Részletörés mérés kábel végelzárókon csatolókondenzátor nélkül

A modern XLPE szigetelésű nagyfeszültségű kábelek leggyakoribb meghibásodási forrása az illesztések illetve a végelzárók nem megfelelő összeszerelése. Az ilyen szerelési hibáknál a térerősség helyileg megnő és a levegő villamos szilárdságát meghaladva ún. részletörésekhez vezet. A szilárd polimer szigetelőanyagok különösen érzékenyek a részletörésekre és a hibaforrás rövid távon teljes átütéshez vezethet. Az energiahálózat ilyen kritikus elemeinek kiesése pedig tetemes anyagi kárt okozhat. Éppen ezért kerül manapság egyre inkább előtérbe a részletörés mérés, mint a nagyfeszültségű diagnosztika fontos része.

A tapasztalat azt mutatja, hogy a részletörések vizsgálatához szükséges csatolókondenzátor csatlakoztatása nem minden esetben lehetséges, különösképpen ha a végelzáró egy magas állványon vagy nehezen megközelíthető helyen található. Csatolókondenzátor nélküli esetben csupán a levegő szórt kapacitásain keresztül záródik az áramkör és így az IEC 60270-es szabvány előírásai nincsenek kielégítve, hiszen az elméleti megfontolások alapján megfelelő jel-zaj arány csupán nagyobb frekvenciákon lenne elérhető. A helyszíni mérések során viszont sikerült elfogadható érzékenységet elérni, miközben a háttérzaj 20 pC alatt maradt. Mindazonáltal bizonytalan volt, hogy ezen a módon a látszólagos töltés mekkora hibával mérhető.

A kutatás célja olyan gyakorlatorientált megállapításokat tenni, amelyeket a gyakorlatnak otthont adó szervezet a helyszíni munka során is tud alkalmazni. A munka első szakaszában egy kábel végelzáróról készített villamos modell alapján építettem fel egy digitális modellt Micro-Cap 9-et felhasználva. Ezt követően egy helyszíni mérés keretében lehetőség volt egy valós nagyfeszültségű végelzárón is méréseket végeznem. Ezen mérési eredmények alapján, illetve a villamos modellen szerzett tapasztalatok felhasználásával készítettem el a valós végelzáró digitális modelljét. A modellek validálását követően a modell felhasználásával különböző szimulációkat készítettem, amelyeknek célja a részletörés mérés érzékenységének vizsgálata volt. Szimuláltam a végelzáró geometria, illetve a mérési elrendezés hatását az érzékenységre, illetve megvizsgáltam az érzékenység növelésének módjait. A kutatás rámutat arra, hogy csatolókondenzátor nélkül a mérési hiba 50% is lehet, mivel a megszokott 5-10 MHz-es mérési tartományban egy valódi részletöréskor létrejövő nagyfrekvenciás jel kisebb erősítést kap, mint a kalibráló jel.

szerző

• 
  Lipták Szilárd
  energetikai mérnöki
  nappali alapszak

konzulens

• 
  Dr. Tamus Zoltán Ádám
  egyetemi docens, Villamos Energetika Tanszék

helyezés