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Come scegliere le apparecchiature di collaudo dei cavi in base alla capacità dei cavi

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Come scegliere le apparecchiature di collaudo dei cavi in base alla capacità dei cavi

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Nei test di consegna e nei test preventivi dei cavi di alimentazione, la capacità del cavo è il parametro fondamentale che determina la scelta delle apparecchiature di prova. Un cavo in polietilene reticolato da 10 kV ha una capacità compresa tra circa 0,2 e 0,3 μF per chilometro. All'aumentare della lunghezza della linea, aumenta anche il valore della capacità, il che pone requisiti completamente diversi in termini di capacità e capacità di regolazione della frequenza delle apparecchiature di prova. La serie di soluzioni tecniche e pratiche ingegneristiche recentemente pubblicate da Wuhan UHV Power Technology Co., Ltd. ha illustrato al settore la logica di selezione basata sui condensatori.

Perché la capacità è la prima variabile da considerare nella scelta
I cavi sono essenzialmente carichi capacitivi tipici. Maggiore è la capacità, maggiore è la corrente capacitiva richiesta a parità di tensione di prova, e l’apparecchiatura di prova deve fornire una capacità di erogazione di corrente sufficiente per completare l’innalzamento di tensione. Il motivo per cui i dispositivi a risonanza in serie sono diventati la scelta prevalente per le prove di tenuta in tensione dei cavi è proprio perché sfruttano le caratteristiche di risonanza delle bobine di reattanza e la capacità dell’oggetto sottoposto a prova per “ottimizzare” l’uscita di alta tensione con una capacità di alimentazione inferiore. La frequenza di risonanza è determinata dalla formula f₀ = 1/(2π√LC). Quando la capacità del cavo varia, è necessario regolare l’induttanza della bobina di reattanza per garantire che la frequenza di risonanza rientri nell’intervallo conforme compreso tra 30 e 300 Hz. Ciò significa che l’essenza della selezione non consiste nello scegliere un dispositivo con una tensione nominale sufficientemente elevata, ma nel selezionare una soluzione di sistema in grado di adattarsi alla combinazione di capacità e reattore, nonché alla potenza del campione in prova.

Metodo di selezione in tre fasi a partire dai condensatori
Wuhan UHV ha illustrato un percorso di selezione chiaro in diverse soluzioni tecniche. Il primo passo consiste nel calcolare l’intervallo di capacità del campione in prova. Prendendo come esempio un cavo da 300 mm², la capacità per chilometro per il livello da 10 kV è di circa 0,375 μF, per il livello da 35 kV è di circa 0,194 μF, mentre per il livello di 110 kV è di circa 0,188 μF. La seconda fase consiste nel determinare la combinazione in serie e in parallelo del reattore in base al valore della capacità. I cavi corti hanno una capacità ridotta e richiedono più reattori in serie per aumentare l’induttanza e abbassare la frequenza di risonanza all’intervallo consentito; Se la capacità di un cavo lungo è elevata, è necessario collegare una parte del reattore in parallelo per ridurre l’induttanza e aumentare la capacità di trasporto di corrente. Il terzo passo consiste nel verificare se la capacità del dispositivo presenta un margine sufficiente. Nello schema UHV di Wuhan, il dispositivo UHV-810 kVA/270 kV è in grado di superare la prova di tensione di tenuta su 1 km di cavo da 110 kV/630 mm², con una capacità corrispondente pari a ≤ 0,188 μF; il dispositivo UHV-540 kVA/270 kV copre 1,8 km di cavo da 35 kV/300 mm² con una capacità pari a ≤ 0,3501 μF.

Idee alternative per l’adattamento dei condensatori nei dispositivi a frequenza ultra-bassa
Per cavi da 35 kV e inferiori, le apparecchiature di prova di tensione di tenuta a frequenza molto bassa offrono un’ulteriore opzione. La prova a frequenza molto bassa riduce la frequenza di prova a 0,1 Hz; la corrente capacitiva è pari solo a 1/500 della frequenza di rete e il volume e il peso delle apparecchiature risultano notevolmente ridotti. Il generatore di alta tensione a bassissima frequenza di Wuhan UHV supporta frequenze comprese tra 0,05 Hz e 0,2 Hz e può adattarsi a un intervallo di capacità compreso tra 0,1 μF e 100 μF. Dopo aver selezionato la “modalità cavo” o la “modalità condensatore” sul touch screen, lo strumento abbinerà automaticamente il rapporto di potenziamento e il tempo di tenuta, senza la necessità di una conversione manuale dei diversi standard delle apparecchiature.

Verifica dei dati di capacità nell’ingegneria pratica
Dal 2025 al 2026, Wuhan UHV ha accumulato dati di misura basati sulla selezione dei condensatori in diversi progetti in loco. Nel progetto di Hangzhou, i cavi da 110 kV e lunghi 8 chilometri sono stati sottoposti a test di resistenza alla tensione utilizzando dispositivi risonanti in serie della serie UHV e tutti gli indicatori hanno soddisfatto i requisiti. Nel progetto di Chongqing, la capacità misurata del cavo da 10 kV/300 mm² su una lunghezza di 8 km era ≤ 3,004 μF, mentre la capacità misurata del cavo da 35 kV su una lunghezza di 3 km era ≤ 0,5835 μF; entrambi i valori rientravano nell’intervallo di capacità previsto dal progetto delle apparecchiature. Questi dati, a loro volta, confermano l’efficacia della logica di selezione che prevede di «calcolare prima i condensatori e poi configurare le apparecchiature».

Dal punto di vista delle tendenze del settore, con il continuo aumento della percentuale di linee via cavo a lunga distanza nei progetti di rinnovamento delle reti urbane e di trasmissione di nuova energia, la selezione precisa basata sui parametri di capacità sta passando dall’esperienza tecnica agli standard ingegneristici. Scegliere la giusta combinazione in serie e in parallelo delle reattanze e lasciare un margine di capacità sufficiente può garantire meglio il tasso di successo del test rispetto al semplice perseguimento di indicatori elevati della tensione nominale delle apparecchiature.

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