§ 52. Випробування кабельних ліній
Кабельні лінії відчувають після їх монтажу і періодично в процесі експлуатації. Випробування після монтажу проводять відповідно до вимог ПУЕ з метою перевірки якості сполучних і кінцевих муфт кабелів, монтажу і виготовлення кабелів.
Кабельні лінії напругою вище 1000 В відчувають підвищеним напругою випрямленого струму відповідно до табл. 20.
Таблиця 20. Випробувальні, напруги для силових кабелів
Випробувальна напруга, кВ,
для кабелів на номінальну
напруга, кВ
Тривалість випробування,
хв
кабелі:
з паперовою ізоляцією в металевій оболонці
з пластмасовою ізоляцією в пластмасовій або в металевій оболонці
з гумовою ізоляцією
У процесі випробування звертають увагу на характер зміни струму витоку. Кабельні лінії вважаються такими, що витримали випробування, якщо не відбулося пробою і поштовхів струму витоку або його наростання, після того як струм досяг сталого значення. До і після випробувань підвищеною напругою вимірюють опір ізоляції кабелів, яке не нормується.
Опір ізоляції кабелів вимірюють мегомметром на напругу 2500 В за схемою між кожній житловій і жилами, з'єднаними з металевою оболонкою і бронею кабелю. Для силових кабелів напругою до 1000 В опір ізоляції нормується і повинна бути не менше 0,5 МОм. Випробування кабелів підвищеним напругою не виявляють все слабкі місця ізоляції нової кабельної лінії. Деякі дефекти монтажу і виготовлення кабелів і муфт, а також пошкодження кабельної лінії в процесі експлуатації поступово призводять до ослаблення ізоляції і пробою.
Щоб попередити пробою ослабленого місця кабельної лінії і раптовий перерва в електропостачанні споживачів, періодично в плановому порядку проводять профілактичні випробування кабельних ліній підвищеною напругою випрямленого струму.
Випробувальна напруга для кабелів 3 - 10 кВ встановлено в межах п'ятикратного номінального значення, час його застосування - 5 хв для кожної фази. Цього достатньо для виявлення ослаблених місць в кабелі і муфтах. Профілактичні випробування кабельних ліній повинні проводитися не рідше одного разу на рік. Більш часту періодичність випробувань встановлюють для кабелів, що працюють у важких умовах (вібрація, висока зовнішня температура і т. П.), А також при дефектах ліній. Кабелі, прокладені в землі і не мають електричних пробоїв при роботі і випробуваннях протягом 5 років, можуть випробовуватися не рідше одного разу на 3 роки. Цей же термін встановлений для кабелів, прокладених у кабельних спорудах, за умови, що вони не схильні до дії корозії і механічних пошкоджень і не мають з'єднувальних муфт.
Якщо на трасах ліній проводилися земляні роботи або спостерігалися опади грунту, розмиви або обвали, необхідні додаткові (позачергові) випробування цих ліній. Позачергові випробування проводять також після закінчення ремонтних робіт на лінії. Кабелі, приєднані до струмоприймачів відчувають, як правило, під час ремонту струмоприймачів. При випробуваннях кабелів в РУ їх від'єднують роз'єднувачами. Тому разом з кабелем відчувають кінцеві муфти і опорні ізолятори.
Мал. 114. Схеми випробування трьохжильного силового кабелю з поясною ізоляцією (а) і окремо освинцьованими жилами (б)
Ізоляцію кабельних ліній відчувають постійним струмом за допомогою кенотрон установки КВІ-70, схема включення якої наведена на рис. 114. При випробуванні трьохжильного кабелю з поясною ізоляцією напруга від випробувальної установки прикладають почергово до кожної оселя, а дві інші жили і металеву оболонку заземляють (рис. 114, а). Кабель, випробуваний постійним струмом, тривалий час зберігає заряд. Тому після закінчення випробувань кожної фази кабельної лінії всі жили кабелю повинні бути розряджені через обмежувальне опір, яке є в кенотрон установці.
При випробуванні кабелю з окремо освинцьованими жилами напруга прикладають почергово до кожної оселя, при цьому металеву оболонку жили заземляють (рис. 114,6). Для випробування кабелів напругою 3 - 10 кВ застосовують стаціонарні і пересувні кенотронні установки. Стаціонарні установки в основному призначені для електростанцій і підстанцій, де є РУ з великою кількістю приєднуються кабельних ліній. У монтажних організаціях і міських кабельних мережах широке застосування знайшли кенотронні установки, змонтовані на автомашинах з критим кузовом.
§ 53. Визначення місць пошкоджень в кабельних лініях
Для забезпечення надійності і економічності енергопостачання споживачів кабельні лінії, пробиті при випробуваннях або вийшли з ладу під час роботи, повинні бути виправлені в найкоротші терміни.
