Slik sikrer moderne kabeltesting høyere leveringssikkerhet

Strømforsyningen i moderne distribusjonsnett er mer avhengig av pålitelige kabelanlegg enn noen gang tidligere. Når en kabel svikter, kan konsekvensene bli omfattende i form av strømbrudd, kostbare reparasjoner og redusert forsyningssikkerhet. Derfor har testing og diagnostikk av mellomspenningskabler blitt et stadig viktigere verktøy for nettselskaper og industrielle anleggseiere.

Tradisjonelt har kabeltesting hatt som mål å avdekke feil som kan føre til umiddelbar havari. Moderne kabeldiagnostikk går imidlertid lenger ved å kartlegge isolasjonens tilstand og identifisere svakheter før de utvikler seg til feil. Resultatet er bedre beslutningsgrunnlag for vedlikehold, lengre levetid på anleggene og høyere leveringssikkerhet.

Fra enkel kabeltest til avansert tilstandskontroll

En kabeltest gir i hovedsak svar på om kabelen tåler en definert prøvespenning og kan settes i drift. Diagnostiske målinger gir derimot informasjon om hvordan kabelen eldes, hvor svakheter befinner seg og hvilke komponenter som kan utvikle feil i fremtiden.

Denne informasjonen gjør det mulig å:

• Planlegge vedlikehold basert på faktisk tilstand
• Prioritere utskifting av utsatte kabelstrekk
• Redusere risikoen for uforutsette avbrudd
• Optimalisere investeringer i nettet
• Forlenge levetiden på eksisterende anlegg

Hvorfor brukes ikke 50 Hz ved feltmålinger?

Mellomspenningskabler har høy kapasitiv last. For å utføre testing med ordinær nettfrekvens på 50 Hz ville det kreves svært store, tunge og kostbare spenningskilder.

Derfor benyttes alternative spenningsformer som gir tilsvarende informasjon med betydelig lavere effektbehov og lavere pris. Dette gjør utstyret transportabelt og egnet for feltbruk.

Megger beskriver i denne artikkelen fire komplementære spenningsformer som hver har sine styrker innen testing og diagnostikk.

---

1. Likespenning (DC)

Likespenning var tidligere standard for kabeltesting, men brukes i dag hovedsakelig til kappeprøving og kappefeilsøking.

Typiske bruksområder

• Kappeprøving iht. IEC 60229 (eller REN9113 i Norge)
• Lokalisering av kappefeil med pulserende DC
• Testing av papirisolerte kabler

Fordeler

• Kompakt og lett utstyr
• Effektiv metode for kontroll av ytterkappe

Begrensninger

• Egner seg ikke for moderne polymerisolerte kabler (XLPE/EPR)
• Kan i enkelte tilfeller skade aldrende kabelisolasjon
• Medfører en kraftig polarisering av PEX isolasjonen som kan fremskynde vanntrevekst

---

2. 0,1 Hz VLF Sinus

VLF (Very Low Frequency) sinusspenning er en etablert metode for både kabeltesting og isolasjonsdiagnostikk.

Typiske bruksområder

• VLF-spenningsprøving
• Tan Delta-måling
• Delutladningsmålinger (PD)

Fordeler

• Velegnet til måling av dielektriske tap
• Kan brukes til å lokalisere svakheter i skjøter og termineringer (PD/glimming)
• Standardisert metode internasjonalt

Begrensninger

• Begrenset kapasitet på lange kabler
• Langt unna driftsfrekvens (500 ganger lavere)
• Lavere følsomhet ved enkelte typer delutladningsmålinger (PD)

PD testing med sinus kan ikke helt sammenlignes med 50Hz da polaritetsskiftet er omkring 500 ganger tregere enn ved 50Hz. Dette gjør at ionisering og utladnings mekanismer inne i en defekt (isolasjonssvakhet) ikke er de samme som ved nettdrift når 0,1Hz sinustesting utføres. 

---

3. VLF Cosinus-Rektangulær spenning (50 Hz Slope Technology)

Meggers patenterte 50 Hz Slope-teknologi kombinerer fordelene ved lavfrekvent 0,1Hz testing med spennings kurveform som ligner mer på driftssituasjonen.

