Thử nghiệm điện cao áp là gì?

Trong kỹ thuật điện, thử nghiệm điện áp cao là một quy trình được sử dụng để đảm bảo tính an toàn, hiệu quả và độ tin cậy của các thành phần, thiết bị và hệ thống điện như máy điện, máy cắt mạch, sứ cách điện, v.v. trong điều kiện điện áp cao.

Thử nghiệm điện áp cao chủ yếu được thực hiện trên các thiết bị điện sử dụng trong các hệ thống điện áp cao như nhà máy phát điện, trạm truyền tải phân phối, v.v.

Thử nghiệm điện áp cao là phương pháp thử nghiệm quan trọng để đánh giá độ tin cậy, hiệu suất và độ an toàn của các thiết bị điện áp cao như máy biến áp điện, thiết bị đóng cắt điện áp cao, sứ cách điện đường dây cao thế, dây dẫn và cáp đường dây truyền tải, cùng nhiều thành phần điện áp cao khác.

Mục đích của thử nghiệm điện  áp cao

Như đã đề cập ở trên thử nghiệm điện áp cao là một quy trình để đánh giá mức độ an toàn và độ tin cậy của thiết bị điện áp cao. Dưới đây là một số yếu tố chính xác định mục đích và tầm quan trọng của thử nghiệm điện áp cao trong lĩnh vực kỹ thuật điện:

• Để đánh giá hiệu suất cách điện của thiết bị  : Thử nghiệm điện áp cao giúp đánh giá độ bền và chất lượng của lớp cách điện được sử dụng trong thiết bị. Nó xác định mức độ ứng suất điện mà lớp cách điện có thể xử lý mà không bị hỏng.
• Để ước tính rủi ro và đảm bảo an toàn  : Thử nghiệm điện áp cao là một quy trình quan trọng để ước tính mức độ an toàn của thiết bị. Đây là một thông số quan trọng cần biết đối với thiết bị chủ yếu được sử dụng ở khu vực công cộng.
• Để xác minh các tiêu chuẩn an toàn : Thử nghiệm điện áp cao  là quan trọng để đảm bảo thiết bị tuân thủ các tiêu chuẩn điện quốc gia và quốc tế như tiêu chuẩn IEEE, tiêu chuẩn IEC và nhiều tiêu chuẩn khác.
• Để phát hiện các lỗi sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm  : Thử nghiệm điện áp cao được thực hiện trên điện thế rất cao. Nếu có bất kỳ lỗi sản xuất nào hoặc sử dụng vật liệu chất lượng thấp sẽ được phát hiện  .  Lỗi đó có thể không nhìn thấy được trong quá trình vận hành bình thường.
• Để ước tính tuổi thọ của thiết bị  : Áp suất điện bổ sung được áp dụng cho thiết bị trong quá trình thử nghiệm điện áp cao. Điều này giúp dự đoán tuổi thọ của máy hoặc linh kiện.

Đây là tất cả định nghĩa cơ bản và mục đích của thử nghiệm điện áp cao trong kỹ thuật điện. Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu về các thử nghiệm khác nhau được thực hiện trên một thiết bị điện trong quá trình  thử nghiệm điện cao áp.

Các loại thử nghiệm điện cao 

Trong quá trình  thử nghiệm điện cao áp của thiết bị điện, một số loại thí nghiệm khác nhau được thực hiện, đó là:

• Thử nghiệm đánh thủng điện môi
• Thử Nghiệm điện thế cao
• Thử nghiệm phóng điện một phần
• Thử nghiệm điện trở cách điện
• Thử nghiệm phóng điện chớp nhoáng
• Thử nghiệm tần số thấp liên tục
• Thử nghiệm điện áp cao DC
• Thử nghiệm tần số điện áp cao
• Thử nghiệm đột biến hoặc xung

Phần tiếp theo phân tích chi tiêt từng loại  thử nghiệm điện cao áp này.

1. Thửnghiệm đánh thủng điện môi

  Thử nghiệm đánh thủng điện môi của thiết bị điện là một phương pháp kiểm tra quan trọng để đánh giá tính cách điện của vật liệu cách điện sử dụng trong thiết bị.