В технології ремонту силової кабельної лінії найбільші витрати часу припадають на визначення місць пошкодження. Велика частина ефективних методів визначення місця пошкодження (імпульсний, індукційний і ін.) Вимагає, щоб перехідний опір на ділянці пошкодження було знижено до десятків, одиниць і часткою Ома. Цього досягають прожиганием ізоляції в дефектному місці за допомогою спеціальних установок. Пропалювання дефектної ізоляції силових кабельних ліній виробляють під впливом енергії, що виділяється в каналі пробою. В результаті цього обвуглюється ізоляція в місці пошкодження і знижується перехідний опір.
Швидке і точне визначення місця пошкодження в кабельних лініях здійснюється пересувними вимірювальними лабораторіями, що розташовуються в критому фургоні автомашини.
Пошкодження в кабельних лініях діляться на такі види: пошкодження ізоляції, що викликають замикання однієї, двох або трьох фаз на землю, або двох або трьох фаз між собою; обрив однієї, двох або трьох фаз без заземлення або з заземленням обірваних і не обірваних, жив; запливати пробою ізоляції.
У більшості випадків для визначення характеру пошкодження досить мегаомметром виконати наступні вимірювання: визначити опір ізоляції кожної жили по відношенню до землі, опір ізоляції між жилами, цілісність жив. Після того як зроблені всі необхідні виміри, складають схему пошкодження кабельної лінії і вибирають, метод для даного виду пошкодження.
Для пропалювання дефектної ізоляції застосовують випрямні пристрої, що підвищують і резонансні трансформатори, регульовані дроселі та генератори підвищеної частоти.
Найкращого пропалювання дефектних місць ізоляції кабелів досягають за допомогою випрямної установки при ступінчастому зміні струму і напруги. Крім того, для цього методу використовують кенотрон - газотрон, кенотрон - тиратрон, кенотрон - потужний напівпровідниковий випрямляч. Гарними характеристиками володіє кремнієвий випрямляч ВВК-0,5 / 200.
Для пропалювання високою напругою змінного струму використовують трансформатори напругою 3, 6, 10 кВ, потужністю від 10 до 100 кВ-А. У тих випадках, коли від трансформатора напругою 0,4 / 6 кВ бажано короткочасно отримувати змінну напругу 18-; 20 кВ, застосовують схему з форсованим режимом; роботи.
Резонансні трансформатори належать до нерегульованих установкам, у яких резонансний контур утворюється в основному індуктивністю вторинної обмотки і ємністю кабелю. Резонансні трансформатори, прості, мають порівняно малу масу і розміри. Найбільш часто застосовують резонансний апарат РА-2.
У всіх випадках ушкоджень кабельних ліній попередньо визначають зону пошкодження на лінії і після цього різними методами уточнюють місце пошкодження безпосередньо на трасі лінії. Для визначення зони пошкодження лінії застосовують імпульсний і методи коливального розряду, петлі і ємнісний. Для знаходження місця пошкодження безпосередньо на трасі лінії рекомендується застосовувати акустичний, індукційний і метод накладної рамки. Для прикладу відшукання дефектних місць в кабельних лініях нижче будуть розглянуті імпульсний і акустичний методи.
Мал. 115. Вимірювання зондуючого і відбитого імпульсів при короткому замиканні жил кабелю
Імпульсний метод (рис: 115) заснований на вимірюванні часу пробігу короткого імпульсу, що посилається в лінію від місця вимірювання до місця пошкодження і назад. Швидкість поширення імпульсу по кабелю приймають рівною 160 м / мкс. На екрані електронно трубки приладу ИКЛ нанесені лінії імпульсу і масштабних відміток часу, які слідують через 2 мкс. Відраховуючи по екрану кількість масштабних відміток до місця пошкодження і знаючи швидкість імпульсу, множенням цих величин визначають відстань до місця пошкодження. Для випадку пошкодження, показаного на рис. 115, виходить відмітка 2,8, що відповідає відстані Lx, від місця приєднання приладу ИКЛ до місця пошкодження кабелю. Lx = vn = 160 • 2,8 = 448 м, де v = 160 м / мкс, п - кількість масштабних відміток.
1Указанний метод застосовують при обриві або одно-, дво- або трифазних коротких замикань за умови, що перехідний опір в місці пошкодження не перевищує 100 - 200 Ом.
Мал. 116. Схеми визначення місця ушкодження акустичним методом:
а- для запливають пробоїв в муфтах, б - при стійкому замиканні, в - з використанням ємності непошкоджених жив, 1 - фази кабелю, 2 - металева оболонка кабелю, 3 - пошкоджене місце на кабельної лінії; Р - розрядник, С - зарядна ємність
При акустичному методі попередньо визначають зону пошкодження. Після цього оператор зі звук приймачем відправляється в зону пошкодження. На пошкоджену жилу подають імпульси з періодичністю близько одного імпульсу в секунду. Йдучи по трасі в зоні пошкодження, оператор прослуховує розряди. Якщо розряди непрослуховуються, звукопріемнік переносять вздовж траси лінії. Над місцем ушкодження кабельної лінії чутність іскрових розрядів найбільша.