Кабель з ізоляцією із зшитого поліетилену
У Росії використовувати кабель, ізоляція якого виготовляється із зшитого поліетилену, почали в кінці 90-х років. На сьогоднішній день дані кабелі широко застосовуються в сучасному енергогосподарстві великих і малих міст, різних підприємств і інших об'єктів. Причиною такого поширення є безсумнівні переваги, якими володіють кабелі даного типу:
- з огляду на відсутність в ізоляції масла і, відповідно, виключаючи його перетікання з ділянок, розташованих вище на нижні ділянки, можлива прокладка кабелю на територіях, де є перепади висот;
- тривалий термін експлуатації. Значно перевищує період використання кабелю, ізоляція якого - паперово-масляна;
- висока надійність. зменшення кількості пошкоджень;
- гнучкість кабелю. спрощує його прокладку в важкодоступних місцях, на трасах підвищеної складності, а також забезпечує економію коштів і робочого часу монтажної бригади;
- широкий температурний діапазон прокладки - при виготовленні кабелю використовуються сучасні полімерні матеріали, які дають можливість здійснювати прокладку при температурі до -20 ° С, попередньо його НЕ розігріваючи;
- зменшення діелектричних втрат в порівнянні з використанням кабелів, що мають паперово-масляну ізоляцію.
Незважаючи на вагомі переваги, слід також враховувати і те, що надійність кабелю, незалежно від його типу та ізоляції залежить не тільки від наявних заводських характеристик, правильності здійснення прокладки і професійності виконання монтажу, але і від рівня технічного обслуговування, його своєчасного проведення, діагностики при приймання і в процесі експлуатації.
Як відомо, на даний момент відсутня будь-яка нормативна база. регламентує такі види робіт як випробування силових кабелів з ізоляцією із зшитого поліетилену або ж діагностика кабелю із зшитого поліетилену, а також багато інших. Тому для більшості організацій і підприємств, які стикаються з даними кабелями, питання технічного обслуговування є досить складним і проблемним. Норми випробувань кабелів з СПЕ-ізоляцією беруться з джерел різного ступеня інформативності і часто встановлюються заводами-виробниками, керуючись досвідом роботи зарубіжних колег.
Таке питання, як випробування кабелів з СПЕ ізоляцією є актуальним і розглядається провідними фахівцями. Інтерес до цього питання пов'язаний і з конструктивними особливостями кабелю, і з характеристиками матеріалу, який використовується для виготовлення ізоляції. Чи не менше уваги приділяється і таким питанням, як діагностика і періодичність випробувань кабельних ліній з СПЕ-ізоляцією. Досвід європейських колег є дуже цінним, дає можливість структурувати інформацію, що стосується питань прокладки, діагностики та обслуговування кабельних ліній.
1. Види пошкоджень кабелів, що мають СПЕ-ізоляцію
Фахівцями виділяються чотири типи ушкоджень кабелю зі СПЕ-ізоляцією, що є основними:
- зовнішні пошкодження ізоляції, які виникають в результаті порушення технології прокладки. Такі пошкодження складають 70% загальної кількості реєстрованих пошкоджень кабелю;
- внутрішні пошкодження ізоляції, які є результатом недотримання правил експлуатації (випробуванням постійною напругою), а також викликаються природним старінням (поява тріінгов, водних дерев);
- різні пошкодження наявного захисного екрану кабелю;
- різнотипні пошкодження кабельних жив.
Пошкодження кабелю із зшитого поліетилену
Випробування кабелю із зшитого поліетилену напругою постійного струму виявилося неефективним і непридатним, хоча з великим успіхом воно застосовувалося для тестування кабелів, що мають паперово-просочену ізоляцію. У разі випробування силових кабелів з ізоляцією із зшитого поліетилену напругою постійного струму відбувається утворення об'ємного заряду на мікровключеннями молекул води, які є сторонніми. Розрядка даного заряду при традиційному зняття з кабелю залишкового заряду шляхом заземлення не відбувається, тому що знизу і зверху даного «конденсатора» знаходиться зшитий поліетилен (діелектрик).
