

64
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
Анализ повреждаемости
кабельной сети г. Бишкек
В
статье
рассматривается
анализ
повреждаемости
кабельной
сети
6(10)
кВ
в
городе
Бишкек
.
Описывается
,
что
основным
типом
повреждений
являются
замыкания
одной
фазы
на
землю
,
возникающие
из
-
за
пробоя
изоляции
.
Подробно
анализируются
при
-
чины
,
ведущие
к
повреждениям
,
такие
как
некачественное
техническое
обслуживание
и
несоблюдение
сроков
его
проведения
.
Сделан
анализ
текущего
состояния
силовых
кабельных
линий
распределительной
сети
.
Изучены
характеры
и
виды
повреждений
высоковольтных
кабельных
сетей
г
.
Бишкек
.
Выявлены
факторы
,
влияющие
на
повреж
-
даемость
кабельных
линий
.
Также
исследуются
методы
прогнозирования
отказов
и
пути
повышения
надежности
кабельных
линий
.
Такырбашев
Б
.
К
.,
к
.
т
.
н
.,
доцент
кафедры
«
Электроэнергетика
»
Кыргызского
государственного
технического
университета
им
.
И
.
Раззакова
Элсуйор
Эрик
уулу
,
аспирант
кафедры
«
Электроэнергетика
»
Кыргызского
государственного
технического
университета
им
.
И
.
Раззакова
Тайчабаров
У
.
М
.,
начальник
службы
кабельных
линий
Бишкекского
ПЭС
А
нализ
повреждаемости
кабельной
сети
6(10)
кВ
в
городе
Бишкеке
представляет
собой
важную
и
актуальную
задачу
,
кото
-
рая
требует
комплексного
подхода
и
глу
-
бокого
понимания
как
технических
,
так
и
социальных
аспектов
функционирования
электрических
сетей
.
В
условиях
современного
мира
,
где
надежность
электроснабжения
является
одним
из
ключевых
фак
-
торов
для
обеспечения
стабильного
функционирова
-
ния
экономики
и
социальной
сферы
,
исследование
проблем
,
связанных
с
повреждаемостью
кабельных
линий
,
становится
особенно
значимым
.
Кабельные
сети
6(10)
кВ
играют
важную
роль
в
распределении
электроэнергии
,
обеспечивая
надежное
и
безопас
-
ное
электроснабжение
как
для
промышленных
,
так
и
для
бытовых
потребителей
.
Однако
несмотря
на
достижения
в
области
технологий
и
материалов
,
по
-
вреждения
кабельных
линий
остаются
одной
из
ос
-
новных
проблем
,
с
которыми
сталкиваются
энерге
-
тические
компании
.
Основным
типом
повреждений
,
как
показывает
практика
,
являются
замыкания
одной
фазы
на
землю
,
возникающие
в
результате
пробоя
изоляции
.
Эти
инциденты
могут
приводить
к
серьез
-
ным
последствиям
,
включая
отключения
электро
-
энергии
,
повреждение
оборудования
и
даже
угрозу
безопасности
для
людей
.
Актуальность
данной
рабо
-
ты
обусловлена
необходимостью
выявления
и
ана
-
лиза
причин
,
ведущих
к
повреждениям
кабельной
сети
.
В
частности
,
некачественное
техническое
об
-
служивание
,
несоблюдение
сроков
проведения
про
-
филактических
работ
и
недостаточная
квалифика
-
ция
персонала
могут
существенно
увеличивать
риск
возникновения
аварийных
ситуаций
.
В
рамках
исследования
был
проведен
детальный
анализ
этих
факторов
,
что
позволило
не
только
по
-
нять
текущее
состояние
кабельной
сети
,
но
и
вы
-
работать
рекомендации
по
улучшению
ее
эксплу
-
атации
.
Важным
аспектом
работы
стало
изучение
методов
прогнозирования
отказов
,
которые
могут
помочь
в
своевременном
выявлении
потенциальных
проблем
и
минимизации
их
последствий
.
Примене
-
ние
современных
технологий
,
таких
как
мониторинг
состояния
кабелей
и
использование
аналитических
инструментов
,
позволяет
значительно
повысить
уровень
надежности
кабельных
линий
.
Рассмотрен
опыт
других
регионов
и
стран
,
который
может
послу
-
жить
основой
для
внедрения
эффективных
решений
в
Бишкеке
.
Статистика
повреждаемости
кабельных
линий
также
освещена
в
работе
.
Анализ
данных
о
частоте
и
характере
повреждений
позволяет
выявить
тен
-
денции
и
закономерности
,
что
,
в
свою
очередь
,
мо
-
жет
помочь
в
разработке
более
эффективных
стра
-
тегий
по
управлению
рисками
.
Важно
отметить
,
что
статистические
данные
не
только
отражают
текущее
состояние
дел
,
но
и
служат
основой
для
прогнози
-
рования
будущих
событий
,
что
является
ключевым
элементом
в
управлении
электрическими
сетями
.
Кроме
того
,
в
работе
рассмотрены
методы
повы
-
шения
надежности
кабельных
сетей
.
Это
включает
в
себя
как
технические
решения
,
такие
как
модер
-
низация
оборудования
и
улучшение
изоляционных
материалов
,
так
и
организационные
меры
,
направ
-
ленные
на
повышение
квалификации
персонала
и
улучшение
системы
управления
техническим
об
-
служиванием
.
Важно
понимать
,
что
комплексный
подход
к
решению
проблемы
повреждаемости
ка
-
бельных
сетей
может
значительно
снизить
риски
и
повысить
уровень
надежности
электроснабжения
.
Не
менее
важным
аспектом
является
анализ
со
-
циально
-
экономических
последствий
,
связанных
с
повреждениями
кабельной
сети
.
Отключения
элек
-

65
троэнергии
могут
негативно
сказаться
на
жизни
граж
-
дан
,
привести
к
экономическим
потерям
для
бизнеса
и
создать
дополнительные
нагрузки
на
сис
темы
жиз
-
необеспечения
.
Поэтому
понимание
этих
послед
-
ствий
и
разработка
мер
по
их
минимизации
также
освещены
в
данной
работе
.
В
ходе
работы
рассмо
-
трены
ключевые
аспекты
,
такие
как
типы
и
причи
-
ны
повреждений
,
методы
прогнозирования
отказов
,
статистика
повреждаемости
,
методы
повышения
на
-
дежности
и
социально
-
экономические
последствия
.
Все
эти
элементы
в
совокупности
помогают
не
толь
-
ко
глубже
понять
проблему
,
но
и
выработать
прак
-
тические
рекомендации
для
повышения
надежности
и
безопасности
кабельных
сетей
в
Бишкеке
.
АНАЛИЗ
ТЕКУЩЕГО
СОСТОЯНИЯ
КАБЕЛЬНЫХ
СЕТЕЙ
Кабельные
линии
напряжением
6(10)
кВ
являются
самыми
распространенными
видами
линий
электро
-
передачи
в
городе
Бишкек
.
Протяженность
кабель
-
ных
линий
в
настоящее
время
составляет
более
тысячи
километров
.
Режим
заземления
нейтрали
—
изолированная
.
Большинство
эксплуатируемых
трехжильных
кабелей
имеют
изоляцию
из
бумаги
,
пропитанной
маслом
,
либо
пластмассовую
изоляцию
,
небольшая
часть
кабелей
—
одножильные
с
изоляцией
из
сши
-
того
полиэтилена
.
