Seleccionar un probador VLF basado en la longitud y capacitancia del cable

Selección de un probador VLF basado en la longitud y la capacidad del cable

La mayoría de las consultas de VLF se abren de la misma manera: "Necesito un conjunto para un cable de 15 kV". La clase de voltaje es la pregunta fácil, y no es la que decide si la prueba se ejecutará.uno de 300 m de largo y otro de seis kilómetros de largoLo que los separa es la capacidad, y obtienes la capacidad de la longitud.

Este artículo establece la relación entre la longitud, la capacitancia y la carga que un conjunto VLF tiene que soportar, analiza dos ejemplos y luego cubre lo que los números por sí solos no le dirán.Es una nota de tamaño, no un catálogo de productos.

La clase de voltaje le dice a qué altura debe ir el voltaje de prueba. La longitud le dice cuánta carga debe mover el conjunto para llegar allí, y por lo tanto, cuánta corriente debe entregar a la frecuencia elegida.Un conjunto que alcanza 35 kV en una cola de 400 m puede no ser capaz de alcanzar el mismo voltaje en cinco kilómetros del mismo cable, porque el límite actual se alcanza primero.

Es por esto que dos instrumentos con la misma tensión nominal pueden comportarse de manera muy diferente en el campo, y por qué la cifra de capacitancia importa más que la cifra de kilovolt en el panel frontal.

Por lo tanto, el dimensionamiento tiene cinco entradas, no una: el voltaje de ensayo requerido, la corriente de salida y la capacidad de carga del conjunto, los pasos de frecuencia disponibles, la capacidad real del cable,y el procedimiento de ensayo que rige el voltaje, duración y frecuencia. La longitud es la entrada que une las dos últimas.

Para una carga capacitiva, la corriente a la frecuencia de ensayo f es:

Donde I es la corriente, C es la capacitancia del cable bajo prueba (todas las fases y accesorios incluidos), U es el voltaje de prueba realmente aplicado y f es la frecuencia de prueba.C en μF y U en kV dan I en mA con un multiplicador de 2πf.

El multiplicador por frecuencia es, por lo tanto:

Cuatro condiciones se aplican a esta relación, y son más importantes que la fórmula en sí:

• Estado estacionario, salida sinusoidal.La expresión describe la corriente capacitiva en estado estacionario, pero no describe la fase de impulso, la descarga o el comportamiento transitorio en el momento de la ruptura.
• Capacidad tratada como constante.La capacidad varía ligeramente con el voltaje y la temperatura.
• Pico y RMS no son intercambiables.Los estándares suelen expresar el voltaje de prueba como un valor RMS, mientras que los conjuntos VLF se clasifican con frecuencia en voltios de pico y miliamperios de pico.Las salidas de VLF están destinadas a ser casi sinusoidales., pero la conversión debe confirmarse con respecto a la propia especificación del conjunto y a la edición estándar en uso en lugar de suponerla.

Este último punto causa más errores de dimensionamiento que cualquier otro: un conjunto de "30 mA" y un ensayo de "42 kV RMS" solo se vuelven comparables cuando ambos se expresan de la misma manera.

La capacidad del cable por fase es:

donde c es la capacitancia por fase por kilómetro de la hoja de datos del fabricante del cable, y L es la longitud de la ruta.35 μF/km por fase para las construcciones de tres núcleos de 1015 kV y 0Las construcciones aisladas de papel y cubiertas de plomo son generalmente más altas, aunque la diferencia depende del cable individual.Estos rangos son sólo indicativosEl valor de la estructura, el tamaño del conductor y el grosor del aislamiento cambian la cifra, por lo que no deben tratarse como valores de diseño.

Tres correcciones se olvidan en la práctica:

• Las fases paralelas.Tres fases probadas juntas llevan tres veces la capacitancia de una fase, y absorben tres veces la corriente.
• Accesorios.Las juntas, terminaciones y largas colas de cable de repuesto enrolladas en el extremo opuesto añaden capacidad, y el cable de repuesto es generalmente el elemento que nadie cuenta.
• La medición es mejor que la estimación.Durante el ensayo, se muestran el voltaje y la corriente.A lo largo de unos pocos cortes esto es más confiable que cualquier cifra genérica por kilómetro, y hace que la próxima decisión de tamaño sea trivial.

Los voltajes de prueba a continuación son suposiciones utilizadas para hacer visible la aritmética.su duración y la frecuencia con la que se aplica a partir de la edición estándar o especificación de utilidad en la que trabaja.

Ejemplo A: cable de 10 kV, voltaje de ensayo RMS de 26 kV, 0,1 Hz

A 26 kV RMS el valor de pico correspondiente es de aproximadamente 36.8 kV, por lo que la corriente por microfarad es aproximadamente 0.628 * 36.8 ≈ 23 mA.