Подальша подача робочої напруги призводить до підсумовування напруженостей електричне поле і може викликати локальне перевищення межі міцності ізоляції, що викличе появу особливих "електричних деревовидних структур" (водні тріінгі). Ізоляція пошкоджується (причому ушкодження мають незворотній характер), наявність часткових розрядів, які виникають в слабких місцях ізоляції, сприяє подальшому розвитку водяних дерев. Але не тільки це призводить до розвитку водяних дерев, також сприяють з «розростання» дії електрополя, наявної води, різні механічні дефекти, час. Всі перераховані фактори разом з виниклими водяними деревами через певний час призводять до пробою, який виникає саме в місці основного скупчення даних водяних дерев. До того ж, випробування СПЕ кабелів підвищеною напругою постійного електроструму не дає ніяких можливостей для виявлення зароджуються ушкоджень серйозного характеру.
Водні тріінгі в ізоляції СПЕ кабелів
З огляду на вищесказане, випробування кабелю із зшитого поліетилену необхідно проводити з використанням змінної напруги. Постійно змінюється полярність заряду забезпечує компенсацію накопичуються зарядів, і відбувається їх розрядка. Ефективним є випробування СПЕ кабелів установкою СНЧ (напругою наднизької частоти). при якому вдається досягти максимальної швидкості розвитку пробою і виявити наявні дефекти протягом випробування. Форма вихідної напруги повинна бути симетричною - ця обставина є особливо важливим.
Цикл має позитивну і негативну половини, які не є ідентичними, так як залежність виду сигналу від величини навантаження дуже велика. Саме через це можливе накопичення постійної складової, що приводить до створення об'ємного заряду, здатного надалі викликати пошкодження кабелю. Цього не станеться, якщо форма синусоїди випробувальної напруги є повністю симетричною.
Установка СНЧ HVA-30 для випробування кабелю зі СПЕ ізоляцією
Основні особливості технології:
- вихідний сигнал абсолютної симетричності, незалежно від довжини кабелю, рівня напруги для випробування;
- випробувальне симетричне синусоїдальна напруга, яке забезпечує спрямованість поширення наявного ушкодження, що дає можливість проведення випробування високонадійних кабелів і визначати потенційні пробої (90%) протягом півгодини випробувань.
Результати проведення даних досліджень стали базою для розробки інструкції VDE DIN0276-620. по якій норми випробувань кабелів з СПЕ-ізоляцією визначають напругу, що дорівнює 3хUo (частота 0,1 Гц, час впливу - 30 хв).
Норми випробувань кабелів з СПЕ- ізоляцією згідно VDE DIN 0276-620
Напруга кабельної лінії, кВ
Випробувальна напруга на 0,1 Гц
3хUo *, кВ
* Uo = фазна напруга кабельної лінії (Uo = (3 * U) 1/2)
Відповідно до норм VDE DIN 0276-620 провідними фахівцями "Московських кабельних мереж". першої російської організації, яка впровадила кабелі з ізоляцією СПЕ у власному енергогосподарстві, найбільш досвідченою в роботі з кабелем даного виду, була розроблена власна інструкція для випробувань кабельних ліній, що має назву УП-Б-1.
Норми випробувань кабелів з СПЕ- ізоляцією згідно УП-Б-1
Напруга кабельної лінії, кВ
Випробувальна напруга на 0,1 Гц
3хUo *, кВ
Тривалість прикладення випробувальної напруги 0,1 Гц
Тривалість прикладення випробувальної напруги 0,1 Гц
Після ремонту
Періодичність випробувань кабельних ліній з СПЕ-ізоляцією 10кВ, 20кВ і 35кВ, включаючи кабельні вставки:
- перед включенням кабельної лінії в експлуатацію;
- після проведення ремонтів кабельних ліній.