Кабели
,
проложенные
в
земле
,
дополнительно
защищены
металлической
броней
.
Многолетний
анализ
показал
,
что
с
каждым
годом
увеличивается
повреждаемость
кабельных
линий
.
По
отчетным
данным
за
2022
год
в
Национальной
электрической
сети
Кыргызстана
(
НЭСК
)
произошло
51
аварийное
отключение
на
каждые
100
км
кабель
-
ных
линий
г
.
Бишкек
.
В
среднем
при
нормальной
экс
-
плуатации
на
каждые
100
км
кабельных
линий
про
-
исходит
20–30
аварий
в
год
.
Удовлетворительным
состоянием
электрических
сетей
считается
,
когда
количество
аварийных
отключений
за
год
не
превы
-
шает
40
отключений
на
100
км
кабельных
линий
[1].
У
воздушных
линий
этот
показатель
в
1,5–2
раза
меньше
,
чем
у
кабельных
.
По
результатам
многолетнего
мониторинга
выяв
-
лены
следующие
причины
повреждений
кабельных
линий
:
–
заводской
брак
,
неправильная
прокладка
кабеля
в
траншее
;
–
механические
повреждения
из
-
за
раскопок
вбли
-
зи
трассы
пролегания
кабельных
линий
;
–
внутренние
перенапряжения
в
сети
;
–
длительная
перегрузка
кабеля
по
току
;
–
неправильный
монтаж
соединительных
и
конце
-
вых
муфт
кабеля
,
коррозия
кабельной
оболочки
,
старение
изоляции
.
Вследствие
вышеописанных
причин
в
кабельных
сетях
происходят
однофазные
замыкания
на
землю
.
Однофазный
малый
ток
замыкания
на
землю
,
про
-
ходя
через
поврежденную
изоляцию
«
фаза
-
земля
»,
нагревает
возможное
место
повреждения
,
затем
по
-
степенно
разрушает
изоляцию
жил
соседних
фаз
[2].
В
результате
происходит
пробой
изоляции
с
пере
-
ходом
на
межфазное
короткое
замыкание
кабеля
.
Задача
заключается
в
анализе
текущего
состояния
кабельных
сетей
г
.
Бишкека
,
уменьшении
аварийных
отключений
и
обеспечении
селективности
автомати
-
ческого
отключения
кабеля
от
сети
при
его
повреж
-
дении
.
Питание
в
кабельные
сети
г
.
Бишкека
поступает
от
25
подстанций
110
кВ
и
от
17
подстанций
35
кВ
.
Из
них
шесть
подстанций
110
кВ
и
десять
подстан
-
ций
35
кВ
переведены
в
режим
низкоомного
рези
-
стивного
заземления
нейтрали
,
а
оставшаяся
часть
подстанций
работает
в
режиме
изолированной
ней
-
трали
.
По
данным
учета
аварийных
отключений
ав
-
томатизированной
системы
планирования
и
ремонта
(
АСПР
)
НЭСК
в
сетях
6(10)
кВ
Бишкекского
ПЭС
за
9
месяцев
2023
года
произошло
608
аварийных
от
-
ключений
,
из
них
60%
аварийных
отключений
из
-
за
повреждения
кабельных
линий
.
Характер
повреж
-
дения
кабелей
по
работе
защиты
МТЗ
и
МТО
ли
-
ний
показывает
,
что
из
-
за
однофазного
замыкания
на
землю
повышается
напряжение
между
фазами
,
в
дальнейшем
постепенно
переходящее
в
межфаз
-
ное
короткое
замыкание
.
Анализ
аварийных
отклю
-
чений
в
сетях
6(10)
кВ
показал
,
что
,
в
основном
,
по
-
вреждения
происходят
на
участках
кабельной
сети
,
где
отсутствует
резистивное
заземление
нейтрали
,
то
есть
в
сетях
с
изолированной
нейтралью
.
Многолетний
мониторинг
и
анализ
подтвердили
,
что
при
заземлении
нейтрали
через
низкоомный
ре
-
зистор
повреждаемость
значительно
ниже
,
чем
в
се
-
тях
с
изолированной
нейтралью
.
В
городе
Бишкек
в
настоящее
время
находит
-
ся
в
эксплуатации
:
КЛ
110
кВ
—10
км
;
КЛ
35
кВ
—
73,0
км
;
КЛ
6–10
кВ
— 1005
км
.
Около
45%
кабельной
сети
находится
в
эксплуа
-
тации
более
30
лет
.
Кабельные
линии
практически
отработали
свой
ресурс
и
не
соответствуют
совре
-
менным
требованиям
:
имеют
низкую
пропускную
способность
,
а
также
несоответствие
категории
по
изоляции
кабеля
номинальному
напряжению
про
-
мышленной
частоты
между
проводником
и
землей
или
металлическим
экраном
,
используемым
в
кон
-
струкции
кабеля
.
В
настоящее
время
городские
сети
,
имеющие
напряжение
6
кВ
,
планомерно
переводят
-
ся
на
рабочее
напряжение
10
кВ
,
что
позволяет
сни
-
жать
технические
потери
в
сетях
и
улучшать
каче
-
ство
электроснабжения
потребителей
.
Вместе
с
тем
кабельные
линии
6/10
кВ
,
проложенные
в
50–80-
х
го
-
дах
прошлого
века
,
выполнены
кабелем
с
бумажной
изоляцией
и
требуют
срочной
замены
,
так
как
изо
-
ляция
не
выдерживает
работы
на
напряжении
10
кВ
.
В
связи
с
этим
часть
кабельной
линии
по
проекту
«
Реабилитации
сетей
г
.
Бишкека
»
в
2012–2014
годах
была
заменена
на
кабель
с
изоляцией
из
сшитого
полиэтилена
.
Проложены
кабельные
линии
6/10
кВ
марки
NA2(FL)2Y1
400mm
2
— 75 648
м
и
35
кВ
NA2(FL)2Y1
400mm
2
— 9828
м
с
изоляцией
катего
-
рии
«
А
»
производства
Турции
.
Помимо
этого
,
требуется
обновление
и
модерни
-
зация
кабельных
сетей
в
следующих
объемах
:
КЛ
35
кВ
— 41,07
км
(56,2%);
КЛ
6/10
кВ
— 445,1
км
(44,3%).
Текущее
состояние
кабельных
сетей
(
по
состо
-
янию
на
2022
год
)
позволяет
обеспечить
передачу
№
1 (88) 2025

66
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
электроэнергии
потребителям
в
объеме
2
млрд
738
млн
кВт
·
ч
.
Однако
высокий
уровень
износа
ка
-
бельных
линий
в
ближайшее
время
не
позволит
осуществлять
надежную
передачу
электрической
энергии
потребителям
без
надлежащего
проведения
глубокой
модернизации
действующих
кабельных
ли
-
ний
,
ввода
новых
и
автоматизации
диагностики
.
Помимо
этого
,
компании
испытывают
дефицит
финансовых
средств
на
приобретение
необходимых
современных
кабельных
муфт
и
кабельной
продук
-
ции
,
обеспечивающих
высокую
надежность
и
эф
-
фективность
кабельной
сети
.
Дополнительным
фактором
,
влияющим
на
надеж
-
ность
кабельной
инфраструктуры
,
является
выбор
трасс
прокладки
кабельных
линий
.
Из
-
за
плотности
укладки
существующих
коммуникаций
в
г
.
