Випробування та визначення місць ушкодження - Експлуатація та ремонт кабельних ліній до 10 кВ

Випробування та визначення місць пошкодження кабелів

Випробовування кабелів.

Для виявлення ослаблених місць в ізоляції кабелю та муфт кабельні лінії перед введенням в експлуатацію, а також періодично протягом усього терміну служби повинні зазнавати профілактичних випробувань. Кабелі з ослабленою ізоляцією при цьому доводять до пробою («пропалюють»), щоб запобігти їхньому аварійному виходу з ладу. Дефекти, які важко або неможливо виявити, виявляються під час випробування підвищеною напругою випрямленого струму. Випробувальна апаратура такого способу має порівняно невелику потужність; зазвичай використовують апарати АКИ-50 та АІІ-70 або пересувні лабораторії. До початку випробувань проводять ретельний зовнішній огляд усіх доступних ділянок та приєднань лінії. При виявленні явно незадовільного стану кінцевих муфт або закладень (сильно потріскався або виплив заливальний склад, зламані жили кабелю або сильно пошкоджена ізоляція, є сколи та тріщини в ізоляторах тощо) їх ремонтують до випробувань. Потім вимірюють значення R60h опору ізоляції жил кабелю мегаомметром на 2500 В. За величину опору ізоляції приймають значення R60h. При випробуванні підвищене напряжете прикладають по черзі до кожної жили кабелю, а дві інші жили разом із оболонкою заземлюють. В цьому випадку надійно випробовується як ізоляція жил по відношенню до землі, так і міжфазна ізоляція. Плавно збільшуючи напругу зі швидкістю 1 - 2 кВ/с, підвищують його до величини Е/ісп, величина якого для кабелів з паперовою ізоляцією напругою до 10 кВ включно становить 6 UH, а для кабелів із пластмасовою ізоляцією - 5t/H. Напруга підтримується незмінною протягом усього випробування: після прокладки або монтажу - 10 хв,решті випадків — 5 хв. Відлік часу починається з встановлення повної величини випробувального напруги. Якщо під час випробувань не відбулося пробою, перекриттів по поверхні кінцевих муфт, зростання струму витоку (особливо в останню хвилину) або різких кидків струму, то кабель вважається таким, що витримав випробування. При помітному наростанні струму витоку тривалість випробування збільшують до 10 - 20 хв, а при подальшому збільшенні його ведуть до пробою (пропалювання) кабелю. Необхідна точність вимірювань забезпечується пульсацією випрямленої напруги в межах 3 - 5% від номінальної. Щоб уникнути неприпустимих похибок вимірювання через підвищену пульсацію, в випробувальний ланцюг вводять додатковий баластний конденсатор. Це дозволяє одночасно усунути похибку вимірювання струму витоку, пов'язану з неповним випрямленням. Мал. 1. Орієнтовна залежність поправочного коефіцієнта від температури кабелю

Крім пульсації, на точність вимірювань впливає температура кабелю, яка враховується запровадженням коефіцієнта к. Залежність цього коефіцієнта від температури кабелю показано на рис. 1. Випробування кабелю підвищеною напругою рекомендується проводити при температурі 5 - 30 °С. Щоб унеможливити вплив струмів навантаження на нагрівання кабелю, його слід відчувати не раніше ніж через 15 хв після відключення. Порівняння величини струмів витоку, виміряних у різний час, проводять при одній температурі. В окремих випадках для усунення похибок, пов'язаних з наявністю паразитних струмів застосовують екрановані кабелі і спеціальні схеми вимірювань. Якщо при випробуваннях після монтажу струми витоку мають стабільне значення вище 300 мкА для ліній до 10 кВ, то КЛ приймають в експлуатацію, але термін до наступного профілактичноговипробування зменшують. Поштовхи струму, що з'явилися під час випробування, вказують на пошкодження кабелю. У цьому випадку випробування припиняють та визначають характер та місце ушкодження кабелю. До та після випробувань підвищеною напругою опір ізоляції перевіряють мегаомметром на 2500 В; в обох випадках його показання мають бути однаковими. Ізоляцію кабелів напругою до 1000 В після дрібних ремонтів, не пов'язаних з перемонтажем кабелю, можна перевіряти лише мегаомметром, обов'язково розряджаючи кабель після вимірювання.

Визначення місця ушкодження КЛ

Визначення місця пошкодження КЛ починають з відключення та від'єднання кінців кабелю з обох боків. Потім визначають характер ушкодження, вимірюючи мегаомметром опір ізоляції кожної струмоведучої жили щодо землі та між усіма жилами кабелю. Крім того, визначають відсутність обриву струмопровідних жил. Якщо за допомогою мегаомметра не вдасться виявити пошкодження ізоляції, то його характер визначають додатковим послідовним випробуванням ізоляції струмопровідних жил між собою та по відношенню до оболонки високою напругою випрямленого струму. Можливі такі варіанти пошкоджень:

  1. пошкодження ізоляції із замиканням однієї фази на землю;
  2. пошкодження ізоляції із замиканням двох або трьох фаз на землю або двох або трьох фаз між собою;
  3. обрив однієї, двох чи трьох фаз (із заземленням або без заземлення фаз);
  4. запливає пробою ізоляції;
  5. складні ушкодження, що є комбінації з різних ушкоджень.

