케이블 길이 및 정전 용량에 따른 VLF 테스터 선택

케이블 길이와 정전용량에 따른 VLF 테스터 선택

대부분의 VLF 문의는 "15kV 케이블용 세트가 필요합니다."와 같이 시작됩니다. 전압 등급은 쉬운 질문이며 테스트를 실행할지 여부를 결정하는 질문이 아닙니다. 300m 길이의 15kV 피더와 6km 길이의 15kV 피더는 동일한 테스트가 아닙니다. 이 둘을 구분하는 것은 정전용량이며, 정전용량은 길이에서 나옵니다.

이 글은 길이, 정전용량, VLF 세트가 부담해야 하는 부하 간의 관계를 설명하고, 두 가지 예제를 풀어본 다음, 숫자만으로는 알 수 없는 내용을 다룹니다. 이것은 제품 카탈로그가 아니라 크기 조정에 대한 참고 자료입니다.

전압 등급은 테스트 전압이 얼마나 높아야 하는지를 알려줍니다. 길이는 세트가 거기에 도달하기 위해 얼마나 많은 전하를 이동시켜야 하는지, 따라서 선택한 주파수에서 얼마나 많은 전류를 전달해야 하는지를 알려줍니다. 400m 길이의 케이블에서 35kV에 도달하는 세트는 동일한 케이블 5km에서도 전류 제한에 먼저 도달하기 때문에 동일한 전압에 도달하지 못할 수 있습니다.

이것이 동일한 전압 등급의 두 기기가 현장에서 매우 다르게 작동할 수 있는 이유이며, 전면 패널의 킬로볼트 수치보다 정전용량 수치가 더 중요한 이유입니다.

따라서 크기 조정에는 하나의 입력이 아닌 다섯 가지 입력이 있습니다. 필요한 테스트 전압, 세트의 출력 전류 및 부하 용량, 사용 가능한 주파수 단계, 케이블의 실제 정전용량, 전압, 지속 시간 및 주파수를 제어하는 테스트 절차입니다. 길이는 마지막 두 가지를 연결하는 입력입니다.

정전 용량 부하의 경우, 테스트 주파수 f에서의 전류는 다음과 같습니다.

여기서 I는 전류, C는 테스트 중인 케이블의 정전용량(모든 상 및 액세서리 포함), U는 실제로 적용된 테스트 전압, f는 테스트 주파수입니다. 일관된 단위를 사용하십시오. C를 μF로, U를 kV로 하면 2πf의 승수를 사용하여 I를 mA로 얻을 수 있습니다.

따라서 주파수별 승수는 다음과 같습니다.

이 관계에는 네 가지 조건이 적용되며, 이 조건들은 공식 자체보다 더 중요합니다.

• 정상 상태, 사인파 출력. 이 표현은 정상 상태의 정전 용량 전류를 설명합니다. 부스트 단계, 방전 또는 고장 시의 과도 동작을 설명하지는 않습니다.
• 정전 용량은 일정하다고 간주됩니다. 정전 용량은 전압과 온도에 따라 약간씩 변합니다. 크기 조정 목적으로 데이터 시트 값이 적절하지만, 한계적인 경우에는 그렇지 않습니다.
• 피크와 RMS는 상호 교환할 수 없습니다. 표준에서는 일반적으로 테스트 전압을 RMS 값으로 표시하는 반면, VLF 세트는 종종 피크 볼트 및 피크 밀리암페어로 등급이 매겨집니다. √2를 사용하여 변환하는 것은 사인파에만 유효합니다. VLF 출력은 거의 사인파에 가깝도록 설계되었지만, 변환은 가정하는 대신 세트 자체의 사양 및 사용 중인 표준 버전에 대해 확인해야 합니다.

마지막 요점은 다른 어떤 것보다 더 많은 크기 조정 오류를 유발합니다. "30mA" 세트와 "42kV RMS" 테스트는 둘 다 동일한 방식으로 표현된 후에야 비교할 수 있습니다.

상당 정전 용량은 다음과 같습니다.