Бишкек
выбор
трасс
для
новых
КЛ
происходит
по
принципу
«
оставшегося
свободного
пространства
».
Как
след
-
ствие
,
часто
не
соблюдаются
нормативные
рассто
-
яния
до
смежных
коммуникаций
и
других
объектов
и
при
проведении
,
к
примеру
,
работ
по
ремонту
те
-
плотрассы
в
ходе
раскопок
повреждается
и
кабель
-
ное
хозяйство
(
рисунок
1).
В
местах
,
где
кабельные
линии
проходят
рядом
с
деревьями
,
из
-
за
роста
кор
-
ней
происходят
смещения
грунта
и
самих
кабелей
,
что
в
отдельных
случаях
приводит
к
их
излому
,
по
-
явлению
трещин
изоляции
,
что
становится
причиной
повреждения
КЛ
.
На
рисунке
2
показано
место
по
-
вреждения
кабеля
в
результате
микротрещины
изо
-
ляции
.
В
городе
Бишкек
проложены
однофазные
сило
-
вые
кабели
10
кВ
с
изоляцией
из
сшитого
полиэтиле
-
на
(
производства
Турции
)
общей
длиной
76
км
.
Не
-
достатком
данных
кабелей
оказался
выбор
класса
изоляции
«
А
».
По
требованию
стандарта
IEC 60502-2
кабели
классом
изоляции
«
А
»
при
замыкании
на
землю
одной
фазы
должны
отключаться
в
течение
менее
одной
минуты
[3].
Однако
при
однофазном
замыкании
на
землю
в
кабельных
сетях
с
изолиро
-
ванной
нейтралью
по
проекту
предусмотрена
за
-
щита
кабельных
линий
только
на
сигнал
.
Еще
один
недостаток
—
выбрано
уменьшенное
сечение
экра
-
на
кабеля
.
Рекомендуется
принять
сечение
экрана
F
э
50
мм
2
[4].
В
этом
случае
заземляется
экран
кабеля
со
сто
-
роны
источника
питания
,
а
другой
конец
экрана
со
стороны
потребителя
подключается
к
ОПН
.
Много
-
летние
наблюдения
показали
,
что
при
ОЗЗ
в
кабель
-
Рис
. 1.
Трассы
кабельных
линий
и
теплосетей
по
ул
. 7
Апреля
(
красным
кругом
отмечены
места
прохода
кабельных
линий
рядом
с
теплотрассами
)

67
ных
сетях
с
изолированной
нейтралью
происходило
большое
количество
перенапряжений
,
которые
раз
-
рушали
изоляцию
во
многих
местах
.
Для
уменьше
-
ния
дуговых
и
феррорезонансных
перенапряжений
в
сетях
6(10)
кВ
на
секциях
шин
6(10)
кВ
десяти
подстанций
были
подключены
высоковольтные
низ
-
коомные
резисторы
сопротивлением
50(100)
Ом
,
через
фильтр
масляный
заземляемый
однофазный
(
ФМЗО
).
Низкоомные
заземления
нейтрали
полно
-
стью
исключают
явления
феррорезонансных
пере
-
напряжений
в
сети
и
гарантированно
уменьшают
лю
-
бые
перенапряжения
до
величины
1–2,2
U
ф
.
Низкоомное
резистивное
заземление
нейтрали
позволяет
выстраивать
эффективную
защиту
ка
-
бельных
линий
от
однофазных
замыканий
на
землю
.
В
результате
установки
высоковольтных
низкоомных
резисторов
аварийные
отключения
кабельных
линий
сократились
на
60%.
ПУТИ
УМЕНЬШЕНИЯ
ПОВРЕЖДАЕМОСТИ
КАБЕЛЬНОЙ
СЕТИ
Выбор
трасс
вновь
строящихся
и
реконструиру
-
емых
кабельных
линий
в
г
.
Бишкек
осуществляется
совместно
с
МП
«
Бишкек
Главархитектура
».
При
этом
рекомендуется
выбирать
оптимальные
трас
-
сы
КЛ
с
учетом
затрат
на
эксплуатационно
-
ремонт
-
ные
работы
согласно
требованию
главы
2
п
. 2.3.25,
2.3.30 «
ПУЭ
» [5].
Однако
напоминаем
,
что
в
настоя
-
щее
время
питающие
центры
кабельной
сети
,
такие
как
подстанции
35/6(10)
кВ
,
подстанции
110/6(10)
кВ
в
объемах
47%
и
76%
соответственно
не
переведе
-
ны
в
режим
низкоомного
резистивного
заземления
нейтрали
.
Исходя
из
этого
,
в
дальнейшем
рекомендуется
выбирать
кабели
с
изоляцией
из
сшитого
полиэти
-
лена
только
категории
«
С
»,
так
как
в
сетях
6–35
кВ
однофазные
замыкания
на
землю
могут
суще
-
ствовать
длительное
время
.
В
этом
случае
в
сетях
с
изолированной
нейтралью
,
согласно
ПУЭ
,
за
-
щиту
ОЗЗ
рекомендуется
выполнять
с
действием
на
сигнал
.
В
таблице
1
приведены
сравнительные
харак
-
теристики
кабелей
с
изоляцией
различных
катего
-
рий
и
рекомендуемые
номинальные
напряжения
для
их
применения
в
соответствии
со
стандартом
IEC 60502-2 [3].
Номинальные
напряжения
U
0
/
U
(
U
m
)
кабелей
,
ко
-
торые
рассматриваются
в
стандарте
IEC 60502-2,
следующие
:
U
0
/
U
(
U
m
) = 3,6/6 (7,2)
кВ
— 6/10 (12)
кВ
—
8,7/15 (17,5)
кВ
— 12/20 (24)
кВ
— 18/30 (36)
кВ
.
Символы
,
применяемые
в
обозначении
напря
-
жения
кабелей
U
0
/
U
(
U
m
):
U
0
—
номинальное
напря
-
жение
промышленной
частоты
между
проводником
и
землей
или
металлическим
экраном
,
учитываемое
при
изготовлении
кабеля
;
U
—
номинальное
напря
-
жение
промышленной
частоты
между
проводника
-
ми
,
учитываемое
в
конструкции
кабеля
;
U
m
—
мак
-
симальное
значение
самого
высокого
напряжения
в
системе
,
при
котором
еще
может
использоваться
оборудование
.
Номинальное
напряжение
кабеля
должно
соот
-
ветствовать
эксплуатационному
режиму
в
системе
,
в
которой
используется
кабель
.
Для
облегчения
выбора
кабеля
все
системы
разделяются
на
три
категории
:
–
категория
A
включает
те
системы
,
в
которых
лю
-
бой
фазный
проводник
,
соприкасающийся
с
зем
-
лей
или
с
заземленным
проводником
,
должен
от
-
ключаться
от
сети
за
время
менее
одной
минуты
;
–
категория
B
включает
те
системы
,
где
в
течение
ко
-
роткого
времени
кабели
могут
эксплуатироваться
с
одной
заземленной
фазой
(
по
требованию
стан
-
дарта
IEC 60183
это
время
не
должно
превышать
одного
часа
;
для
кабелей
,
подпадающих
под
этот
стандарт
,
может
допускаться
и
более
длительный
период
,
однако
в
любом
случае
не
превышающий
8
часов
;
полная
продолжительность
коротких
за
-
мыканий
за
год
не
должна
превышать
125
часов
);
–
категория
C
включает
все
системы
,
которые
не
относятся
к
категориям
A
и
В
.