2. Випробування оболонки кабелю із зшитого поліетилену
Другою необхідною типом випробувань є випробування оболонки кабелю із зшитого поліетилену.
Даний тип кабельних пошкоджень пов'язаний з корозійними процесами, їх згубним впливом, а також з впливами механічного характеру, що відбуваються під час виконання монтажу, ремонтних робіт та неузгоджених розкопок кабельних ліній. Якщо вчасно не провести ремонт ділянки пошкодженої оболонки кабелю, то основна ізоляція втратить свої властивості і відбудеться пробій кабельної лінії.
Випробування оболонки кабелю із зшитого поліетилену виконується з використанням підвищеної напруги постійного електроструму. При виникненні пробою проводиться локальний пошук конкретного місця пошкодження.
Норми випробувань оболонки кабелів зі СПЕ-ізоляцією згідно УП-Б-1
Напруга кабельної лінії, кВ
Випробувальна напруга постійного струму, кВ
Тривалість прикладення випробувальної напруги
Норми випробувань оболонки кабелів з СПЕ-ізоляцією регламентують періодичність їх виконання. Проведення випробувань пластикових захисних оболонок кабелів 10кВ-20кВ, що мають ізоляцію із зшитого поліетилену, виконуються:
- перед здійсненням включення кабельних ліній в експлуатацію;
- після проведення ремонтних робіт основної ізоляції кабельної лінії;
- при розкопках, які проводяться в охоронній зоні конкретної кабельної лінії, в зв'язку з можливим порушенням цілісності кабельних оболонок;
- періодично - після здачі в експлуатацію (через 2,5 року), потім 1 раз протягом 5 років.
Для цих цілей існує спеціально створені - особливий апаратний комплекс, який реалізує повний цикл відповідних робіт з проведення випробувань кабелів і кабельних оболонок, попередньому визначенню місць наявних пошкоджень і точного визначення місць знаходження дефектів оболонок із застосуванням методу крокової напруги (автоматичний режим).
3. Пошук ушкодження кабелю з зшитого поліетилену
Пошук ушкодження кабелю з зшитого поліетилену передбачає проведення робіт в трьох напрямках:
- знаходження місць пошкоджень кабельної ізоляції;
- знаходження місць пошкоджень кабельної оболонки;
- знаходження місць пошкоджень кабельних жив.
3.1. Знаходження місць пошкодженої кабельної ізоляції
Даний напрямок включає в себе два певних етапи:
- Визначення попередньої локалізації місця наявного пошкодження ізоляції, яке виконується з застосуванням петлевого методу (довжина кабелю повинна бути більше 50 м). На даному етапі застосовується прецизійний міст.
- Позначення точної локалізації із застосуванням методу крокової напруги.
3.2. Знаходження місць пошкоджень кабельної оболонки
Для попередньої локалізації місць наявних пошкоджень використовується бруківці метод проведення вимірювання по Мюррею і Глейзеру. Використання приймача універсального для точної локалізації методом імпульсного напруги. Прецизійний міст може реалізувати повний комплекс.
3.3. Знаходження місць пошкоджень в кабельних жилах
Застосовуються такі методи знаходження пошкоджень: прожиг (тільки для 3х жильного кабелю), попередня локалізація (застосування безпрожоговим методів), точна локалізація (акустичний метод). Повний цикл випробувань і знаходження місць пошкоджень реалізується спеціальним обладнанням.
Виконання повного циклу відповідних робіт з проведення випробувань і знаходження місць пошкоджень кабелів, що мають СПЕ-ізоляцію можливо з використанням спеціального обладнання. Компанія "Лаб-електро" має всі можливості і готова Вам допомогти! У разі необхідності, Ви завжди можете отримати консультацію з виникаючих питань у наших кваліфікованих фахівців. Телефонуйте за тел: (495) 669-40-84