초고압 케이블 공장 검사 절차서 (FAT Procedure)

 

초고압 케이블의 공장 검사 (FAT - Factory Acceptance Test)에 대한 샘플 절차서 (Procedure)를 공유합니다. 실제 자료를 첨부할 수는 없기 때문에 그 내용에 대해서 설명하도록 하겠습니다.

 

목차

1. Partial discharge test

2. A.C Voltage test

3. Oversheath Voltage withstand test

4. Measurement of the electrical resistance

5. Measurement of the capacitance

6. Conductor examination

7. Measurement of thickness and diameter

8. Hot set test for XLPE insulation

9. Water penetration test

10. Water penetration test in the conductor

11. Measurement of protrusion

12. Lead alloy composition

13. Impulse test

14. Tan delta test

15. Flame retardant test

16. Measurement of weight

 

상세 시험 절차 (Test Procedure)

1. Partial discharge test (부분 방전 시험)

상세 시험에 대한 설명은 아래의 블로그를 참조하시기 바랍니다. (링크 연결)

https://m.blog.naver.com/akpuiau668/223408860790

 

1) 기준: IEC62067: 2022 C 9.2

2) 시험 장비: AC Dielectric Testing System, PD Calibrated

3) 시험 절차:

• 부분 방전 시험은 상온에서 실시하며 상용 주파 교류 전압을 사용한다.
• 시험 전압은 1.75Uo까지 점차적으로 상승 시켜서 1.75Uo에서 10초간 유지시킨후 1.5Uo까지 천천히 낮춘다.
• 절연체의 부분 방전은 1.5Uo에서 측정한다.

4) 합격 기준: 1.5Uo 전압에서 3pC 이하일 것

 

2. A.C Voltage Test (교류 전압 시험)

1) 기준: IEC62067: 2022 C 9.3

2) 시험 장비: AC Dielectric Testing System

3) 시험 절차:

• 전압 시험은 상온에서 실시하며 사용 주파 교류 전압을 사용한다.
• 시험 전압은 도체와 금속시스 사이에 인가하며 2.5Uo까지 점차적으로 상승시켜서 60분간 유지시킨다.

4) 합격 기준: 기준 전압에서 60분간 견딜 것

 

3. Oversheath Voltage Withstand Test (피복 내전압 시험)

1) 시험 기준: IEC62067: 2022 C 9.4

2) 시험 장비: DC Hipot Tester

3) 시험 절차:

• 25kV의 DC 전압을 피복의 그라파이트 코팅과 내부에 있는 금속층 사이에 1분간 인가한다.

4) 합격 기준: 1분간 절연 파괴가 발생하지 않을 것

 

4. Measurement of the electrical resistance of conductor and metal screen together with lead sheath (도체와 스크린 및 lead sheath의 전기 저항을 측정)

1) 시험 기준: IEC62067: 2022 C 10.5

2) 시험 장비: Digital Low Resistance Ohmmeter

3) 시험 절차:

• 도체와 스크린 및 lead sheath의 저항을 상온에서 측정한다.
• 측정된 값을 20℃ 기준으로 변환하고 단위는 Ω/km로 한다.
• 20℃에서의 도체와 스크린 및 lead sheath의 저항값은 기준값을 초과하지 않아야 한다.

4) 합격 기준: 발주처와 Vendor의 기준값

 

5. Measurement of the capacitance (커패시턴스의 측정)

1) 시험 기준: IEC62067: 2022 C 10.10

2) 시험 장비: Capacitance Meter

3) 시험 절차:

• 커패시턴스는 도체와 금속시스사이에서 커패시턴스 미터를 사용하여 측정한다.
• 측정된 커패시턴스 값은 1km 길이로 보정하고 이 값이 승인된 값을 8% 이상 초과하지 않아야 한다.

4) 합격 기준: 발주처와 Vendor의 기준값

 

 

6. Conductor examination (도체 검사)

1) 검사 기준: IEC62067: 2022 C 10.4

2) 검사 장비: Visual, Inside/Outside Caliper, Profile projector

3) 검사 절차:

• 도체 구조의 외관을 확인하고 측정한다.

4) 합격 기준: 도체 설계 도면

 

300x250

7. Measurement of thickness and diameter of insulation, oversheath & metallic sheath (절연체와 외피와 금속시스의 두께 및 직경을 측정)

1) 검사 기준: IEC60480: 2020 C 10.6, 10.7,10.8

2) 검사 장비: Inside/Outside Caliper, Profile projector

3) 검사 절차:

• 전체 케이블에서 하나의 샘플을 만든다.
• 아래의 아이템에 대한 모든 수치를 마이크로미터와 버니어켈리퍼스 그리고 프로파일 프로젝터를 이용하여 측정한다.

- 도체 한 가닥의 직경

- 전체 도체의 직경

- 케이블 절연의 편심율

- 각 층의 두께

- 전체 직경

4) 합격 기준

• 케이블 절연의 편심율: 10%
• 기타 측정값: 케이블 설계 도면 상의 치수

 

8. Hot set test for XLPE insulation (XLPE절연의 고온 시험)

1) 검사 기준: IEC62067: 2022 C 10.9

2) 검사 장비: Aging Oven

3) 검사 절차:

• 케이블의 샘플을 만든다.
• Dumb-bell 시험편을 절연체로 준비한다.
• 시험편은 오븐 내에 매달고 20N/cm2의 무게를 시험편의 하부에 연결한다.
• IEC에서 규정한 온도에서 15분간 기다린후 시험편에 표시된 라인 사이의 길이를 측정한다.
• 시험편에서 인장력을 제거하고 시험편을 특정 온도에서 5분간 회복되록 둔다. 시험편을 오븐에서 꺼내서 상온으로 서서히 냉각되도록 한후 표시된 라인들 사이의 길이를 다시 측정한다.