Trong thử nghiệm này, các kỹ sư chủ yếu xác định giá trị điện áp tối đa mà vật liệu cách điện có thể chống chịu được . Giá trị điện áp đánh thủng này rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của thiết bị. Thí nghiệm đánh thủng điện môi giúp đánh giá hai thông số sau: Chất lượng của vật liệu cách điện và an toàn vận hành.

2.   Thử nghiệm điện áp cao

  Thử nghiệm điện áp cao, còn được gọi là  thử nghiệm Hi-Pot hoặc chịu điện môi, là thử nghiệm được thực hiện trong điều kiện điện áp cao nhằm đảm bảo tính an toàn và chất lượng của vật liệu điện sử dụng trong thiết bị.

Mục đích chính của thử nghiệm điện áp cao là đánh giá chất lượng vật liệu cách điện và các thành phần để thiết bị có thể chịu được điện áp cao mà không gây ra bất kỳ sự cố nào.

Một số các đánh giá được thực hiện thông qua thử nghiệm điện thế cao:

• Chất lượng và hiệu quả của vật liệu cách điện được sử dụng.
• Phát hiện các lỗi sản xuất và  khuyết điểm trong vật liệu.
• Tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành.

3.  Thử nghiệm phóng điện cục bộ 

 Thử nghiệm phóng điện cục bộ, còn được gọi là  thử nghiệm PD (Partial Discharge Test), là một thử nghiệm quan trọng được sử dụng để đánh giá tình trạng cách điện của vật liệu  sử dụng trong thiết bị điện.

Phóng điện cục bộ không gì khác ngoài sự cố điện cục bộ xảy ra bên trong vật liệu cách điện. Loại sự cố này làm giảm chất lượng cách điện theo thời gian và cuối cùng dẫn đến hỏng thiết bị. Để phát hiện và theo dõi các lần phóng điện cục bộ này, các kỹ sư sử dụng thử nghiệm phóng điện cục bộ. Điều này đảm bảo tính an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ dài hơn của thiết bị.

Dưới đây là  các mục tiêu chính của thử nghiệm phóng điện cục bộ:

• Đánh giá tình trạng cách điện của vật liệu được sử dụng trong thiết bị.
• Ngăn ngừa hỏng hóc và duy trì  sự cách điện.
• Đảm bảo chất lượng vật liệu cách điện, tuổi thọ thiết bị dài hơn và an toàn.

4. Thử nghiệm điện trở cách điện

Điện trở cách điện là một thử nghiệm quan trọng khác được thực hiện theo quy trình thử nghiệm điện áp cao. Mục đích của thử nghiệm này là xác định điện trở của vật liệu cách điện được sử dụng giữa các thành phần dẫn điện  với đất hoặc mặt đất.

Do đó, thử nghiệm điện trở cách điện được sử dụng để đánh giá:

• Chất lượng cách điện giữa các thành phần dẫn điện.
• Phát hiện các vấn đề cách điện chính có thể gây ra cho thiết bị.
• Đảm bảo an toàn điện và ngăn ngừa tai nạn.
• Tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành đối với thiết bị.

5. Thử nghiệm phóng điện hồ quang

Trong thử nghiệm điện áp cao, thử nghiệm phóng điện hồ quang được thực hiện để xác định giá trị điện áp tại đó xảy ra hiện tượng phóng điện hồ quang trên bề mặt của lớp cách điện. Trong đó, phóng điện hồ quang không có gì khác ngoài sự phóng điện xảy ra giữa các bộ phận dẫn điện do điện áp cao.

Thử nghiệm điện áp cao này rất quan trọng để đánh giá các thông số sau:

• Đánh giá độ bền và chất lượng của vật liệu cách điện.
• Đảm bảo an toàn
• Xác định giới hạn vận hành và quá điện áp an toàn mà thiết bị có thể chịu được mà không bị hỏng hoặc phóng điện hồ quang.
•  Đảm bảo rằng thiết bị tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành.

6. Thử nghiệm tần số thấp liên tục

Thử nghiệm tần số thấp liên tục là thử nghiệm điện áp cao được thực hiện trên các thiết bị điện công suất cao như máy biến áp, đường dây truyền tải, cáp, máy cắt mạch, v.v. Thử nghiệm này được sử dụng để xác định độ bền điện môi của vật liệu cách điện khi chúng hoạt động dưới điện áp tần số thấp trong thời gian dài và ở tần số điện như 50 Hz hoặc 60 Hz, tùy thuộc vào khu vực.