Typiske bruksområder

• Idriftsettelsestesting
• Akseptansetesting
• Delutladningsdiagnostikk

Fordeler

• Høy testeffekt på både korte og lange kabler
• Svært god følsomhet ved PD-målinger
• Mulighet for lekkasjestrømovervåkning under test
• Kabeltesting i henhold til IEC 60502-2 og IEEE 400.2
• PD diagnose etter IEC 60885 og IEEE 400.3

Begrensninger

• Det finnes foreløpig ingen universelle standarder for tolkning av lekkasjestrøm

Megger anbefaler denne spenningsformen som førstevalg ved spenningsprøving av moderne mellomspenningskabler.

---

4. DAC – Damped AC

DAC (Damped Alternating Current) benyttes primært til avansert delutladningsdiagnostikk.

I stedet for å utsette kabelen for langvarig spenningspåkjenning, eksponeres den kun for korte spenningspulser.

Typiske bruksområder

• Delutladningsmålinger (PD)
• Tilstandsvurdering av aldrende kabelanlegg

Fordeler

• Minimal belastning på kabelen
• Høy følsomhet for delutladninger
• Velegnet på eldre kabelsystemer

Begrensninger

• Kan ikke brukes som spenningsprøving slik som VLF 0,1Hz testing over lengre tid

---

Delutladninger avslører skjulte svakheter

Forskning og erfaring viser at mange kabelhavari skyldes feil i skjøter og endeavslutninger, ikke selve kabelisolasjonen.

Slike monteringsfeil kan utvikle seg over flere år før de fører til havari. Tradisjonelle spenningsprøver/ HV tester vil ofte ikke oppdage disse svakhetene.

Delutladningsmålinger (PD) gjør det mulig å:

• Oppdage skjulte feil
• Lokalisere defekte skjøter
• Avdekke monteringsfeil
• Dokumentere tilstanden uten å skade kabelen

Dermed kan feil utbedres før de fører til driftsavbrudd.

---

Tan Delta gir oversikt over kabelens aldring

Tan Delta-målinger brukes til å vurdere den generelle tilstanden til kabelisolasjonen.

Økende dielektriske tap kan indikere:

• Aldring av isolasjonen
• Fuktinntrengning
• Begynnende degradering
• Risiko for fremtidige feil

Tan Delta er derfor et viktig verktøy innen moderne Asset Management og tilstandsbasert vedlikehold.

---

Praktisk eksempel: Skjøtefeil oppdaget før havari

I en feltundersøkelse av en 12/20 kV XLPE-kabel fra 2007 ble det først gjennomført Tan Delta-måling. Resultatene viste forhøyede tap i én fase og indikerte en lokal svakhet.

Videre delutladningsmålinger ble utført med tre forskjellige spenningsformer:

• DAC
• VLF CR / 50 Hz Slope
• 0,1 Hz VLF Sinus

Både DAC og VLF CR identifiserte en svakhet omtrent 280 meter ut på kabelen. VLF Sinus klarte derimot ikke å avdekke feilen.

Ved oppgraving og inspeksjon viste det seg at skjøten hadde monteringsfeil med utilstrekkelig bruk av monteringsmasse og mastikktape. Etter utskifting av skjøten viste nye PD-målinger at feilen var eliminert.

Eksemplet demonstrerer hvordan kombinasjonen av Tan Delta og avansert PD-diagnostikk kan avdekke kritiske svakheter lenge før de utvikler seg til kabelhavari.  

Konklusjon

Moderne kabeltesting handler ikke lenger bare om å verifisere at en kabel tåler en spenningstest. Dagens diagnostiske metoder gir detaljert innsikt i isolasjonens tilstand, lokaliserer skjulte svakheter og gjør det mulig å planlegge vedlikehold før feil oppstår.

Ved å kombinere:

• DC for kappekontroll
• VLF Sinus for Tan Delta
• VLF CR / 50 Hz Slope for spenningsprøving og PD
• DAC for avansert PD delutladningsdiagnostikk

kan nettselskaper og anleggseiere oppnå betydelig bedre kontroll over sine kabelanlegg, redusere risikoen for uforutsette avbrudd og samtidig optimalisere investeringene i nettet.

Resultatet er høyere leveringssikkerhet, lavere vedlikeholdskostnader og bedre utnyttelse av eksisterende infrastruktur.  Last ned PDF fil med mer inforamasjon om kabeltesting og kabeldiagnose her.

Kontakt Megger AS på telefon 22280040 eller på post@megger.no for mer informasjon.