Łatwe testowanie HIPOT

Jak przeprowadzić badanie wytrzymałości napięciowej rozdzielnic z izolacją gazową stosunkowo niewielkim nakładem pracy?

Stacje elektroenergetyczne coraz częściej projektuje się lub rozbudowuje się z uwzględnieniem rozdzielnic z izolacją gazową.Za rozdzielnicami z izolacją gazową przemawia wiele argumentów, np. lepsza ochrona komponentów systemu przed procesami starzenia, zanieczyszczeniem lub korozją. Związane z tym mniejsze zapotrzebowanie na serwisowanie komponentów i dłuższy czas eksploatacji przekładają się na niższe koszty operacyjne w dłuższej perspektywie. Jednak bardzo często najważniejszym powodem jest ograniczone miejsce instalacji rozdzielnicy. Rozdzielnica z izolacją gazową wymaga ułamka przestrzeni, jakiej potrzebuje system z izolacją powietrzną. Wszędzie tam, gdzie wolna przestrzeń jest bardzo droga lub po prostu niedostępna w wystarczających ilościach — np. w miastach, na platformach czy pod ziemią — rozdzielnice z izolacją gazową są często jedyną opcją.

Badanie HIPOT lub test wysokiego potencjału to badanie przeprowadzane w celu sprawdzenia wytrzymałości napięciowej izolacji rozdzielnicy.

Obowiązująca norma IEC 62271-203 określa je mianem badania napięcia o częstotliwości sieci. W czasie badania rozdzielnica z izolacją gazową musi być w pełni zamontowana i napełniona gazem o znamionowej gęstości. Jeżeli rozdzielnica jest uzupełniona o nowe elementy, wówczas także i je należy poddać badaniu dielektrycznemu w miejscu instalacji. Wynik badania jest pozytywny, jeśli izolacja wykazuje odporność na napięcie przez 60 sekund przy częstotliwościach testowych od 10 do 300 Hz.

Test wytrzymałości napięciowej — niezbędne informacje

Ile wynosi wartość napięcia testowego?

Z reguły wymogi badania napięcia są dostosowane do zaleceń normy IEC 62271-203, lecz mogą być przedmiotem negocjacji między klientem a wykonawcą. Zazwyczaj napięcie badawcze stosowane na miejscu jest stopniowo zwiększane do maksymalnego poziomu wynoszącego 80% napięcia badawczego stosowanego podczas badania typu w zakładzie produkcyjnym. W rezultacie napięcie cały czas przekracza wartość znamionową. Przykładowo: maksymalne lokalne napięcie wytrzymywane dla rozdzielnic o napięciu znamionowym 123 kV wynosi 200 kV.
Uwaga: pomiary wyładowań niezupełnych można przeprowadzić w tym samym cyklu testowym. Po wykonaniu cyklu z maksymalnym napięciem wytrzymywanym wartość napięcia testowego zostaje obniżona do stosowanego poziomu (148 kV dla rozdzielnic o napięciu znamionowym 123 kV).

Kiedy przeprowadza się badania HIPOT?

Przed oddaniem do eksploatacji rozdzielnicy z izolacją gazową, w ramach testu napięciowego (obowiązkowo)
Po rozbudowie systemu (obowiązkowo)
Po aktywacji systemów monitorowania wyładowań niezupełnych oraz pomiarach eksploatacyjnych
W celu ustalenia stanu izolacji w systemach starszego typu, po pomiarach eksploatacyjnych

Jakie inne badania są przeprowadzane równolegle?

W większości przypadków pomiar wyładowań niezupełnych (PD) odbywa się w trakcie badania HIPOT, ponieważ źródło wysokiego napięcia jest już na miejscu, a izolacja rozdzielnicy musi być poddana obciążeniu elektrycznemu generowanemu przez wysokie napięcie tylko raz. Pomiar wyładowań niezupełnych może dostarczyć dodatkowych informacji diagnostycznych oraz, w razie pogorszenia izolacji, ostrzega osoby przeprowadzające badanie przed dalszym zwiększaniem napięcia.

Jakie są wyzwania związane z konwencjonalnymi badaniami HIPOT?

Badanie wytrzymałości napięciowej konwencjonalnymi metodami wymaga zastosowania dużych elementów testowych, które są często trudne w obsłudze z uwagi na ograniczoną przestrzeń wokół rozdzielnicy z izolacją gazową. Dodatkowo te bardzo ciężkie elementy, takie jak transformator SF6 z kondensatorem sprzęgającym, generują duże koszty transportu.

Jak przygotować rozdzielnicę do badania przy częstotliwości rezonansowej?

Badanie przy częstotliwości rezonansowej wymaga przekładnika napięciowego (VT) ze wzmocnionym uzwojeniem niskiego napięcia (PowerVT) zamontowanym w rozdzielnicy. Podczas normalnej eksploatacji jako przekładnika napięciowego można użyć zamontowanego na stałe PowerVT. Nieco wyższe koszty PowerVT amortyzują się zazwyczaj w trakcie zaledwie jednego dodatkowego pomiaru, gdyż eliminowane są koszty transportu i wykorzystania transformatora testowego. Jednak PowerVT można podłączyć do rozdzielnicy tylko na czas badania (należy uwzględnić wystarczający czas chłodzenia pomiędzy seriami badania w celu uniknięcia uszkodzenia PowerVT).

Ile odcinków można zmierzyć testerem CPC 100 i CP RC2?

System badawczy musi kompensować pojemność rozdzielnicy na potrzeby podania wysokiego napięcia za pośrednictwem PowerVT. Im więcej odcinków, tym większa pojemność wymagająca kompensacji.

Znając pojemność odcinków oraz wskaźnik nominalny PowerVT, można określić wymaganą generowaną moc.
Gdyby moc jednego zestawu CPC i RC2 była niewystarczająca, w celu podwojenia mocy można użyć drugiego zestawu CPC i CP RC2.