Thử nghiệm tần số thấp liên tục giúp đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của thiết bị điện trong điều kiện hoạt động bình thường. Nói cách khác, thử nghiệm này cung cấp thông tin về khả năng cách điện của vật liệu được sử dụng trong thiết bị  xử lý điện áp tần số thấp mà không bị hỏng.

các mục tiêu chính của thử nghiệm tần số thấp liên tục:

• Xác định khả năng cách điện của vật liệu khi áp dụng điện áp tần số thấp trong thời gian dài.
• Đánh giá độ tin cậy của vật liệu ở tần số hoạt động bình thường.
• Xác minh rằng vật liệu cách điện đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn công nghiệp.
• Xác định độ bền và khả năng hỏng của vật liệu cách điện có thể gây ra nguy cơ điện.

7. Thử nghiệm điện áp cao DC

thử nghiệm này được thực hiện trên thiết bị điện  sử dụng trong hệ thống DC điện áp cao. Mặc dù vậy, chúng ta cũng có thể thực hiện thử nghiệm này trên thiết bị AC điện áp cao trong những trường hợp mà thử nghiệm AC điện áp cao không khả thi.

Mục đích chính của thử nghiệm DC điện áp cao là xác định độ bền cách điện và hiệu suất của thiết bị, linh kiện điện khi chúng được vận hành bằng nguồn DC điện áp cao.

Trên thực tế, thử nghiệm này thường được sử dụng để thử nghiệm thiết bị trong hệ thống truyền tải HVDC. Thử nghiệm DC điện áp cao cung cấp thông tin có giá trị về đặc tính cách điện, hiệu suất và độ an toàn của thiết bị điện khi chúng được vận hành bằng nguồn DC điện áp cao.

Thử nghiệm DC điện áp cao được sử dụng cho các mục đích sau:

• Để xác định độ bền cách điện dưới ứng suất DC điện áp cao.
• Để tránh hỏng thiết bị do độ bền cách điện thấp trong điều kiện vận hành bình thường.
• Để đảm bảo thiết bị HVDC hoạt động bình thường.

8. Thử nghiệm tần số điện áp cao

Trong các hệ thống điện cao áp, lỗi cách điện của thiết bị thường xảy ra do tần số cao trong nguồn điện. Các tần số cao  về cơ bản là kết quả của quá trình chuyển mạch và các hiện tượng thoáng qua khác. Do đó, chúng ta phải thực hiện một số thử nghiệm để đảm bảo vật liệu cách điện sử dụng trong thiết bị có thể chịu được các điều kiện tần số cao này.

, trong thử -  điện áp cao, các kỹ sư thực hiện thử nghiệm - để đánh giá các vật liệu cách điện và cách phản ứng khi chúng chịu điện áp tần số cao.

Thử - nghiệm tần số cao chủ yếu được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các thành phần điện tử sử dụng trong mạch tần số vô tuyến và máy biến áp công suất tần số cao.

Một số mục đích chính của thử - nghiệm tần số cao, đó là:

• Xác định phản ứng của vật liệu cách điện và các thành phần khác dưới điện áp tần số cao.
• Đánh giá hiệu suất  cách điện trong điều kiện hoạt động tần số cao.

9. Thử - nghiệm quá độ hoặc xung

Trong thử - nghiệm điện áp cao của thiết bị điện, có một thử - nghiệm điện gọi là thử - nghiệm quá độ hoặc thử - nghiệm xung được sử dụng để xác định độ bền cách điện và khả năng xử lý điện áp quá độ (còn gọi là xung điện).

Thử - nghiệm này chủ yếu được thực hiện trên các thiết bị điện được cho là phải chịu xung điện hoặc xung sét. Thử - nghiệm này đưa ra thước đo độ tin cậy của thiết bị điện trong điều kiện vận hành quá độ hoặc không ổn định. Mục đích của thử nghiệm quá độ hoặc thử nghiệm xung là:

• Để xác định khả năng của thiết bị điện trong điều kiện quá độ.
• Để đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của cách điện trong điều kiện xung điện áp cao trong thời gian ngắn.
• Để xác định khả năng hỏng cách điện do xung điện.

‍