Необходимо
понимать
,
что
в
системе
изолиро
-
ванной
нейтрали
,
в
которой
замыкания
на
землю
не
устраняются
автоматически
в
течение
коротко
-
го
времени
,
создается
дополнительная
нагрузка
на
изоляцию
кабеля
,
что
сокращает
срок
службы
кабе
-
ля
.
По
этой
причине
там
,
где
имеются
проложенные
кабельные
линии
с
изоляцией
из
сшитого
полиэти
-
лена
производства
Турции
,
были
случаи
повреж
-
дения
кабельных
линий
в
сетях
с
изолированной
нейтралью
,
не
имеющих
защиты
от
однофазных
за
-
мыканий
на
землю
.
Рис
. 2.
Место
повреждения
изоляции
Табл
. 1.
Рекомендованные
номинальные
напряжения
U
0
(IEC 60502-2)
Самое
высокое
напряжение
в
системе
(
U
m
),
кВ
Номинальное
напряжение
(
U
0
),
кВ
Категории
A
и
B
Категория
C
7,2
3,6
6,0
12,0
6,0
8,7
36,0
18,0
–
№
1 (88) 2025

68
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
Учитывая
вышеизложенное
,
предлагается
пере
-
ход
от
режима
изолированной
нейтрали
к
режиму
с
низкоомным
заземлением
нейтрали
и
переводом
защиты
ОЗЗ
на
немедленное
отключение
кабельной
линии
.
Установка
резистора
нейтрали
увеличивает
чувствительность
защит
однофазного
замыкания
на
землю
кабельной
сети
.
РЕЗУЛЬТАТЫ
И
ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
Межфазные
замыкания
кабельных
сетей
можно
разделить
на
два
вида
.
Первый
—
повреждения
с
переходным
сопро
-
тивлением
,
близким
к
нулю
.
Такие
повреждения
по
-
являются
вследствие
протекания
большого
тока
ко
-
роткого
замыкания
в
месте
повреждения
,
из
-
за
чего
происходит
спайка
жил
между
собой
или
через
обо
-
лочку
.
Также
может
происходить
обгорание
кабеля
на
участке
обрыва
.
Второй
вид
—
с
переходным
сопротивлением
от
нескольких
сотен
Ом
до
десятка
кОм
.
Данный
вид
повреждений
характерен
для
ситуации
,
когда
между
жилами
имеется
большое
переходное
сопротивле
-
ние
и
их
замыкание
возможно
только
на
относитель
-
но
высоком
напряжении
через
оболочку
или
образо
-
вавшуюся
электрическую
дугу
.
Такой
вид
повреждения
,
как
обрыв
жилы
,
возни
-
кает
в
результате
перемещения
слоев
почвы
в
ме
-
стах
установки
муфт
.
При
этом
происходит
вытягива
-
ние
жил
кабеля
.
Для
такого
повреждения
характерно
высокое
сопротивление
изоляции
жилы
и
высокое
напряжение
пробоя
между
отрезками
жилы
.
Также
обрыв
жил
происходит
из
-
за
сильного
короткого
за
-
мыкания
.
Механические
повреждения
и
обрыв
кабеля
(
по
-
вреждения
механизмами
и
приспособлениями
за
-
щитных
покровов
,
оболочек
и
непосредственно
жил
кабеля
при
производстве
работ
)
возникают
в
ре
-
зультате
производства
земляных
работ
в
охранных
зонах
кабельных
линий
.
Это
одно
из
следствий
несоблюдения
необходимых
нормативных
рассто
-
яний
при
параллельной
прокладке
и
пересечени
-
ях
КЛ
и
других
инженерных
коммуникаций
.
В
этом
случае
основной
причиной
повреждений
являются
нарушения
правил
техники
безопасности
(
ПТБ
)
при
производстве
работ
в
охранных
зонах
КЛ
.
Доля
по
-
добных
технологических
нарушений
составляет
до
6,2%
от
общего
количества
аварийных
отключений
КЛ
6/10
кВ
.
Повреждения
КЛ
6/10–35
кВ
возникают
в
процес
-
се
эксплуатации
по
нескольким
причинам
.
Основными
причинами
аварийных
отключений
КЛ
6/10–35
кВ
являются
длительный
сверхнорма
-
тивный
срок
их
эксплуатации
,
разрушение
защит
-
ных
покровов
агрессивными
грунтами
по
трассе
КЛ
и
«
старение
»
защитных
покровов
и
оболочек
кабеля
.
В
результате
многолетних
наблюдений
основными
причинами
старения
кабелей
стали
:
окисление
алюминиевой
оболочки
,
стекание
масла
в
концевых
муфтах
,
длительная
работа
в
режиме
перегрузки
из
-
за
малого
сечения
токопроводящих
жил
кабеля
.
Еще
одной
причиной
являются
повреждения
КЛ
при
подвижках
грунта
,
которые
происходят
в
пери
-
од
оттаивания
почвы
после
зимы
и
в
период
наи
-
больших
летних
температур
из
-
за
пересыхания
почв
и
ухудшения
условий
охлаждения
КЛ
.
Дефекты
при
изготовлении
кабеля
,
которые
не
были
выявлены
при
испытаниях
КЛ
перед
включени
-
ем
(
обычно
выявляются
при
испытании
КЛ
повышен
-
ным
напряжением
перед
вводом
в
эксплуатацию
),
составляют
незначительную
долю
.
Несоблюдение
действующих
норм
и
правил
при
проектировании
и
строительстве
кабельных
линий
также
приводит
к
повреждению
кабеля
.
К
примеру
,
в
среднем
на
1
км
трассы
КЛ
приходится
до
пяти
поворотов
под
прямым
углом
.
При
этом
могут
не
соблюдаться
радиусы
поворота
,
также
могут
допу
-
скаться
нарушения
при
формировании
подложки
из
мягкого
грунта
.
Повреждения
КЛ
6/10–35
кВ
в
муфтах
возникают
по
нескольким
причинам
:
–
длительный
срок
эксплуатации
;
–
низкое
качество
кабельной
арматуры
;
–
дефекты
муфт
,
возникшие
из
-
за
несоблюдения
технологии
при
их
монтаже
,
в
том
числе
монтаж
муфт
при
повышенной
влажности
;
–
подвижка
и
осадка
грунта
.
Повреждения
в
концевых
муфтах
возникают
в
ос
-
новном
из
-
за
ослабления
контактов
(
дефект
болто
-
вого
контактного
соединения
),
осушения
изоляции
на
вертикальных
участках
КЛ
в
РУ
6/10
кВ
,
низкого
качества
кабельной
арматуры
,
несоблюдения
техно
-
логии
при
монтаже
концевых
заделок
.
Классификация
аварийных
отключений
в
кабель
-
ных
сетях
6/10–35
кВ
г
.
Бишкек
на
основании
данных
за
2022
год
и
9
месяцев
2023
года
в
процентном
со
-
отношении
от
общего
количества
выглядит
следую
-
щим
образом
:
–
механические
повреждения
КЛ
от
2,5%
до
6,4%;
–
повреждения
на
целых
участках
КЛ
от
44,7%
до
62,1%;
–
повреждения
в
монтажных
муфтах
от
2,2%
до
15,7%;
–
повреждения
в
ремонтных
муфтах
от
22,3%
до
42,6%;
–
повреждения
в
концевых
муфтах
от
1,6%
до
20,8%.
