1. Princípio de trabalho: ressonância em série
Em umCircuito ressonante em série, oReatância indutiva (XL)de um reator de alta tensão e oReatância capacitiva (XC)do cabo em teste se cancelam:
Solução de frequência:
Na ressonância:
OA tensão de teste é maximizadaatravés do cabo com entrada mínima de energia .
O sistema age como uma magnífica de tensão .
A energia reativa circula, apenaspequena potência ativaé extraído do suprimento .
2. Componentes do sistema -chave (detalhado)
| Componente | Função | Notas -chave |
|---|---|---|
| Fonte de alimentação de frequência variável (VFPS) | Fornece energia na frequência sintonizada (20-300 Hz) | Frequentemente inversor de estado sólido; Controle preciso da frequência de saída |
| Transformador de excitação | Aumenta a baixa tensão da VFPS | O isolamento deve suportar a saída lateral da HV |
| Reator HV (indutor) | Forms ressonância LC com objeto de teste | Deve ser variável ou modular para lidar com diferentes capacitâncias |
| Objeto de teste (cabo) | Fornece a capacitância de teste | Cabos longos=alta capacitância, normalmente 0,1-5 µf |
| Divisor de HV | Mede a tensão de saída com precisão | Divisor capacitivo ou resistivo; calibrado |
| Sistema de controle e proteção | Monitora a operação, registra dados, viagens sobre falhas | Inclui alarmes de sobretensão, sobrecorrente e limiar de pd |
3. Configurações do sistema
A. Sistema de contêiner modular
Montado em caminhão ou recipiente
Usado para teste de campo de linhas de energia HV de longa distância (e . g . 220 kv, 400kv)
Pode testar os cabos de 1 a 10 km
B. Sistema móvel baseado em skid
Compacto para aplicações de média tensão
Facilmente transportado por reboque ou coleta
Resumo mais baixo: 50–150 kV
4. Processo de teste típico
| Etapa | Descrição |
|---|---|
| 1. Preparação | Meça o comprimento do cabo, capacitância, rescisão de verificação, escudo do solo |
| 2. ajuste de ressonância | Ajuste a frequência até que a tensão máxima apareça no cabo |
| 3. Ramp-up de tensão | Aumente a tensão para o nível de teste (geralmente 1,7-2,0 × u₀ de cabo) |
| 4. Mergulhar período | Mantenha a tensão de teste completa por 15 a 60 minutos |
| 5. monitoramento | Monitore a tensão, corrente, DP (opcional), temperatura |
| 6. descarga | Descarregar corretamente o cabo antes do teste de encerramento |
5. Diretrizes de dimensionamento do sistema
Para selecionar o sistema correto, calcule oCapacitância de cargaeRequisitos de teste:
A . estimativa de capacitância do cabo:
B . Power de teste necessário:
V: Tensão de teste (RMS)
F: Frequência (Hz)
C: Capacitância total (µF)
Q: Poder reativo (KVA)
C . Exemplo:
Cabo: 5 km, XLPE, classe 220KV
Capacitância: 0,25 µf/km × 5=1.25 µf
Tensão de teste: 1,7 × √2 × 127 kV ≈ 305 kV (pico)
Frequência: 50 Hz
Q =2 π × 50 × (305 × 103) 2 × 1,25 × 10−6≈36mvarq=2 \\ pi × 50 × (305 × 10^3)^2 × 1,25 × 10^-6}}}} Mvarq =2 π × 50 × (305 × 103) 2 × 1,25 × 10−6≈36mvar
O sistema ressonante deve apoiar issopoder reativoNa tensão desejada .
6. Opções avançadas
Análise de descarga parcial integrada (PD)
Detectar defeitos antecipados de isolamento
Medição de Tan δ (fator de dissipação)
Análise de envelhecimento de isolamento
Controle remoto e integração SCADA
Para testes automatizados, manutenção de registros e relatórios em nuvem
Filtro HV (supressão harmônica)
Evite distúrbios da EMI durante a ajuste ressonante
7. Padrões e critérios de aprovação
| Padrão | Nível de tensão | Duração do teste | Critérios de aprovação |
|---|---|---|---|
| IEC 60840 | 30-150kV | 1h a 2 × u₀ | Sem quebra |
| IEC 62067 | 150-500kV | 1h a 2 × u₀ | Sem quebra |
| IEEE 400.4 | Todos | Normalmente 30-60 min | PD opcional <5 pc |
8. Aplicações
Teste de aceitação de fábrica (FAT) e teste de aceitação do local (SAT)
Comissionamento de longas linhas de transmissão de energia subterrânea
Teste de bainha de cabo HVDC (AT)
Verificação do cabo submarino
Teste de seção de circuito de cabo cruzado
9. Comparação: ressonante CA versus outros métodos
| Recurso | Ressonante CA. | Transformador de teste CA. | Teste VLF | Teste DC |
|---|---|---|---|---|
| Adequado para cabos longos | ✅ | ❌ (muito volumoso) | ✅ | ❌ (prejudicial para XLPE) |
| Energia necessária | Baixo (ressonante) | Alto | Muito baixo | Baixo |
| Medição de Pd | ✅ | ✅ | Limitado | ❌ |
| Peso/Portabilidade | Médio | Alto | Luz | Luz |
| Use no cabo XLPE | ✅ | ✅ | ✅ | ❌ |