Ejemplo B: cable de 35 kV, voltaje de ensayo RMS de 42 kV, 0,1 Hz

A 42 kV RMS el pico es de unos 59,4 kV, dando aproximadamente 37 mA por microfarad.

Si se lee en relación con un máximo de 30 mA, el mensaje práctico es compacto: a 0,1 Hz,Aproximadamente cinco kilómetros de cable de 10 kV o cuatro kilómetros de cable de 35 kV es donde el límite de corriente llega y se mueve a 0.05 Hz reduce a la mitad la corriente, duplicando la longitud alcanzable.

Ese es el núcleo de la lógica de dimensionamiento:en una carga capacitiva, el rango de frecuencias utilizables forma parte de la especificación tanto como la tensión nominal.La fuente de alta tensión no crece con el cable ̇ la frecuencia disminuye en su lugar, siempre que el procedimiento de ensayo aplicable lo permita y el equipo lo permita.

El tamaño es necesario y no suficiente. Cinco cosas están fuera de la fórmula y deciden regularmente si un conjunto es utilizable:

Peso y acceso.Los conjuntos de alto voltaje se construyen a partir de más de una unidad. Un instrumento de la clase 80 kV puede llegar como dos potenciadores conectados en serie más un controlador separado, mientras que las clasificaciones más bajas solo necesitan un potenciador.Si el cable está en un sótano con una escalera estrecha, el plan de manejo es tan importante como los microfarads.

Suministro de campo.Estos conjuntos funcionan con una fuente de alimentación de red monofásica de aproximadamente 220 V a 50 Hz, con variantes de 110 V / 60 Hz disponibles.el suministro debe estar dentro de la especificación de entrada del conjunto y mantenerse estable, porque un suministro inestable afecta el proceso de impulso.

Especímenes muy pequeños.El problema opuesto a un alimentador largo: por debajo de una capacidad muy pequeña la forma de onda de salida se deteriora, y el remedio habitual es un pequeño condensador conectado en paralelo para restaurar una onda limpia.Los cables cortos de fábrica y los devanados cortos del motor son los casos comunes.

Duración del ensayo y ventana de interrupción.La duración y el paso de voltaje son establecidos por el procedimiento que sigue, no por el instrumento.El ensayo de 02 Hz en un alimentador largo ocupa el circuito durante mucho más tiempo que el mismo ensayo a 0.1 Hz.

Condición del cable.Un cable mojado, viejo o previamente defectuoso puede no sobrevivir al voltaje de prueba en absoluto.ubicación del fallo antes del ensayo de resistenciaEsa es una decisión sobre el activo, no sobre el instrumento, y pertenece en el plan de prueba antes de que el conjunto sea ordenado.

• 1.Enumere cada circuito en el programa de ensayo: clase de voltaje, construcción, longitud de la ruta, capacidad por kilómetro y si las fases se ensayarán juntas o por separado.
• 2.Convertir cada uno a capacidad por fase, incluidos los accesorios y cualquier cable de repuesto.
• 3.Se tomará el voltaje, la duración y la frecuencia de ensayo del procedimiento aplicable.
• 4.Calcular la corriente a esa frecuencia, en las mismas unidades que la clasificación del conjunto, y comparar con la corriente de salida del conjunto, no sólo con una cifra de capacidad de catálogo.
• 5.Compruebe las limitaciones físicas: número de unidades, peso, ruta de acceso, calidad del suministro y cuánto tiempo estará fuera de servicio el circuito.

Si el paso 4 le pone sobre el límite, primero compruebe si su procedimiento permite un paso de frecuencia más baja y si el conjunto soporta ese paso en el voltaje requerido.La frecuencia sólo puede reducirse cuando el estándar, las especificaciones o las condiciones del equipo lo permiten; de lo contrario, una serie con mayor capacidad de carga es la respuesta correcta.

Clase de voltaje, construcción del cable, longitud de la ruta, capacidad por fase, y el voltaje de prueba más alto que se pretende aplicar.El quinto está en su procedimiento de pruebaCon esos números un proveedor puede confirmar la tensión nominal, si se necesitan uno o dos refuerzos,y que los pasos de frecuencia cubrirá todo el programa en lugar de cotizar en la clase de voltaje y esperar que los alimentadores son cortos.

La longitud del cable decide la capacidad, la capacidad decide la corriente, y la corriente a una frecuencia dada decide si un conjunto particular puede completar la prueba.Una vez que esa orden esté claraEn la actualidad, la mayoría de los desacuerdos de dimensionamiento se resuelven por sí solos: la pregunta deja de ser "cuántos kilovoltios" y se convierte en "cuántos miliamperios a qué frecuencia, en qué circuitos".

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