С
2006
года
наблюдается
стойкий
рост
поврежде
-
ний
на
целых
участках
КЛ
6/10–35
кВ
.
В
2006
году
диапазон
повреждений
за
12
месяцев
составлял
:
–
в
целых
местах
КЛ
от
24,1%
до
36,0%;
–
в
ремонтных
муфтах
от
49,6%
до
64,6%.
В
2022
году
за
12
месяцев
:
–
в
целых
местах
КЛ
от
44,7%
до
62,1%;
–
в
ремонтных
муфтах
от
10,5%
до
43,2%.
Стабильный
рост
повреждений
на
целых
участ
-
ках
КЛ
почти
на
100%
однозначно
свидетельству
-
ет
об
износе
и
старении
оборудования
и
необхо
-
димости
проведения
масштабной
реконструкции
кабельных
сетей
с
применением
новых
техноло
-
гий
и
с
учетом
перспективного
роста
потребления
электроэнергии
.

69
ЛИТЕРАТУРА
1.
Джумаева
Д
.
Д
.,
Тоиров
О
.
З
.,
Дар
-
хонова
Ш
.,
Бойкаров
С
.
Анализ
видов
и
причин
повреждения
вы
-
соковольтных
кабелей
горного
производства
// Universum:
техни
-
ческие
науки
, 2023,
№
5(110). URL:
https://7universum.com/ru/tech/ar-
chive/item/15474.
2.
Дмитриев
М
.
В
.
Кабельные
линии
высокого
напряжения
.
СПб
:
Изд
-
во
Политех
-
ПРЕСС
, 2021. 688
с
.
3. IEC
60502-2.
Силовые
кабели
с
экс
-
трудированной
изоляцией
и
ар
-
матура
на
номинальное
напряже
-
ние
от
1
кВ
(
U
m
= 1,2
кВ
)
до
30
кВ
(
U
m
= 36
кВ
).
Редакция
2.0 2005-03.
URL: https://vestplast.com/upload/
cabel_standarts/IEC%2060502-
2.pdf.
4.
Дмитриев
М
.
В
.
Выбор
сечения
экранов
однофазных
силовых
ка
-
белей
//
КАБЕЛЬ
-news, 2009,
№
5.
С
. 68–73.
5.
Правила
устройства
электроустано
-
вок
(
ПУЭ
).
Мин
энерго
СССР
. 6-
е
изд
.
М
.:
Энергоатомиздат
, 1985. 640
с
.
Данный
вид
повреждений
обусловлен
механи
-
ческими
повреждениями
защитного
покрова
кабе
-
ля
при
прокладке
,
старением
,
химическим
воздей
-
ствием
почвы
.
Сопротивление
замыкания
зависит
от
удельного
сопротивления
земли
в
месте
замы
-
кания
и
сопротивления
растекания
заземляющего
устройства
в
месте
заземления
оплетки
кабеля
.
Повреждения
кабельной
оболочки
возникают
с
течением
времени
и
могут
вызвать
повреждения
кабеля
,
в
частности
из
-
за
проникновения
влаги
и
по
-
вреждений
изоляции
.
Замыкания
на
землю
чаще
всего
происходят
из
-
за
низкоомного
замыкания
на
землю
одной
фазы
.
Характер
и
вид
повреждений
определяется
следу
-
ющим
образом
.
После
выполнения
всех
мер
безопас
-
ности
при
работах
в
действующих
электроустановках
приступают
к
определению
вида
и
характера
повреж
-
дения
.
С
помощью
мегомметра
и
омметра
производят
измерения
на
незаземленном
кабеле
между
жилами
и
каждой
жилой
и
оболочкой
,
и
землей
.
Данными
из
-
мерениями
выявляются
повреждения
однофазные
и
межфазные
с
сопротивлением
от
0
до
сотен
кОм
[1].
Методика
поиска
повреждений
кабеля
в
нестан
-
дартных
ситуациях
предполагает
при
анализе
по
-
вреждаемости
кабелей
устанавить
характеристи
-
ки
дефектов
и
определить
дальнейшие
действия
.
В
ходе
предварительной
локализации
дефекта
определяется
место
дефекта
с
точностью
до
одного
метра
,
чтобы
по
возможности
ограничить
объем
экс
-
кавации
грунта
и
минимизировать
время
ремонта
.
Далее
следует
анализ
повреждения
,
идентификация
кабелей
и
более
точная
локализация
.
На
рисунке
3
приведены
результаты
анализа
многолетней
эксплуатации
высоковольтных
ка
-
бельных
линий
,
показано
сравнение
причин
их
по
-
вреждаемости
.
Статистика
мест
повреждения
кабельных
линий
за
9
месяцев
2023
год
представлена
на
рисунке
4.
Считаем
,
что
основными
причинами
высокого
показателя
количества
аварийных
отключений
в
ка
-
бельных
сетях
являются
:
–
физический
износ
оборудования
;
–
низкая
пропускная
способность
,
не
отвечающая
современному
уровню
и
ежегодному
росту
потреб
-
ления
электроэнергии
;
–
значительное
опережение
темпов
старения
обо
-
рудования
над
темпами
реконструкции
сетей
(
для
достижения
паритета
необходимо
ежегодно
про
-
водить
реконструкцию
в
количестве
25–30
км
);
–
перевод
оборудования
на
рабочее
напряжение
10
кВ
при
использовании
кабелей
предназначен
-
ных
для
сетей
6
кВ
;
–
недостатки
релейной
защиты
.
Результаты
анализа
причин
повреждения
ка
-
бельных
линий
показывает
,
что
наибольшая
их
доля
возникает
из
-
за
механических
повреждений
.
При
эксплуатационно
-
ремонтных
работах
высоко
-
вольтных
кабельных
линий
необходимо
уделять
особое
внимание
предотвращению
механических
повреждений
.
Рис
. 3.
Сравнительная
оценка
повреждаемости
кабель
-
ных
линий
г
.
Бишкек
Рис
. 4.
Повреждения
кабельных
линий
г
.
Бишкек
за
9
месяцев
2023
года
№
1 (88) 2025
Оригинал статьи: Анализ повреждаемости кабельной сети г. Бишкек
В статье рассматривается анализ повреждаемости кабельной сети 6(10) кВ в городе Бишкек. Описывается, что основным типом повреждений являются замыкания одной фазы на землю, возникающие из-за пробоя изоляции. Подробно анализируются причины, ведущие к повреждениям, такие как некачественное техническое обслуживание и несоблюдение сроков. Сделан анализ текущего состояния силовых кабельных линий распределительной сети. Изучены характеры и виды повреждений высоковольтных кабельных сетей г. Бишкек. Выявлены факторы, влияющие на повреждаемость кабельных линий. Также исследуются методы прогнозирования отказов и пути повышения надежности кабельных линий.
