Тестване на издръжливостта и издържаното напрежение на свързващите кабели

Тестът за издръжливост и издържано напрежение на свързващия кабел е ключовата връзка за оценка на неговите изолационни характеристики и дългосрочна надеждност. Специфичните технически точки са както следва:
1. Цел на теста
Оценка на издръжливостта
Открийте влошаването на производителността на кабела, след като е бил повлиян от фактори като електрическо поле, механично напрежение, корозия в околната среда, и т.н. в дългосрочна експлоатация, и прогнозирайте оставащия живот‌.
Проверка на производителността на издържано напрежение
Проверете дали кабелът може да поддържа здравината на изолацията при високо напрежение или условия на повреда, за да предотвратите аварии‌.

2. Основен метод на изпитване
‌Изпитване на AC издържано напрежение‌
Принцип: Приложете AC захранване, по-високо от номиналното напрежение (като например 1.5 пъти номиналното напрежение + 1kV), симулирайте действителното състояние на пренапрежение, и откриване на дефекти като частичен разряд и въздушна междина‌.
Оборудване: Устройство за серийно резонансно изпитване, делител на напрежението, микроамперметър, и т.н.
Процес: Бавно увеличете напрежението до целевата стойност (като 35kV кабел трябва да се увеличи до определената стойност и да се поддържа за 20 минути)‌.
Наблюдавайте тока на утечка и сигналите за частичен разряд, за да определите състоянието на изолацията‌.

‌Изпитване на постоянно напрежение (постепенно премахнат)‌
Използва се главно за тестване на историческо оборудване, но омрежените полиетиленови кабели сега се заменят предимно с AC тестове, тъй като DC може лесно да причини повреда на изолацията.

Разликата между AC издържано напрежение и DC издържано напрежение_CT, PT, VT тестване и високо напрежение

Приложение за високо напрежение:
Към кабела се прилага източник на високо напрежение, симулиране на екстремни условия за натоварване на изолацията.
Мониторинг на тока на утечка:
Тестът следи за ток на утечка. Ако кабелът се повреди, ще тече значителен ток, което показва повреда в изолацията.
Период от време:
Напрежението обикновено се прилага за определена продължителност, както е определено от съответните стандарти.

3. Ключово тестово оборудване и технология
Специализирано оборудване
Например, на “Устройство за изпитване на издържащо напрежение на гъвкав кабел с минерална изолация” на Dongjin, Юнан, използва цилиндри и сензори за натоварване, за да постигне прецизно изпитване на налягането, когато кабелът е опънат направо.

Гуанджоу Андиан “Осцилираща свръхнискочестотна издържана на напрежение и интегрирана тестова система за частичен разряд” комбинира многобройни алгоритми за обучение, за да оптимизира източника на възбуждане и едновременно пълно издържано напрежение, диелектрични загуби и откриване на частичен разряд.
Помощно оборудване
Генератор за високо напрежение, защитен резистор, разтоварващ прът, и т.н. за да се гарантира безопасността на теста и точността на данните.

Екраниран кабел:
Екранираните кабели могат да усложнят тестването поради увеличения капацитет между екрана и проводниците, особено с увеличена площ и дължина на кабела.
Работно напрежение:
Тестовото напрежение не трябва да надвишава напрежението от линия до линия на операционната система.
Материал и конструкция:
Видът на кабела, неговият изолационен материал, и конструкцията му може да повлияе на представянето му в теста.

4. Спецификации на тестовия процес
Подготовка преди теста
Проверете външния вид на кабела и уплътнението на съединенията, за да потвърдите, че няма повреда или замърсяване.

Калибрирайте параметрите на оборудването (като ниво на напрежение, диапазон), и постави предупредителни знаци за безопасност.
Контрол по време на теста
Увеличете напрежението на етапи и запишете тока на утечка, за да наблюдавате необичайни явления на разреждане. За многожилни кабели, съпротивлението на изолацията на всяко ядро ​​спрямо други ядра и външната обвивка трябва да се тества отделно.
Обработка след теста
След като напрежението се намали до нула, той е напълно разреден и съпротивлението на изолацията се тества отново, за да се потвърди, че няма влошаване на производителността‌.

V. Анализ на резултатите и приложение ‌Квалифицирана преценка‌: Токът на утечка е стабилен и не надвишава прага, и сигналът за частичен разряд е нормален‌.
Местоположение на дефекта: Анализирайте слабите точки или местата на повреда на изолацията чрез импулсни сигнали за частичен разряд‌.
Решение за издръжка: Разработете план за превантивна поддръжка въз основа на параметрите на диелектричните загуби и данните за издържаното напрежение‌.

Чрез горните систематични тестове, надеждността на кабелите при екстремни работни условия може да бъде изчерпателно оценена, осигуряване на гаранция за безопасна работа на енергийните системи‌.