Мал. 2. Вимірювання відстані до місця пошкодження кабелю за допомогою приладу ІКЛ Після з'ясування характеру пошкодження КЛ вибирають метод, що найбільше підходить для визначення місця пошкодження в даному конкретному випадку. УНасамперед рекомендується визначити зону, в межах якої розташоване пошкодження. Для цього використовують імпульсний та ємнісний методи, а також метод коливального розряду та петлі. Потім точне місце ушкодження виявляють безпосередньо на кабельній трасі індукційним чи акустичним методом. Іноді можна досить точно визначити місце ушкодження одним методом (наприклад, петльовим), у більшості випадків доводиться застосовувати два, а іноді й кілька методів.

Акустичним методом можна визначити пошкодження різного характеру: однофазні та міжфазні замикання з різними перехідними опорами, обрив однієї, двох або всіх жил. В окремих випадках можна виявити кілька пошкоджень на одній КЛ. Метод не застосовується при металевому з'єднанні жили з оболонкою та відсутності іскрових розрядів у місці ушкодження. Сутність методу полягає у прослуховуванні над місцем ушкодження звукових ударів, спричинених іскровим розрядом у каналі ушкодження. Застосування імпульсного, індукційного або акустичного методів відшукання пошкоджень вимагає значного зниження перехідного опору в місці пропалювання до 10 - 100 Ом. Це досягається шляхом пропалювання ізоляції у пошкодженому місці спеціальними установками. Ефективне пропалювання спостерігається доти, поки опір у місці ушкодження має той самий порядок величини, що і внутрішній опір пропальної установки, тому найбільш доцільним методом пропалювання є «ступінчастий спосіб». Сутність його полягає у зміні джерел живлення у міру зниження напруги пробою та опору в місці пошкодження, для чого застосовують комбіновані установки: спочатку кенотронну з великою напругою (до 50 - 60 кВ) та малим струмом (до 0,3 А); потім - газотронну, а назаключній стадії - трифазний трансформатор, регулюючи його роботу дросельними котушками, підключеними до первинного ланцюга, або звичайним силовим трансформатором. Доведенням струму пропалювання до 3 - 4 А можна знизити перехідний опір до необхідних меж. При використанні пересувної лабораторії ЛІК-1 ОМ допалювання можна здійснювати високочастотним генератором 48ГПС2. Для пропалювання кабелів можна застосовувати також резонансний метод. Для цього до кабелю, що паралельно пропалюється, має ємність Ск, підключають високовольтну котушку L2, яка при налаштуванні утворює з кабелем резонансний контур 50 Гц. Коливання у цьому контурі збуджуються завдяки зв'язку з іншою котушкою L1, що отримує живлення від НП мережі. У резонансному контурі може розвиватися імпульсна реактивна потужність до кількох сотень кВА, у той час як з мережі ПН споживається потужність декількох кіловат, що йде на покриття втрат. Гаряча установка виходить легкою та портативною. При вологій ізоляції процес пропалювання кабелю проходить спокійно, але перехідний опір зазвичай не вдається знизити до 1000 Ом. Застосування потужних марнотратних установок також не дає ефекту (характерна величина перехідного опору вологої кабельної ізоляції у місці пошкодження 1000 - 5000 Ом). У таких випадках для визначення місця пошкодження рекомендується використовувати метод петлі. При пропалюванні місць пошкоджень на KЛ можливі пробої та займання кабельних кінцевих муфт на протилежному боці лінії, тому під час робіт необхідно виставляти спостерігача у кінцевих муфт. У сучасних умовах для пошуку місць ушкоджень KЛ зазвичай використовують спеціальні пересувні електротехнічні лабораторії, призначені для проведення профілактичних випробуваньелектрообладнання до 35 кВ, а також визначення дефектів силових кабелів напругою до 10 кВ. Весь необхідний комплект обладнання такої лабораторії змонтований у кузові автомобіля та конструктивно поділено на два відсіки: оператора та високовольтного обладнання. У відсіку оператора розташована приладова стійка з пультом управління, за допомогою якого до вихідного вимірювального кабелю можна підключати окремі системи не виходячи з відсіку. При цьому фази вихідного кабелю, що не використовуються, а також системи приладів автоматично заземлюються і блокуються один від одного. Крім того, у відсіку оператора розташована шафа з ящиками для малогабаритних приладів та документації, шафа для робочого одягу, стілець, що обертається, з кріпленням для транспортування і столик. У відсіку високовольтного обладнання розташовані: модуль кабельних барабанів, високовольтний блок випробувальної установки, пристрій розрядки та заземлення, пристрій стабілізації електричної дуги та ін. Лабораторія забезпечена примусовим захистом від ураження персоналу електричним струмом при торканні. Незаземлена частина корпусу (відсік оператора) відокремлена від небезпечної високовольтної зони жорсткою прозорою перегородкою та додатковою ізоляцією. Увімкнення установки можливе лише після закриття дверей високовольтного відсіку лабораторії. Вимкнення захисту викликає автоматичне відключення всього високовольтного обладнання, а також його розряджання.