Такырбашев Б.К., к.т.н., доцент кафедры «Электроэнергетика» Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова
Элсуйор Эрик уулу, аспирант кафедры «Электроэнергетика» Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова
Тайчабаров У.М., начальник службы кабельных линий Бишкекского ПЭС
Анализ повреждаемости кабельной сети 6(10) кВ в городе Бишкеке представляет собой важную и актуальную задачу, которая требует комплексного подхода и глубокого понимания как технических, так и социальных аспектов функционирования электрических сетей. В условиях современного мира, где надежность электроснабжения является одним из ключевых факторов для обеспечения стабильного функционирования экономики и социальной сферы, исследование проблем, связанных с повреждаемостью кабельных линий, становится особенно значимым. Кабельные сети 6(10) кВ играют важную роль в распределении электроэнергии, обеспечивая надежное и безопасное электроснабжение как для промышленных, так и для бытовых потребителей. Однако несмотря на достижения в области технологий и материалов, повреждения кабельных линий остаются одной из основных проблем, с которыми сталкиваются энергетические компании. Основным типом повреждений, как показывает практика, являются замыкания одной фазы на землю, возникающие в результате пробоя изоляции. Эти инциденты могут приводить к серьезным последствиям, включая отключения электроэнергии, повреждение оборудования и даже угрозу безопасности для людей. Актуальность данной работы обусловлена необходимостью выявления и анализа причин, ведущих к повреждениям кабельной сети. В частности, некачественное техническое обслуживание, несоблюдение сроков проведения профилактических работ и недостаточная квалификация персонала могут существенно увеличивать риск возникновения аварийных ситуаций.
В рамках исследования был проведен детальный анализ этих факторов, что позволило не только понять текущее состояние кабельной сети, но и выработать рекомендации по улучшению ее эксплуатации. Важным аспектом работы стало изучение методов прогнозирования отказов, которые могут помочь в своевременном выявлении потенциальных проблем и минимизации их последствий. Применение современных технологий, таких как мониторинг состояния кабелей и использование аналитических инструментов, позволяет значительно повысить уровень надежности кабельных линий. Рассмотрен опыт других регионов и стран, который может послужить основой для внедрения эффективных решений в Бишкеке.
Статистика повреждаемости кабельных линий также освещена в работе. Анализ данных о частоте и характере повреждений позволяет выявить тенденции и закономерности, что, в свою очередь, может помочь в разработке более эффективных стратегий по управлению рисками. Важно отметить, что статистические данные не только отражают текущее состояние дел, но и служат основой для прогнозирования будущих событий, что является ключевым элементом в управлении электрическими сетями. Кроме того, в работе рассмотрены методы повышения надежности кабельных сетей. Это включает в себя как технические решения, такие как модернизация оборудования и улучшение изоляционных материалов, так и организационные меры, направленные на повышение квалификации персонала и улучшение системы управления техническим обслуживанием. Важно понимать, что комплексный подход к решению проблемы повреждаемости кабельных сетей может значительно снизить риски и повысить уровень надежности электроснабжения.
Не менее важным аспектом является анализ социально-экономических последствий, связанных с повреждениями кабельной сети. Отключения электроэнергии могут негативно сказаться на жизни граждан, привести к экономическим потерям для бизнеса и создать дополнительные нагрузки на сис темы жизнеобеспечения. Поэтому понимание этих последствий и разработка мер по их минимизации также освещены в данной работе. В ходе работы рассмотрены ключевые аспекты, такие как типы и причины повреждений, методы прогнозирования отказов, статистика повреждаемости, методы повышения надежности и социально-экономические последствия. Все эти элементы в совокупности помогают не только глубже понять проблему, но и выработать практические рекомендации для повышения надежности и безопасности кабельных сетей в Бишкеке.
АНАЛИЗ ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ КАБЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Кабельные линии напряжением 6(10) кВ являются самыми распространенными видами линий электропередачи в городе Бишкек. Протяженность кабельных линий в настоящее время составляет более тысячи километров. Режим заземления нейтрали — изолированная.
Большинство эксплуатируемых трехжильных кабелей имеют изоляцию из бумаги, пропитанной маслом, либо пластмассовую изоляцию, небольшая часть кабелей — одножильные с изоляцией из сшитого полиэтилена. Кабели, проложенные в земле, дополнительно защищены металлической броней. Многолетний анализ показал, что с каждым годом увеличивается повреждаемость кабельных линий. По отчетным данным за 2022 год в Национальной электрической сети Кыргызстана (НЭСК) произошло 51 аварийное отключение на каждые 100 км кабельных линий г. Бишкек. В среднем при нормальной эксплуатации на каждые 100 км кабельных линий происходит 20–30 аварий в год. Удовлетворительным состоянием электрических сетей считается, когда количество аварийных отключений за год не превышает 40 отключений на 100 км кабельных линий [1].
У воздушных линий этот показатель в 1,5–2 раза меньше, чем у кабельных.
По результатам многолетнего мониторинга выявлены следующие причины повреждений кабельных линий:
- заводской брак, неправильная прокладка кабеля в траншее;
- механические повреждения из-за раскопок вблизи трассы пролегания кабельных линий;
- внутренние перенапряжения в сети;
- длительная перегрузка кабеля по току;
- неправильный монтаж соединительных и концевых муфт кабеля, коррозия кабельной оболочки, старение изоляции.
Вследствие вышеописанных причин в кабельных сетях происходят однофазные замыкания на землю. Однофазный малый ток замыкания на землю, проходя через поврежденную изоляцию «фаза-земля», нагревает возможное место повреждения, затем постепенно разрушает изоляцию жил соседних фаз [2]. В результате происходит пробой изоляции с переходом на межфазное короткое замыкание кабеля.
Задача заключается в анализе текущего состояния кабельных сетей г. Бишкека, уменьшении аварийных отключений и обеспечении селективности автоматического отключения кабеля от сети при его повреждении.
Питание в кабельные сети г. Бишкека поступает от 25 подстанций 110 кВ и от 17 подстанций 35 кВ. Из них шесть подстанций 110 кВ и десять подстанций 35 кВ переведены в режим низкоомного резистивного заземления нейтрали, а оставшаяся часть подстанций работает в режиме изолированной нейтрали. По данным учета аварийных отключений автоматизированной системы планирования и ремонта (АСПР) НЭСК в сетях 6(10) кВ Бишкекского ПЭС за 9 месяцев 2023 года произошло 608 аварийных отключений, из них 60% аварийных отключений из-за повреждения кабельных линий. Характер повреждения кабелей по работе защиты МТЗ и МТО линий показывает, что из-за однофазного замыкания на землю повышается напряжение между фазами, в дальнейшем постепенно переходящее в межфазное короткое замыкание. Анализ аварийных отключений в сетях 6(10) кВ показал, что, в основном, повреждения происходят на участках кабельной сети, где отсутствует резистивное заземление нейтрали, то есть в сетях с изолированной нейтралью.
Многолетний мониторинг и анализ подтвердили, что при заземлении нейтрали через низкоомный резистор повреждаемость значительно ниже, чем в сетях с изолированной нейтралью.
В городе Бишкек в настоящее время находится в эксплуатации: КЛ 110 кВ —10 км; КЛ 35 кВ — 73,0 км; КЛ 6–10 кВ — 1005 км.
Около 45% кабельной сети находится в эксплуатации более 30 лет. Кабельные линии практически отработали свой ресурс и не соответствуют современным требованиям: имеют низкую пропускную способность, а также несоответствие категории по изоляции кабеля номинальному напряжению промышленной частоты между проводником и землей или металлическим экраном, используемым в конструкции кабеля. В настоящее время городские сети, имеющие напряжение 6 кВ, планомерно переводятся на рабочее напряжение 10 кВ, что позволяет снижать технические потери в сетях и улучшать качество электроснабжения потребителей. Вместе с тем кабельные линии 6/10 кВ, проложенные в 50–80-х годах прошлого века, выполнены кабелем с бумажной изоляцией и требуют срочной замены, так как изоляция не выдерживает работы на напряжении 10 кВ. В связи с этим часть кабельной линии по проекту «Реабилитации сетей г. Бишкека» в 2012–2014 годах была заменена на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена. Проложены кабельные линии 6/10 кВ марки NA2(FL)2Y1×400mm2 — 75 648 м и 35 кВ NA2(FL)2Y1×400mm2 — 9828 м с изоляцией категории «А» производства Турции.