4) 합격 기준: 하중이 걸린 상태에서 늘어난 길이가 최대 175%일 것, 냉각후 늘어난 길이는 최대 15%일 것.

 

9. Water penertration test (물 침투 시험)

1) 검사 기준: IEC62067: 2022 12.5.15 & Annex E

2) 검사 장비: Recorder, Visual

3) 검사 절차:

• 8m 길이의 케이블을 잘라서 준비하고 그 센터에서 50mm 폭의 링을 제거한다.
• 이 샘플을 10번의 heating 사이클로 가열하고 도체가 95℃에서 100℃ 사이에 유지되도록 적절한 방법으로 가엻한다. 가열은 최소한 8시간동안 지속한다. 도체 온도는 각 히팅 기간의 2시간 동안은 앞의 온도 법위내로 유지되어야 한다. 그리고 최소 16시간동안 자연적 냉각이 되도록 하여야 한다.
• 물의 높이는 1m를 유지한다.

4) 합격 기준: 케이블의 양쪽 끝에서 물의 침투가 없어야 한다.

 

10. Water penetration test in the conductor (도체의 물 침투 시험)

1) 검사 기준: IEC62067: 2022 12.5.15 Annex F

2) 검사 장비: Recorder, Visual

3) 검사 절차:

• 4m의 케이블 샘플을 잘라내서 샘플의 양단에서 단면이 모두 노출되도록 한다.
• 샘플의 한쪽 단면 위에 10mm 이상의 직경을 가진 튜브를 수직으로 배치하고 외피의 표면에 밀봉시키도록 설치한다. 케이블이 이 장치를 빠져나가는 쪽의 밀봉은 케이블에 기계적인 스트레스를 가하지 않아야 한다.
• 튜브에는 20℃±10℃의 물이 5분 내에 채워지고 이 물의 높이는 케이블 센터에서 1m가 되도록 한다. 샘플은 상온에서 11일 동안 유지되어야 한다. 물 높이는 1m를 유지한다.

4) 합격 기준: 케이블의 양단에서 물의 침투가 없을 것

 

11. Measurement of protrusion at XLPE and semi conducting screen (XPLE와 반도체 스크린의 돌출부 측정)

1) 검사 기준: 계약서

2) 검사 장비: Microscope

3) 검사 절차:

• 케이블 코어에서 약 50mm의 샘플을 잘라낸다.
• 샘플을 약 2mm 두께로 25개의 웨이퍼로 자른다.
• 도체와 절연체의 반도체 스크린을 마이크로스코프로 검사한다.
• 절연체 쪽으로의 불규칙적 돌출이 최대 0.03mm 이내여야 한다.
• 절연체 스크린의 샘플을 0.5m 잘라내서 이 샘플을 뜨거운 기름에 담아서 투명하게 만든다.
• 이 스크린을 육안으로 검사한다.

4) 합격 기준: 스크린 손상이 없다.

 

12. Lead alloy composition (납 합금 구성)

1) 검사 기준: 계약서

2) 검사 장비: Ingredient analyzer

3) 검사 절차:

• Lead 샘플을 준비한다.
• Lead alloy 구성을 ingredient analyser로 분석한다.

4) 합격 기준: 계약서 기준 (Cu와 Te 함량 기준)

 

13. Impulse test at ambient temperature

1) 검사 기준: 계약서

2) 검사 장비: Impulse tester

3) 검사 절차:

• 시험전에 파형을 IEC62230에 따라 조정한다. 이는 인가되는 임펄스 파형이 1μs 와 5μs 사이의 전도파와 50±10ms의 최대치의 반의 구간을 가진다는 의미이다.
• 이 시험은 상온에서 샘플 케이블에 대해 수행한다.
• 샘플은 1425kVp의 10개의 positive 임펄스와 10개의 negative 임펄스 전압에서 실패나 섬락이 없이 견뎌야 한다. (전압은 케이블의 정격전압에 따라 달라진다)

4) 합격 기준: ±1425kVp/10 times에서 견뎌야 한다.

 

14. Tan delta test at Uo for a duration of 4hrs (4시간동안 Uo에서 Tan delta시험)

1) 검사 기준: 계약서

2) 검사 장비: AC Dielectric Testing System, Capacitance and dissipation factor tan & bridge

3) 검사 절차:

• 이 시험은 케이블 드럼에 대해서 상온에서 수행된다.
• Tan delta는 Uo에서 측정한다.

4) 합격 기준: 최대 10x10-4 at Uo

 

15 Flame retardant test (난연성 시험)

1) 검사 기준: IEC60332-1, 계약서

2) 검사 장비: Burner

3) 검사 절차:

• 시험 샘플은 600±25mm로 만든다.
• 샘플을 시험 장비 안에 세운다.
• 샘을을 세운후 불꽃을 가하는데 IEC60332-1에 따른다.
• 시험 시간이 끝나면 버너의 불꽃을 소화시킨다.
• 탄화된 부분과 상단 지지대의 아랫쪽 사이의 거리를 측정한다.

4) 합격 기준: IEC60332-1에 따라서

• Top: 최소 50mm
• Bottom: 최대 540mm

 

16. Measurement of weight for copper and lead per meter (단위 미터당 구리와 납의 무게 측정)

1) 검사 기준: 계약서

2) 검사 장비: Electric balance

3) 검사 절차:

• 샘플을 케이블 코어에서 취한다.
• balance로 무게를 측정한다.
• 측정된 값을 kg/m로 환산한다.

4) 합격 기준: 계약서 기준에 따름

 

 

참고 자료

IEC62067: 2022 Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 150 kV (Um = 170 kV) up to 500 kV (Um = 550 kV) - Test methods and requirements