Rozwój badań wyładowań niezupełnych w kablach elektroenergetycznych wysokiego napięcia w ramach prób poprodukcyjnych

• Autorzy: Florkowska Barbara , Florkowski Marek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.04.32

Warianty tytułu

EN

The characteristics of the partial discharge tests introduced in the subsequent stages of the production of power cables with insulation made of impregnated paper and polyethylene

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera charakterystykę badań wyładowań niezupełnych wprowadzanych w kolejnych etapach produkcji kabli elektroenergetycznych o izolacji z papieru nasyconego i polietylenu, na wszystkich poziomach napięć znamionowych tj. średnich, wysokich i najwyższych. Zwrócono uwagę na prace CIGRE w tej dziedzinie i działalność Konferencji Wielkich Sieci Elektrycznych, których efektem był pierwszy projekt programu badań poprodukcyjnych kabli wysokiego napięcia opisany w Przeglądzie Elektrotechnicznym nr 1 w 1931 roku. W dalszej części niniejszego artykułu opisano metody pomiaru wyładowań niezupełnych realizowane w systemach pomiarowych zapewniających przetwarzanie przebiegów impulsowych wyładowań do postaci obrazów fazowych. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych oddziaływania wyładowań niezupełnych na materiały izolacyjne, w tym identyfikacje procesów erozyjnych w źródłach wyładowań i skutki migracji ładunków elektrycznych na powierzchniach granicznych w układach izolacyjnych.

EN

The article contains the characteristics of the partial discharge tests introduced in the subsequent stages of the production of power cables with insulation made of impregnated paper and polyethylene, at all voltage levels, i.e. medium, high and ultra-high voltage. Attention was paid to the work of CIGRE in this field and the activity of the Conference of Large Electric Systems, the effect of which was the first draft program for postproduction testing of high-voltage cables, described in the article in the Przegląd Elektrotechniczny No. 1 in 1931. The methods of partial discharges measurement implemented in diagnostics systems ensuring the processing of discharge pulse waveforms to the form of phase-resolved images are described. The article also presents the results of laboratory tests of the effect of partial discharges on insulating materials, including the identification of erosion processes in discharge sources and the effects of electric charge migration on the boundary surfaces of insulating systems.

Słowa kluczowe

PL

kabel elektroenergetyczny; wyładowanie niezupełne; współczynnik strat dielektrycznych; wysokie napięcie

EN

power cable; partial discharge; loss factor; high voltage

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 4
• Strony: 154--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Florkowska Barbara

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-8452-5271

autor

Florkowski Marek

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki, al.Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-4539-1749