Помимо этого, требуется обновление и модернизация кабельных сетей в следующих объемах: КЛ 35 кВ — 41,07 км (56,2%); КЛ 6/10 кВ — 445,1 км (44,3%).
Текущее состояние кабельных сетей (по состоянию на 2022 год) позволяет обеспечить передачу электроэнергии потребителям в объеме 2 млрд 738 млн кВт·ч. Однако высокий уровень износа кабельных линий в ближайшее время не позволит осуществлять надежную передачу электрической энергии потребителям без надлежащего проведения глубокой модернизации действующих кабельных линий, ввода новых и автоматизации диагностики.
Помимо этого, компании испытывают дефицит финансовых средств на приобретение необходимых современных кабельных муфт и кабельной продукции, обеспечивающих высокую надежность и эффективность кабельной сети.

Дополнительным фактором, влияющим на надежность кабельной инфраструктуры, является выбор трасс прокладки кабельных линий. Из-за плотности укладки существующих коммуникаций в г. Бишкек выбор трасс для новых КЛ происходит по принципу «оставшегося свободного пространства». Как следствие, часто не соблюдаются нормативные расстояния до смежных коммуникаций и других объектов и при проведении, к примеру, работ по ремонту теплотрассы в ходе раскопок повреждается и кабельное хозяйство (рисунок 1). В местах, где кабельные линии проходят рядом с деревьями, из-за роста корней происходят смещения грунта и самих кабелей, что в отдельных случаях приводит к их излому, появлению трещин изоляции, что становится причиной повреждения КЛ. На рисунке 2 показано место повреждения кабеля в результате микротрещины изоляции.

В городе Бишкек проложены однофазные силовые кабели 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (производства Турции) общей длиной 76 км. Недостатком данных кабелей оказался выбор класса изоляции «А». По требованию стандарта IEC 60502-2 кабели классом изоляции «А» при замыкании на землю одной фазы должны отключаться в течение менее одной минуты [3]. Однако при однофазном замыкании на землю в кабельных сетях с изолированной нейтралью по проекту предусмотрена защита кабельных линий только на сигнал. Еще один недостаток — выбрано уменьшенное сечение экрана кабеля. Рекомендуется принять сечение экрана Fэ ≥ 50 мм2 [4].
В этом случае заземляется экран кабеля со стороны источника питания, а другой конец экрана со стороны потребителя подключается к ОПН. Многолетние наблюдения показали, что при ОЗЗ в кабельных сетях с изолированной нейтралью происходило большое количество перенапряжений, которые разрушали изоляцию во многих местах. Для уменьшения дуговых и феррорезонансных перенапряжений в сетях 6(10) кВ на секциях шин 6(10) кВ десяти подстанций были подключены высоковольтные низкоомные резисторы сопротивлением 50(100) Ом, через фильтр масляный заземляемый однофазный (ФМЗО). Низкоомные заземления нейтрали полностью исключают явления феррорезонансных перенапряжений в сети и гарантированно уменьшают любые перенапряжения до величины 1–2,2Uф.
Низкоомное резистивное заземление нейтрали позволяет выстраивать эффективную защиту кабельных линий от однофазных замыканий на землю. В результате установки высоковольтных низкоомных резисторов аварийные отключения кабельных линий сократились на 60%.
ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ
Выбор трасс вновь строящихся и реконструируемых кабельных линий в г. Бишкек осуществляется совместно с МП «Бишкек Главархитектура». При этом рекомендуется выбирать оптимальные трассы КЛ с учетом затрат на эксплуатационно-ремонтные работы согласно требованию главы 2 п. 2.3.25, 2.3.30 «ПУЭ» [5]. Однако напоминаем, что в настоящее время питающие центры кабельной сети, такие как подстанции 35/6(10) кВ, подстанции 110/6(10) кВ в объемах 47% и 76% соответственно не переведены в режим низкоомного резистивного заземления нейтрали.
Исходя из этого, в дальнейшем рекомендуется выбирать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена только категории «С», так как в сетях 6–35 кВ однофазные замыкания на землю могут существовать длительное время. В этом случае в сетях с изолированной нейтралью, согласно ПУЭ, защиту ОЗЗ рекомендуется выполнять с действием на сигнал.
В таблице 1 приведены сравнительные характеристики кабелей с изоляцией различных категорий и рекомендуемые номинальные напряжения для их применения в соответствии со стандартом IEC 60502-2 [3].

Номинальные напряжения U0/U(Um) кабелей, которые рассматриваются в стандарте IEC 60502-2, следующие: U0/U(Um) = 3,6/6 (7,2) кВ — 6/10 (12) кВ — 8,7/15 (17,5) кВ — 12/20 (24) кВ — 18/30 (36) кВ.
Символы, применяемые в обозначении напряжения кабелей U0/U(Um): U0 — номинальное напряжение промышленной частоты между проводником и землей или металлическим экраном, учитываемое при изготовлении кабеля; U — номинальное напряжение промышленной частоты между проводниками, учитываемое в конструкции кабеля; Um — максимальное значение самого высокого напряжения в системе, при котором еще может использоваться оборудование.
Номинальное напряжение кабеля должно соответствовать эксплуатационному режиму в системе, в которой используется кабель. Для облегчения выбора кабеля все системы разделяются на три категории:
- категория A включает те системы, в которых любой фазный проводник, соприкасающийся с землей или с заземленным проводником, должен отключаться от сети за время менее одной минуты;
- категория B включает те системы, где в течение короткого времени кабели могут эксплуатироваться с одной заземленной фазой (по требованию стандарта IEC 60183 это время не должно превышать одного часа; для кабелей, подпадающих под этот стандарт, может допускаться и более длительный период, однако в любом случае не превышающий 8 часов; полная продолжительность коротких замыканий за год не должна превышать 125 часов);
- категория C включает все системы, которые не относятся к категориям A и В.
Необходимо понимать, что в системе изолированной нейтрали, в которой замыкания на землю не устраняются автоматически в течение короткого времени, создается дополнительная нагрузка на изоляцию кабеля, что сокращает срок службы кабеля. По этой причине там, где имеются проложенные кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена производства Турции, были случаи повреждения кабельных линий в сетях с изолированной нейтралью, не имеющих защиты от однофазных замыканий на землю.
Учитывая вышеизложенное, предлагается переход от режима изолированной нейтрали к режиму с низкоомным заземлением нейтрали и переводом защиты ОЗЗ на немедленное отключение кабельной линии. Установка резистора нейтрали увеличивает чувствительность защит однофазного замыкания на землю кабельной сети.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Межфазные замыкания кабельных сетей можно разделить на два вида. Первый — повреждения с переходным сопротивлением, близким к нулю. Такие повреждения появляются вследствие протекания большого тока короткого замыкания в месте повреждения, из-за чего происходит спайка жил между собой или через оболочку. Также может происходить обгорание кабеля на участке обрыва.
