłości powłoki i pancerza nie stwierdzono uszkodzeń.

Natomiast badanie zgodności faz przyniosło niezadowalające wyniki. W kablu 1 kolejność faz na końcu kabla przy początkowej kolejności RST była następująca: SRT, kablu 2 TSR, a kablu 3 TRS.

3.4. Pomiar rezystancji izolacji żył kabla.

a) układ pomiarowy

b) 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	10000 9750 10000	79.05 77.08 79.05	50	spełnia
2	R-STZ S-RTZ T-RSZ	3000 2625 3500	74.11 64.85 86.46	50	spełnia
3	R-STZ S-RTZ T-RSZ	9750 8750 7250	77.08 69.17 57.31	50	spełnia

c) przykład obliczeń:

R'iz =Riz*l /{[1+ (t-20oC)]*1000}

R'iz=10000*8/{[1+0.004(21,4-20oC)]*1000}=

=80 000/(1.012*1000)=80 000/1012=79.05 M/km

3.5. Sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej izolacji kabla.

Badanie wykonujemy aparatem ABK-70.

a) układ pomiarowy

b) obliczenie napięcia probierczego

Up=0.75*2.5(1.5Un+2.5) [kV]

Up=0.75*2.5(1.5*6+2.5) = 1.875(9+2.5)=1.875*11.5=21.56 kV

c) tabela pomiarów

Żyła	I6		I10		I10min/km			I10max/I10min			Ocena
						zmierzone	dopuszczalne
-		A		A		A/km	A/km		-	-
R S T		18 15 11		18 15 11		97.6	100		1.56	spełnia wymagania

d) przykład obliczeń

I10min/km=1000+800+640)/25=2440/25=97.6 

I10max/I10min<2

4. Wnioski końcowe.

Obserwując wyniki uzyskane podczas poszczególnych badań maj --> [Author:TAB] ących stwierdzic przydatność kabla do eksploatacji zauważamy, że zakończyły się one rezultatem zadowalającym. Biorąc od początku widzimy, że rezystancje pętli zwarcia poszczególnych żył są zgodne z wymaganiami norm. Podobnie jest w przypadku pomiaru rezystancji izolacji badanych kabli, które są zdecydowanie większe od 50 M przewidzianych w normach.

We wszystkich przypadkach brak jest zgodności faz między początkami i końcami kabli. Prądy upływu mierzyliśmy tylko dla jednego kabla. Wynik pomiarów okazał się zgodny z normami.

W ćwiczeniu całkowicie zgodne i dobre wyniki dały próby ciągłości żył, powłoki i pancerza.

Analizując powyższe wyniki widać, że aby wykorzystac badane kable energetyczne do eksploatacji należałoby zapewnić zgodność faz między początkami i końcami kabli, gdyż w warunkach rzeczywistych, a nie laboratoryjnych, załączenie napięcia roboczego na kabel byłoby niewskazane.

---