8 видове кабели за високо напрежение и методи за откриване

Като основно мрежово тяло на автомобилни вериги, клемният кабел все още играе незаменима роля в електрическата система на автомобила.
Автомобилни Свързващи кабели са разпределени в различни ъгли на автомобила. Според основната структура, може да бъде разделен на кабелен сноп на кабината, кабелен сноп на шасито и кабелен сноп на двигателя.
Сред тях, коланът на вратата в кабината работи при многократно разширяване и свиване за дълго време;
• Кабелният сноп на шасито работи при висока и ниска температура и потопена в кал среда за дълго време;
• Окабеляването на двигателя работи в среда с висока температура и високо съдържание на масло през повечето време, и трябва да понесе въздействието на преходния ток в момента на стартиране на двигателя.
Ако кабелният сноп на автомобила не може да се адаптира за работа в тези екстремни среди, неизбежно ще доведе до пожар, късо съединение, корозия и стареене, и т.н., което пряко ще повлияе на безопасността на движение на автомобила и ще доведе до злополуки. За да се гарантира безопасността на автомобилите, изпитването и проверката на автомобилните кабелни снопове е особено важно. Инженерът на кабелните снопове в тази статия представя главно изследването на характеристиките на издръжливост и методите за изпитване на падане на контактното напрежение на кабелните снопове.
Основните стандарти за автомобилни кабелни снопове включват QCn29005-1990 „Класификация на качеството на автомобилни кабелни снопове за ниско напрежение“; QCn29009-1991 „Технически условия за конектори за автомобилни кабели“; QC/T29106-2014 „Технически условия за автомобилни кабелни снопове“.
По отношение на тестването на кабелния сноп, Китай основно следва стандарта QC/T29106-2014. Въпреки това, този набор от стандарти има много недостатъци при изпитването на електрически характеристики:
За изпитване за падане на контактното напрежение при изпитване на електрически характеристики, методът, споменат в стандарта, не е приложим при действително изпитване, тъй като този метод изисква много оборудване за изпитване и трябва да се измерва след термично равновесие. Що се отнася до теста за характеристиките на издръжливостта, не се споменава в стандарта.
С цел недостатъците на тези два тестови елемента от стандартния тест за ефективност на CLP. Въз основа на QC/T 29106-2014 стандарт, тази статия предлага нови методи за изпитване на характеристиките на издръжливост и изпитване на падане на контактното напрежение, и провежда експериментална проверка на тези два метода за изпитване.

1 Тест за издръжливост
Целта на теста за характеристиките на издръжливостта е главно да се гарантира, че температурата на проводниците не може да надвиши температурата на повреда, след като кабелният сноп за натоварване работи при пълно натоварване за определен период от време. И електрическо оборудване като предпазители, конектори, и релетата във веригата не трябва да са изгорени. В стандарта QC/T29106-2014 не се споменава тестване на характеристиките на издръжливостта.
Чрез справка със съответната литература, традиционните методи за изпитване на характеристиките на издръжливост са:
След въвеждане на ток на претоварване към тестовата верига за определен период от време, използвайте температурен сензор, за да измерите температурата на жицата. Преценете дали тестът е квалифициран, като наблюдавате температурата и външния вид на жицата.

Температурните сензори се използват при традиционното тестване на характеристиките на издръжливостта за измерване на температурата на проводника. Този метод може да отразява само температурата на определена точка на измерване на проводника, но не може да отразява температурата на целия проводник. Следователно, тази статия предлага метод за измерване на температурата на проводника с помощта на инфрачервен термичен образ. Този метод може интуитивно и бързо да наблюдава температурата на измерения кабелен сноп като цяло. Фигура 1 е схематична диаграма на теста за характеристиките на подобрената издръжливост на кабелния сноп. Формулата за изчисляване на тока на претоварване е:

(1) Във формулата: Io е токът на претоварване; K е коефициентът на тока на претоварване; IA е номиналният ток на предпазителя. Коефициентът на ток на претоварване K е свързан с вида на предпазителя: K за Jcase и Mega предпазители е 135%; за предпазители Midi и BF, K е 145%. Фигура 2 е термовизионна диаграма на теста за характеристиките на издръжливостта на кабелния сноп на електрическата кутия на определен модел превозно средство, и фигура 3 е диаграма на температурните тенденции на кабелния сноп. Предпазителят на веригата на кабелния сноп е a 20 Jcase предпазител, а токът на претоварване е:

Чрез тестване, беше установено, че максималната температура на проводниците в кабелния сноп на електрическата кутия не надвишава 98°C след преминаването на тока на претоварване за 30 минути, което е по-малко от температурата на повреда на проводниците от 105°C. Резултатите от теста показват, че кабелният сноп на електрическата кутия е преминал теста за характеристики на издръжливост. Този метод може ефективно да тества характеристиките на издръжливостта на кабелните снопове.

Температурата на телта T е свързана с калоричността на телта Q. Калоричността на телта Q се изчислява по формула (2):

(2) Във формулата: I е изчислената стойност на тока на проводника; R е изчислената стойност на съпротивлението на проводника; t е времето за захранване на проводника; ρ е съпротивлението на медта; l е дължината на жицата; s е площта на напречното сечение на жицата.