Bibliografia

• [1] Mazzanti, G., Issues and Challenges for HVDC Extruded Cable Systems, Energies, 2021, 14, 4504
• [2] Sun J., Du B., Li J., Li Z., Electrical tree degradation in high-voltage cable insulation: progress and challenges, IET High Voltage, 2020, 5, 353-364
• [3] Elfaraskoury A., Gouda O., Mokhtar M., Mehann M., Experience of partial discharge with IEC type testing and afterinstallation testing for extruded cables, CIGRE Conf., B1 – Insulated cables, 2014
• [4] Rakowska A., Linie kablowe najwyższych napięć prądu przemiennego, Przegląd Elektrotechniczny, 2008, 4, 39-45
• [5] Przegląd Elektrotechniczny nr 1, 1931, https://dbc.wroc.pl
• [6] Florkowska B., Florkowski M., Zydroń P., Pomiary i analiza wyładowań niezupełnych w układach izolacyjnych wysokiego napięcia przy narażeniach eksploatacyjnych, Przegląd Elektrotechniczny, 2010, 4, 241-244
• [7] Krüger M., Hummel R., Böhler S., Ufferhardt M., McGuigan A., Partial Discharge Measurement and Monitoring on High Voltage XLPE Cables, CIGRE, 2013
• [8] Rynkowski A., Kable i linie kablowe wysokich napięć – wytrzymałość elektryczna i prognozowanie żywotności, Wiadomości Elektrotechniczne, 2015, 83, 30-35
• [9] Florkowski M., Partial discharges in high-voltage insulating systems – mechanisms, processing, and analytics, ISBN 978-83-66364-75-2, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2020
• [10] Black R.M., The History of Electric Wires and Cables, ISBN-10-0863410014, 1983
• [11] Florkowska B., Włodek R., Florkowski M., Kuniewski M., Wysokie napięcie w elektroenergetyce – wybrane zagadnienia i obliczenia, ISBN 978-83-66364-35-6, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2020.
• [12] Foto:https://electra.cigre.org/312-october-2020/centennial-celebration/the-inter-war-years.html
• [13] Gemant A., Philippoff W., Die Funkenstreckemit Vorkondensator, Zeitschrift für Techn.Physik, 1932, 13, 425–430
• [14] Arman A.N., Starr A.T., The Measurement of Discharges in Dielectrics, Journal of Inst. of Electr.Eng., 1936, 79, 67–81
• [15] PN-76/E-90250 ”Kable elektroenergetyczne o izolacji papierowej i powłoce metalowej na napięcie znamionowe nie przekraczające 23/40kV. Ogólne wymagania i badania”
• [16] PN-E-90250:1976/Az3:1999 ”Kable elektroenergetyczne o izolacji papierowej i powłoce metalowej na napięcie znamionowe nie przekraczające 23/40 kV - Ogólne wymagania i badania”
• [17] PN-HD 621 S1:2003 ”Kable elektroenergetyczne średniego napięcia o izolacji papierowej przesyconej”
• [18] IEC 60270“High voltage test techniques – charge based measurement of partial discharges”
• [19] PN-E-90410:1994/Az1:1999”Kable elektroenergetyczne o izolacji z polietylenu usieciowanego na napięcie znamionowe od 3,6/6 kV do 18/30 kV -- Ogólne wymagania i badania”
• [20] IEC 60885-3:2015 ”Electrical test methods for electric cables - Part 3: Test methods for partial discharge measurements on lengths of extruded power cables”
• [21] IEC 62067“Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 150 kV up to 500 kV - Test methods and requirements”
• [22] Czaszejko T., Nowe wymagania dla badan kwalifikacyjnych i badan typu kabli energetycznych wysokiego napięcia, X Symp. Problemy eksploatacji układów izolacyjnych wysokiego napięcia, EUI’05, 2005
• [23] IEC 60840:2020 “Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kV up to 150 kV - Test methods and requirements”
• [24] Dakin T.W., Malinaric P.J., A capacitive bridge method formeasuring integrated corona charge transfer and power loss per cycle, Trans AIEE PAS, 1960, 79
• [25] Fruth B., Niemeyer L., Hassig M., Fuhr J., Dunz T., Phase Resolved Partial Discharge Measurements and Computer Aided Partial Discharge Analysis Performed on Different High Voltage Apparatus,6th Int. Symp. On High Voltage Eng., ISH89, New Orleans, USA, 1988
• [26] IEEE Standard 400.3 “IEEE Guide for partial discharge testing of shielded power cable systems in a field environment”
• [27] CIGRÉ Technical Brochure No. 182, ”Partial discharge detection in installed HV extruded cable systems”, WG 21.16, 2001
• [28] CIGRÉ Technical Brochure No. 366, ”Guide for electrical partial discharge measurements in compliance to IEC 60270”, WG D1.33, 2008
• [29] CIGRÉ Technical Brochure No. 728, “On-site partial discharge assessment of HV and EHV cable systems”, WG B1.28, 2018.
• [30] Pan C., Wu K., Chen G., Florkowski M., Lv Z., Tang J., Understanding Partial Discharge Behavior from the Memory Effect Induced by Residual Charges: A Review, IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insul., 2020, 27, 1936-1950
• [31] FlorkowskiM., Florkowska B., Kuniewski M., Zydroń P., Mapping of discharge channels in void creating effective partial discharge area, IEEE Trans. Dielect. Electr. Insul., 2018, 25, 2220-2228
• [32] Pan C., Wu K., Meng Y., Cheng Y., Tang J., The effect of discharge area variation on stochastic characters of PD magnitude, IEEE Trans. Diel.Electr. Insul., 2017, 24, 217- 226
• [33] Florkowski M., Forkowska B., Rybak A., Zydron P., Migration effects at conductor / XLPE interface subjected to partial discharges at different electrical stresses, IEEE Trans. on Diel. and Electr. Insul., 2015, 22, 456–462

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).