“Nâng cấp” cáp cao su 35kV/ EPR nhờ chất lỏng nano

cáp-cao-su-epr-35kv

CableCure / XL và CableCure / LT được sản xuất dựa trên silicone và được phát triển bởi UTILX Corporation và Dow Corning Corporation.

  • CableCure / XL là hỗn hợp của khoảng 69% phenylmethyldimethoxysilane và khoảng 30% trimethylmethoxysilan, và một lượng nhỏ thuốc nhuộm cùng chất xúc tác titanat.
  • CableCure / LT (tại thời điểm viết báo cáo này được gọi là CableCURE / HP) là một hỗn hợp của xấp xỉ 99% dimethyldimethoxysilan, một lượng thuốc nhuộm và chất xúc tác titanat.

2 dạng chất lỏng này đã được sử dụng thành công để nâng cấp cáp cách điện XLPE điện áp định mức tới 35 kV, nhưng trong bài viết này sẽ báo cáo kết quả ứng dụng với cáp ngầm trung thế 35kV, cách điện bằng cao su EPR.

“Sức mạnh” của cáp sau khi được nâng cấp thể hiện qua: Cường độ điện môi được cải thiện, tạo ra độ bền đánh thủng điện AC cao hơn.

1. Điều kiện nâng cấp và lão hóa

a. Cách điện EPR màu hồng

Các điều kiện nâng cấp và lão hóa được chọn cho cáp cách điện bằng cao su EPR màu hồng được trình bày trong bảng sau:

Điều kiện lão hóaChất lỏngThời gian và áp suấtĐược bao quanh bởiNhiệt độ
1CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 1440h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
2CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 240h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.Nước55°C (nhiệt độ không đổi)
3Khí Ni-tơ khô24h ở 200 cm3/min, tiếp tục ở 75 cm3/min sau đóNướcMôi trường
4CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 240h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.Nước55°C (Chu kỳ nhiệt tới 55°C với dòng điện qua ruột dẫn trong 8 tiếng mỗi ngày)
5CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 24h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
6CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 2880h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
7CableCure/XL24h ở 20psig và theo dõi 1440h sau đó. Ở 5psig và 0 psig sau đó.Không khíMôi trường

b. Cách điện EPR màu đen

Các điều kiện nâng cấp và lão hóa được chọn cho cáp EPR màu đen được trình bày trong bảng sau. Một phần của các điều kiện lão hóa đối với EPR màu đen khá giống với các điều kiện của EPR màu hồng. Áp suất nâng cấp và lão hóa hoặc lưu lượng khí được cho trong bảng. Một số áp lực lên chất lỏng nâng cấp được áp dụng trong thời gian ngắn hơn vì chất lỏng xuất hiện để thấm vào lớp cách điện với tốc độ nhanh hơn.

Điều kiện lão hóaChất lỏngThời gian và áp suấtĐược bao quanh bởiNhiệt độ
1CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
2CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.Nước55°C
3Khí Ni-tơ khô24h ở 600 cm3/min, tiếp tục ở 150 cm3/min sau đóNướcMôi trường
4CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.Nước55°C (Chu kỳ nhiệt tới 55°C với dòng điện qua ruột dẫn trong 8 tiếng mỗi ngày)
5CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
6CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.NướcMôi trường
7CableCure/XL24h ở 20psig và 0 psig sau đó.Không khíMôi trường

2. Các bài kiểm tra sau nâng cấp

Thử nghiệm điện cách nhau 4 tháng, 12 tháng sau khi nâng cấp cáp, bao gồm thử nghiệm điện áp A.C và đánh thủng điện áp xung, hệ số tiêu tán và điện trở suất thể tích của lớp cách điện và lớp màn chắn ruột dẫn. Thử nghiệm tước màn chắn cách điện cũng được tiến hành. Các bài kiểm tra nói chung là phù hợp với Thông số kỹ thuật AEIC hiện hành.

a. Thử nghiệm đánh thủng A.C

Chỉ ở điều kiện 2, ban đầu có một sự gia tăng đáng kể về độ bền điện môi; tuy nhiên sau 8 tháng lão hóa, sự cải thiện đã bị mất đi một phần vì ở nhiệt độ cao hơn, nước xâm nhập lại vào vật liệu cách điện với tốc độ nhanh hơn.