Параметри на проводниците 101, 102, и 108 в този тест са показани в табл 1. Въз основа на данните в табл 1, стойностите на I2R на проводниците 101, 102, и 108 са изчислени да бъдат 22.7, 293.6, и 317.3 съответно, това е, топлината, генерирана от проводниците, е Q108>Q102>Q101. Може да се заключи, че температурата на проводника T108>T102>T101 е в съответствие с температурната тенденция на проводника, измерена от термокамерата (Фигура 3).

2 Тест за падане на контактното напрежение на клемите на кабелния сноп
1. Директен метод на тестване
Стандартът QC/T29106-2014 определя метода за изпитване на спада на напрежението на контактите на клемите на кабелния сноп:
Първо, свържете веригата според схематичната диаграма (Фигура 4), потърсете Таблица 2 за определяне на изпитвателния ток, и след това пропуска постоянен ток през веригата. Когато разликата в показанията на температурата на пет последователни точки на измерване на температурата е по-малка от ±2°C, се достига състояние на термично равновесие. По това време, измерете напрежението между точка А и точка Б, точка А и точка С, точка C и точка D съответно. Падът на напрежението в зоната на кримпване на проводника се изчислява по формула (3):
(3) Във формулата: UAB е спадът на напрежението в зоната на кримпване на проводника; UAC е спадът на напрежението между точка на измерване A и точка C; UCD е спадът на напрежението между точката на измерване C и точката D. Съгласно изискванията на QC/T29106-2014, изчисленият спад на напрежението UAB не трябва да бъде по-голям от спада на напрежението, даден в табл 2.

Индиректен метод на изпитване
Същността на спада на напрежението при контакта на клемата на кабелния сноп е контактното съпротивление, генерирано, когато клемата и проводникът са гофрирани. Контактното съпротивление включва три части: устойчивост на свиване, съпротивление на проводника, и съпротивление на филмовия слой.
Следователно, тази статия предлага метод за индиректно измерване на спада на напрежението на клемния контакт на кабелния сноп – метод за измерване на съпротивлението. Този метод на изпитване е лесен за работа и може да се изпълни само с милиомметър с висока точност. В тази статия, измерването на съпротивлението на кабелния сноп използва тестер за ниско съпротивление TH2516B с точност до 1 mΩ. Фигура 5 е схематична диаграма на метода за косвено измерване. AB на фигурата е зоната на кримпване между проводника и клемата. По време на теста, контактното съпротивление на зоната на кримпване може да се изчисли по формула (4) чрез просто измерване на съпротивлението между AC и CD.

(4) Във формулата: RAB е контактното съпротивление на зоната на кримпване на проводника; RAC е съпротивлението между точка на измерване A и точка C; RCD е съпротивлението между точката на измерване C и точката D.

Въз основа на паданията на напрежението и изпитвателните токове, съответстващи на проводници с различни площи на напречното сечение, дадени в QC/T29106-2014, които са стойностите в табл 2, може да се изчисли контактното съпротивление на съответните точки на кримпване на различни проводници. както е показано в табл 3. Съгласно изискването на стандарта спадът на напрежението UAB да не е по-голям от спада на напрежението, даден в табл 2, контактното съпротивление на точката на кримпване, измерено и изчислено при този тест за индиректен метод на измерване, не трябва да бъде по-голямо от изискванията в таблица 3.

Таблица 4 показва резултатите от измерването на някои проводници на определен модел автомобил. Може да се види, че контактното съпротивление RAB на всички точки на кримпване на проводника е по-малко от стойността в таблицата 3, това е, спадът на напрежението между проводника и клемния контакт отговаря на изискванията на стандарт QC/T29106-2014. Резултатите от теста показват, че падането на контактното напрежение на кабелния сноп отговаря на изискванията, и този метод може ефективно да провежда изпитване на падане на контактното напрежение.

3 Заключение
Вземане на QC/T29106-2014 като тестов стандарт, предлага се нов метод за изпитване за справяне с недостатъците на стандартния метод за изпитване на електрически характеристики, и се правят следните изводи:
1) Традиционното тестване на характеристиките на издръжливостта използва температурни сензори за записване на температурата на кабелния сноп. Този метод може да измерва температурата само в определена точка на жицата. Използването на термовизионна камера за измерване на температурата на проводника, предложено в тази статия, може динамично и интуитивно да наблюдава температурата на цялата система от кабелни снопове, включително конекторите, жици, и електрическо оборудване, и може бързо да намери най-високата температурна точка, за да анализира характеристиките за издръжливост на кабелния сноп;
2) Традиционният тест за падане на контактното напрежение използва директен метод на измерване, което изисква много оборудване за изпитване и трябва да се извърши след подаване на постоянен ток, за да се постигне термично равновесие. Предложеният в тази статия метод за индиректно измерване на спада на контактното напрежение чрез измерване на контактното съпротивление изисква само милиомметър и не изисква изграждане на тестова верига. По-сбити и ефективни от традиционните методи.