Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10893-2:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10893-2:2015 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60885-2:1987. Tiêu chuẩn này quy định chi tiết về các phương pháp thử nghiệm điện đối với cáp điện, cụ thể là Phần 2: Thử nghiệm phóng điện cục bộ. Đây là một tài liệu kỹ thuật nền tảng, đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra, đánh giá chất lượng hệ thống cách điện của cáp điện lực trước khi đưa vào vận hành thương mại hoặc nghiệm thu công trình.

Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn (Điều 1)

Điều khoản này xác định rõ giới hạn và đối tượng áp dụng của phương pháp thử nghiệm:

• Đối tượng áp dụng: Tiêu chuẩn áp dụng cho việc đo lường và xác định phóng điện cục bộ trên các đoạn cáp điện lực có chiều dài sản xuất, đặc biệt là các loại cáp có lớp cách điện đùn (như XLPE, EPR).
• Mục đích thử nghiệm: Phát hiện các khuyết tật vật lý bên trong lớp cách điện hoặc tại ranh giới giữa lớp cách điện và lớp bán dẫn (như bọt khí, tạp chất, hoặc vết nứt) có thể gây suy giảm tuổi thọ của cáp dưới tác động của điện trường cao.
• Tính chất phép thử: Đây là thử nghiệm không phá hủy, được thực hiện trong phòng thử nghiệm hoặc tại nhà máy sản xuất nhằm đảm bảo tính toàn vẹn của sản phẩm.

Các thuật ngữ và định nghĩa cốt lõi (Điều 2)

Để đảm bảo tính thống nhất trong việc áp dụng và diễn giải kết quả, tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa kỹ thuật quan trọng:

• Phóng điện cục bộ (Partial Discharge - PD): Là hiện tượng phóng điện chỉ bắc cầu một phần qua khoảng cách cách điện giữa các điện cực dẫn điện. Hiện tượng này có thể xảy ra bên trong các lỗ rỗng của chất cách điện rắn, dọc theo bề mặt phân cách hoặc tại các góc nhọn của điện cực.
• Lượng điện tích truyền (Apparent Charge - q): Là lượng điện tích mà nếu được bơm vào giữa hai đầu của đối tượng thử nghiệm trong một khoảng thời gian cực ngắn, sẽ tạo ra cùng một kết quả đọc trên thiết bị đo như chính bản thân hiện tượng phóng điện cục bộ gây ra tại vị trí khuyết tật. Đơn vị đo thường dùng là Picocoulomb (pC).
• Độ nhạy của hệ thống đo (Measurement Sensitivity): Khả năng tối thiểu của hệ thống thử nghiệm trong việc phát hiện và định lượng các xung phóng điện cục bộ nhỏ nhất trong điều kiện có nhiễu nền thực tế.

Yêu cầu chung đối với phép thử (Điều 3)

Để phép đo đạt độ chính xác cao và tránh các sai số hệ thống, tiêu chuẩn quy định các điều kiện kỹ thuật bắt buộc:

• Kiểm soát nhiễu nền (Background Noise): Mức nhiễu nền (bao gồm nhiễu điện từ trường xung quanh, nhiễu từ nguồn cấp điện) phải được khống chế ở mức tối thiểu. Tiêu chuẩn yêu cầu mức nhiễu nền phải thấp hơn ít nhất một nửa so với giới hạn phóng điện cục bộ quy định cho mẫu thử.
• Xử lý đầu cáp (Cable End Preparation): Các đầu của đoạn cáp thử nghiệm phải được chuẩn bị và xử lý bằng các biện pháp kỹ thuật thích hợp (như sử dụng ống bọc điều hòa trường, dầu cách điện hoặc nước khử ion) nhằm triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng phóng điện vầng quang (corona) hoặc phóng điện bề mặt tại các điểm cắt đầu cáp.
• Thiết bị đo lường: Thiết bị đo phóng điện cục bộ phải có dải tần số đáp ứng phù hợp, có khả năng ghi nhận các xung điện có tần số cao và phải được hiệu chuẩn định kỳ theo các tiêu chuẩn đo lường hiện hành.

Mạch thử nghiệm và quy trình hiệu chuẩn (Điều 4)

Đây là nội dung kỹ thuật trọng tâm quy định cách thức thiết lập hệ thống đo và chuẩn hóa số liệu:

• Sơ đồ mạch thử nghiệm tiêu chuẩn: Mạch đo cơ bản bao gồm nguồn điện áp cao không phóng điện, đối tượng thử nghiệm (đoạn cáp), tụ liên kết (coupling capacitor), thiết bị ghép nối (coupling device) và máy đo phóng điện cục bộ.
• Quy trình hiệu chuẩn hệ thống (Calibration): Việc hiệu chuẩn phải được thực hiện trực tiếp trên toàn bộ mạch thử nghiệm đã đấu nối hoàn chỉnh. Một bộ tạo xung hiệu chuẩn (calibrator) truyền một lượng điện tích xác định (q_0) vào hai đầu của cáp để thiết lập hệ số quy đổi trên máy đo.
• Ảnh hưởng của chiều dài cáp (Attenuation and Resonance): Tiêu chuẩn phân tích kỹ hiện tượng suy giảm biên độ xung và hiện tượng sóng phản xạ dọc theo chiều dài của đoạn cáp thử nghiệm. Đối với các đoạn cáp dài, quy trình hiệu chuẩn phải tính đến sai số do suy hao đường truyền để tránh việc đánh giá thấp trị số phóng điện thực tế ở các điểm xa nguồn đo.