Ở cáp cao su EPR hồng

điện-áp-đánh-thủng-a.c-cáp-epr-hồng
điện-áp-đánh-thủng-a.c-cáp-epr-hồng

Ở điều kiện 3, phương pháp xả khí khô cho thấy lợi thế của việc tăng tốc độ dòng chảy từ 75 lên 150 cm3 /,min. Phương pháp này rất hiệu quả vì hơi ẩm liên tục được xả ra khỏi cáp. Cần lưu ý rằng bao quanh cáp liên tục bằng nước trong phòng thí nghiệm môi trường là một điều kiện gia tốc, đặc biệt là khi ruột dẫn được duy trì theo chu kỳ đến 55°C.

Ở cáp cao su EPR đen

điện-áp-đánh-thủng-a.c-cáp-epr-đen
điện-áp-đánh-thủng-a.c-cáp-epr-đen

b. Thử nghiệm điện áp xung

Kết quả của các thử nghiệm đánh thủng điện áp xung trên cáp cách điện EPR trong bảng sau. Các thử nghiệm này chỉ được thực hiện trên một cáp có tuổi sử dụng Điều kiện 1 CableCure / XL, tiêm trong một ngày, ở 20 psi; tiếp theo là 60 ngày ở 5 psi và 0 psi sau đó. Đã có sự gia tăng đáng kể cường độ đánh thủng điện áp xung.

Thử-nghiệm-điện-áp-xung
Thử-nghiệm-điện-áp-xung-cáp-cao-su-EPR

c. Hệ số tiêu tán

Hệ số tiêu tán được đo ở điện áp danh định của cáp cách điện EPR màu hồng và đen, được tóm tắt trong bảng sau. Kết quả chỉ ra rằng không có ảnh hưởng đáng kể nào của việc tiêm CableCure / XL và sự lão hóa tiếp theo đối với hệ số tản nhiệt của cáp.

Cần lưu ý rằng:

  • a) cáp được xả bằng khí nitơ (Điều kiện 3) có giá trị thấp nhất hệ số tiêu tán và
  • b) thời gian điều áp với CableCure / XL càng lâu (Điều kiện 6) nghĩa là, hệ số tiêu tán càng cao.
Hệ số tiêu tán cáp cao su epr
Hệ số tiêu tán cáp cao su epr

d. Điện trở suất của màn chắn bán dẫn

Kết quả điện trở suất thể tích trên cáp cách điện màu hồng và màu đen cũng cho kết quả tương tự. Kết quả chỉ ra rằng không có tác dụng đáng kể của việc tiêm của CableCure / XL và sự lão hóa tiếp theo về điện trở suất thể tích của ruột dẫn và các màn chắn bán dẫn cũng như màn chắn cách điện.

Khoảng thay đổi đo được của điện trở suất thể tích là không ảnh hưởng đến hoạt động thích hợp của dây cáp. Thông số kỹ thuật ngành cho phép khối lượng điện trở suất cao tới 1000 ohm-m; tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy rằng các giá trị thậm chí cao hơn hoàn toàn chấp nhận được.

e. Tước màn chắn cách điện

Kết quả của các thử nghiệm đối với cáp EPR màu hồng nằm trong phạm vi bình thường của AEIC quy định và không cho thấy sự thay đổi liên kết giữa màn chắn cách điện và vật liệu cách điện.

Dường như có một số thay đổi hạn chế về độ bền liên kết đối với màn chắn cách điện ở mẫu cáp cao su EPR đen. Thử nghiệm được thực hiện trên cáp sau khi nâng cấp và lão hóa EPR, tuy nhiên, không có mẫu nào được ghi nhận và các giá trị nằm trong phạm vi bình thường của Yêu cầu kỹ thuật AEIC.

Theo B. Bernstein  7/2002

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

.
.