여기서 c는 케이블 제조업체의 데이터 시트에서 제공하는 킬로미터당 상당 정전 용량이고, L은 경로 길이입니다. 첫 번째 추정치로만, XLPE 케이블은 일반적으로 10-15kV 삼심 구조의 경우 상당 0.2-0.35 μF/km 범위에 속하고, 35kV 단심 구조의 경우 상당 0.15-0.25 μF/km 범위에 속합니다. 종이 절연 납 피복 구조는 일반적으로 더 높지만, 차이는 개별 케이블에 따라 다릅니다. 이 범위는 단지 지표일 뿐입니다. 구조, 도체 크기 및 절연 두께가 모두 수치를 변경하므로 설계 값으로 취급해서는 안 됩니다. 실제 케이블의 데이터 시트가 우선합니다.

실제로는 세 가지 보정이 잊혀집니다.

• 병렬 상. 함께 테스트되는 세 개의 상은 하나의 상의 정전 용량의 세 배를 전달하고 세 배의 전류를 끌어옵니다.
• 액세서리. 조인트, 종단 및 끝단에 감겨 있는 긴 예비 케이블은 모두 정전 용량을 추가하며, 예비 케이블은 보통 아무도 계산하지 않는 항목입니다.
• 측정이 추정보다 낫습니다. 테스트 중에는 전압과 전류가 표시됩니다. C는 동일한 관계에서 역산하여 기록으로 보관할 수 있습니다. 몇 번의 정전 기간 동안 이는 일반적인 킬로미터당 수치보다 더 신뢰할 수 있으며, 다음 크기 조정 결정을 사소하게 만듭니다.

아래의 테스트 전압은 산술을 명확하게 하기 위해 사용된 가정입니다. 권장 사항은 아닙니다. 실제 테스트 전압, 지속 시간 및 적용되는 주파수는 작업하는 표준 버전 또는 유틸리티 사양에서 가져오십시오.

예제 A — 10kV 케이블, 26kV RMS 테스트 전압, 0.1Hz

26kV RMS에서 해당 피크 값은 약 36.8kV이므로, 마이크로파라드당 전류는 약 0.628 * 36.8 ≈ 23mA입니다.

예제 B — 35kV 케이블, 42kV RMS 테스트 전압, 0.1Hz

42kV RMS에서 피크는 약 59.4kV이며, 마이크로파라드당 약 37mA를 제공합니다.

30mA 피크 정격 세트와 비교하면, 실질적인 메시지는 간결합니다. 0.1Hz에서 약 5km의 10kV 케이블 또는 4km의 35kV 케이블이 전류 제한에 도달하는 지점입니다. 0.05Hz로 이동하면 전류가 절반으로 줄어들어 도달 가능한 길이가 두 배가 됩니다.

이것이 크기 조정 논리의 핵심입니다. 정전 용량 부하에서 사용 가능한 주파수 범위는 전압 등급만큼 사양의 일부입니다. 고전압 소스는 케이블과 함께 증가하지 않습니다. 적용 가능한 테스트 절차가 허용하고 장비가 지원하는 경우 주파수가 대신 감소합니다.

크기 조정은 필요하지만 충분하지는 않습니다. 공식 외부에 있는 다섯 가지 사항이 정기적으로 세트의 사용 가능 여부를 결정합니다.

무게 및 접근성. 고전압 세트는 하나 이상의 장치로 구성됩니다. 80kV급 기기는 두 개의 부스터를 직렬로 연결하고 별도의 컨트롤러로 구성될 수 있지만, 낮은 등급은 하나의 부스터만 필요합니다. 케이블이 좁은 계단이 있는 지하실 스위치룸에 있다면, 취급 계획은 마이크로파라드만큼 중요합니다.

현장 공급. 이 세트는 약 220V, 50Hz의 단상 주 전원 공급 장치에서 작동하며, 110V/60Hz 변형도 사용할 수 있습니다. 발전기에서 공급 장치는 세트의 입력 사양 내에 있어야 하며 안정적으로 유지되어야 합니다. 불안정한 공급은 부스트 과정에 영향을 미치기 때문입니다.

