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Os cabos de energia são frequentemente usados como linhas de entrada (ou saída) de energia para usinas de energia, subestações e empresas industriais e de mineração, e são amplamente utilizados em redes de energia urbanas e rurais. Hoje em dia, o isolamento-de polietileno reticulado é mais utilizado. Devido à grande capacidade do equipamento testado, alguns locais ainda usam o método de teste de tensão suportável de corrente contínua para os itens de teste de cabos de energia isolados de polietileno reticulado (doravante denominados cabos-reticulados) antes da operação. Nos últimos anos, muitas instituições de pesquisa, tanto nacionais como internacionais, demonstraram que os testes de corrente contínua podem causar vários graus de danos aos cabos de polietileno reticulados.
Questões importantes em testes de tensão suportável
Um princípio geral da tecnologia de teste de alta-tensão é que a intensidade do campo da tensão de teste aplicada à amostra deve simular as condições operacionais de aparelhos elétricos-de alta tensão. A conclusão de aprovação ou reprovação no teste de alta-tensão deve representar se os pontos fracos no equipamento elétrico de alta-tensão representam uma ameaça à operação futura. Isto significa que o mecanismo de falha no experimento deve ter o mesmo processo físico que o mecanismo em operação elétrica. De acordo com este princípio, os problemas de realização de testes de tensão suportável CC em cabos{7}reticulados manifestam-se principalmente nos seguintes aspectos:
1) Sob tensão de corrente contínua, a intensidade do campo elétrico é distribuída de acordo com a resistividade, e o material na camada de isolamento do-cabo de polietileno reticulado contém muitos componentes e sua distribuição de resistividade é desigual. Ao mesmo tempo, a resistividade é muito afetada por fatores como a temperatura. Portanto, sob tensão de corrente contínua, a distribuição do campo elétrico na camada de isolamento do cabo de polietileno reticulado-é irregular, o que pode resultar em campos elétricos fortes em algumas partes da camada de isolamento e campos elétricos fracos em outras, levando à quebra local do isolamento e acidentes durante a operação.
2) Os cabos geram um efeito de “memória” sob tensão de corrente contínua, armazenando e acumulando cargas residuais unipolares. Uma vez que há uma "memória" causada pelo teste de tensão suportável CC, leva muito tempo para liberar essa tensão CC. Se o cabo for colocado em operação antes que a carga CC residual seja totalmente liberada, a tensão CC será sobreposta ao pico da tensão de frequência de energia, fazendo com que o valor da tensão no cabo exceda em muito sua tensão nominal, o que pode levar à quebra do isolamento do cabo.
3) O teste de tensão suportável CC de cabos de polietileno reticulado-mostra que, devido ao efeito da carga espacial, a intensidade real do campo elétrico no isolamento pode atingir mais de dez vezes a intensidade do campo elétrico de trabalho do isolamento do cabo. Portanto, mesmo que o cabo passe no teste de tensão suportável CC sem quebra, ele ainda causará sérios danos ao isolamento.
4) A distribuição da intensidade do campo elétrico de tensão CC aplicada no teste de tensão suportável CC é diferente daquela da intensidade do campo elétrico de tensão CA durante a operação. O teste de tensão suportável CC não pode simular a sobretensão a que o cabo está sujeito sob condições operacionais e não pode detectar com eficácia defeitos no próprio cabo, nas juntas do cabo e na tecnologia de construção. Nos últimos anos, devido à construção e renovação de redes elétricas urbanas e rurais, tem havido um número crescente de cabos-reticulados. O cabo só é colocado em operação após o teste de tensão suportável CC, e também há casos de quebra do cabo ou da cabeça do cabo ocorrendo sob tensão de operação. Portanto, é imperativo substituir o teste de tensão suportável CC original por um teste de tensão suportável não CC para evitar danos ao cabo causados pelo teste CC e garantir a operação segura e confiável do cabo.
Método de teste de resistência de tensão
Existem vários métodos principais para testes de tensão suportável não CC, incluindo:
1) O teste de tensão de oscilação é conduzido carregando com uma fonte de alimentação CC e descarregando um resistor em série e uma reatância através de um intervalo de esfera de descarga para obter uma tensão de oscilação amortecida. Este método é mais eficaz que o método de teste de tensão suportável CC, mas ainda não tão eficaz quanto o teste de frequência de energia.
2) Teste de tensão suportável de baixa frequência (0,1 Hz). Devido à grande capacitância do cabo{3}reticulado que está sendo testado e à grande capacidade do transformador de teste necessário para testes de frequência de energia, o equipamento de teste é volumoso e não adequado para uso-no local. Usando 0,1 Hz como fonte de alimentação de teste, teoricamente a capacidade do transformador de teste pode ser reduzida para 1/500, reduzindo bastante o peso do transformador de teste. O transformador de teste pode ser movido para o local para teste. Atualmente, este método é aplicado principalmente ao teste de cabos de média e baixa tensão. Devido ao baixo nível de tensão, ele não pode ser usado para testar cabos de alta-tensão de 66 kV e superiores.
3) Teste de resistência à tensão ressonante. O sistema de teste de ressonância do tipo indutância ajustável pode atender aos requisitos de tensão suportável, mas devido ao seu grande peso e baixa mobilidade, é usado principalmente em laboratórios. O método de teste de ressonância de conversão de frequência pode atender aos requisitos de resistência de tensão de cabos reticulados-de alta{3}}tensão e tem as características de peso leve e boa mobilidade, tornando-o adequado para testes-no local.