매우 작은 표본. 긴 피더의 반대 문제입니다. 매우 작은 정전 용량 이하에서는 출력 파형이 저하되며, 일반적인 해결책은 작은 커패시터를 병렬로 연결하여 깨끗한 파형을 복원하는 것입니다. 짧은 공장 리드와 짧은 모터 권선이 일반적인 경우입니다.

테스트 지속 시간 및 정전 기간. 지속 시간과 전압 단계는 기기가 아닌 따르는 절차에 의해 설정됩니다. 0.1Hz에서의 동일한 테스트보다 0.02Hz에서의 테스트가 긴 피더에서 훨씬 더 오래 회로를 차지하므로, 정전 기간을 예약하기 전에 둘 다 확인하십시오.

케이블 상태. 젖거나 오래되거나 이전에 고장난 케이블은 테스트 전압을 전혀 견디지 못할 수 있습니다. 회로가 이미 고장난 경우, 시퀀스는 일반적으로 고장 위치 확인 후 내전압 시험으로 시작합니다. 이것은 기기가 아닌 자산에 대한 결정이며, 세트를 주문하기 전에 테스트 계획에 포함되어야 합니다.

• 1.테스트 일정의 모든 회로를 나열하십시오: 전압 등급, 구조, 경로 길이, 킬로미터당 정전 용량, 상을 함께 또는 별도로 테스트할지 여부.
• 2.각각을 상당 정전 용량으로 변환하십시오. 액세서리 및 예비 케이블을 포함합니다.
• 3.적용 가능한 절차에서 테스트 전압, 지속 시간 및 주파수를 가져옵니다.
• 4.해당 주파수에서의 전류를 세트의 정격과 동일한 단위로 계산하고, 카탈로그 정전 용량 수치만 비교하지 말고 세트의 출력 전류와 비교하십시오.
• 5.물리적 제약 조건을 확인하십시오: 장치 수, 무게, 접근 경로, 공급 품질, 회로가 서비스 중단되는 기간.

4단계에서 한계를 초과하는 경우, 먼저 절차에서 더 낮은 주파수 단계를 허용하는지, 그리고 세트가 해당 전압에서 해당 단계를 지원하는지 확인하십시오. 주파수는 표준, 사양 또는 장비 조건이 허용하는 경우에만 줄일 수 있습니다. 그렇지 않으면 더 큰 부하 용량을 가진 세트가 올바른 답변입니다.

전압 등급, 케이블 구조, 경로 길이, 상당 정전 용량, 그리고 적용하려는 가장 높은 테스트 전압. 이 다섯 가지 중 네 가지는 케이블 데이터 시트에 있고, 다섯 번째는 테스트 절차에 있습니다. 이러한 수치를 통해 공급업체는 전압 등급을 확인하고, 하나 또는 두 개의 부스터가 필요한지, 그리고 어떤 주파수 단계를 사용하여 전체 일정을 커버할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 단순히 전압 등급으로 견적을 내고 피더가 짧기를 바라는 대신 말입니다.

케이블 길이가 정전 용량을 결정하고, 정전 용량이 전류를 결정하며, 주어진 주파수에서의 전류가 특정 세트가 테스트를 완료할 수 있는지 여부를 결정합니다. 전압 등급은 목표만 설정합니다. 이 순서가 명확해지면 대부분의 크기 조정 불일치는 해결됩니다. 질문은 "몇 킬로볼트인가"에서 "어떤 회로에서 어떤 주파수에서 몇 밀리암페어인가"로 바뀝니다.

XZH TEST는 고정 주파수 및 자동 주파수 스윕 구성을 포함한 다양한 전압 및 부하 등급의 VLF AC hipot 세트를 제작하며, 특정 테스트 일정에 대해 구성을 확인할 수 있습니다.케이블 목록, 상당 정전 용량 및 테스트 전압이 있다면 구매 주문이 발행되기 전에 적합성을 확인할 수 있습니다.