Второй вид — с переходным сопротивлением от нескольких сотен Ом до десятка кОм. Данный вид повреждений характерен для ситуации, когда между жилами имеется большое переходное сопротивление и их замыкание возможно только на относительно высоком напряжении через оболочку или образовавшуюся электрическую дугу.
Такой вид повреждения, как обрыв жилы, возникает в результате перемещения слоев почвы в местах установки муфт. При этом происходит вытягивание жил кабеля. Для такого повреждения характерно высокое сопротивление изоляции жилы и высокое напряжение пробоя между отрезками жилы. Также обрыв жил происходит из-за сильного короткого замыкания.
Механические повреждения и обрыв кабеля (повреждения механизмами и приспособлениями защитных покровов, оболочек и непосредственно жил кабеля при производстве работ) возникают в результате производства земляных работ в охранных зонах кабельных линий. Это одно из следствий несоблюдения необходимых нормативных расстояний при параллельной прокладке и пересечениях КЛ и других инженерных коммуникаций. В этом случае основной причиной повреждений являются нарушения правил техники безопасности (ПТБ) при производстве работ в охранных зонах КЛ. Доля подобных технологических нарушений составляет до 6,2% от общего количества аварийных отключений КЛ 6/10 кВ.
Повреждения КЛ 6/10–35 кВ возникают в процессе эксплуатации по нескольким причинам.
Основными причинами аварийных отключений КЛ 6/10–35 кВ являются длительный сверхнормативный срок их эксплуатации, разрушение защитных покровов агрессивными грунтами по трассе КЛ и «старение» защитных покровов и оболочек кабеля. В результате многолетних наблюдений основными причинами старения кабелей стали: окисление алюминиевой оболочки, стекание масла в концевых муфтах, длительная работа в режиме перегрузки из-за малого сечения токопроводящих жил кабеля.
Еще одной причиной являются повреждения КЛ при подвижках грунта, которые происходят в период оттаивания почвы после зимы и в период наибольших летних температур из-за пересыхания почв и ухудшения условий охлаждения КЛ.
Дефекты при изготовлении кабеля, которые не были выявлены при испытаниях КЛ перед включением (обычно выявляются при испытании КЛ повышенным напряжением перед вводом в эксплуатацию), составляют незначительную долю.
Несоблюдение действующих норм и правил при проектировании и строительстве кабельных линий также приводит к повреждению кабеля. К примеру, в среднем на 1 км трассы КЛ приходится до пяти поворотов под прямым углом. При этом могут не соблюдаться радиусы поворота, также могут допускаться нарушения при формировании подложки из мягкого грунта.
Повреждения КЛ 6/10–35 кВ в муфтах возникают по нескольким причинам:
- длительный срок эксплуатации;
- низкое качество кабельной арматуры;
- дефекты муфт, возникшие из-за несоблюдения технологии при их монтаже, в том числе монтаж муфт при повышенной влажности;
- подвижка и осадка грунта.
Повреждения в концевых муфтах возникают в основном из-за ослабления контактов (дефект болтового контактного соединения), осушения изоляции на вертикальных участках КЛ в РУ 6/10 кВ, низкого качества кабельной арматуры, несоблюдения технологии при монтаже концевых заделок.
Классификация аварийных отключений в кабельных сетях 6/10–35 кВ г. Бишкек на основании данных за 2022 год и 9 месяцев 2023 года в процентном соотношении от общего количества выглядит следующим образом:
- механические повреждения КЛ от 2,5% до 6,4%;
- повреждения на целых участках КЛ от 44,7% до 62,1%;
- повреждения в монтажных муфтах от 2,2% до 15,7%;
- повреждения в ремонтных муфтах от 22,3% до 42,6%;
- повреждения в концевых муфтах от 1,6% до 20,8%.
С 2006 года наблюдается стойкий рост повреждений на целых участках КЛ 6/10–35 кВ. В 2006 году диапазон повреждений за 12 месяцев составлял:
- в целых местах КЛ от 24,1% до 36,0%;
- в ремонтных муфтах от 49,6% до 64,6%.
В 2022 году за 12 месяцев:
- в целых местах КЛ от 44,7% до 62,1%;
- в ремонтных муфтах от 10,5% до 43,2%.
Стабильный рост повреждений на целых участках КЛ почти на 100% однозначно свидетельствует об износе и старении оборудования и необходимости проведения масштабной реконструкции кабельных сетей с применением новых технологий и с учетом перспективного роста потребления электроэнергии.
Данный вид повреждений обусловлен механическими повреждениями защитного покрова кабеля при прокладке, старением, химическим воздействием почвы. Сопротивление замыкания зависит от удельного сопротивления земли в месте замыкания и сопротивления растекания заземляющего устройства в месте заземления оплетки кабеля.
Повреждения кабельной оболочки возникают с течением времени и могут вызвать повреждения кабеля, в частности из-за проникновения влаги и повреждений изоляции.
Замыкания на землю чаще всего происходят изза низкоомного замыкания на землю одной фазы.
Характер и вид повреждений определяется следующим образом. После выполнения всех мер безопасности при работах в действующих электроустановках приступают к определению вида и характера повреждения. С помощью мегомметра и омметра производят измерения на незаземленном кабеле между жилами и каждой жилой и оболочкой, и землей. Данными измерениями выявляются повреждения однофазные и межфазные с сопротивлением от 0 до сотен кОм [1].
Методика поиска повреждений кабеля в нестандартных ситуациях предполагает при анализе повреждаемости кабелей установить характеристики дефектов и определить дальнейшие действия. В ходе предварительной локализации дефекта определяется место дефекта с точностью до одного метра, чтобы по возможности ограничить объем экскавации грунта и минимизировать время ремонта.
Далее следует анализ повреждения, идентификация кабелей и более точная локализация.
На рисунке 3 приведены результаты анализа многолетней эксплуатации высоковольтных кабельных линий, показано сравнение причин их повреждаемости.
Рис. 3. Сравнительная оценка повреждаемости кабельных линий г. Бишкек Рис. 4. Повреждения кабельных линий г. Бишкек за 9 месяцев 2023 года
Статистика мест повреждения кабельных линий за 9 месяцев 2023 год представлена на рисунке 4.
Считаем, что основными причинами высокого показателя количества аварийных отключений в кабельных сетях являются:
- физический износ оборудования;
- низкая пропускная способность, не отвечающая современному уровню и ежегодному росту потребления электроэнергии;
- значительное опережение темпов старения оборудования над темпами реконструкции сетей (для достижения паритета необходимо ежегодно проводить реконструкцию в количестве 25–30 км);
- перевод оборудования на рабочее напряжение 10 кВ при использовании кабелей предназначенных для сетей 6 кВ;
- недостатки релейной защиты.
Результаты анализа причин повреждения кабельных линий показывает, что наибольшая их доля возникает из-за механических повреждений. При эксплуатационно-ремонтных работах высоковольтных кабельных линий необходимо уделять особое внимание предотвращению механических повреждений.
ЛИТЕРАТУРА
- Джумаева Д.Д., Тоиров О.З., Дархонова Ш., Бойкаров С. Анализ видов и причин повреждения высоковольтных кабелей горного производства // Universum: технические науки, 2023, № 5(110). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15474.
- Дмитриев М.В. Кабельные линии высокого напряжения. СПб: Изд-во Политех-ПРЕСС, 2021. 688 с.
- IEC 60502-2. Силовые кабели с экструдированной изоляцией и арматура на номинальное напряжение от 1 кВ (Um = 1,2 кВ) до 30 кВ (Um = 36 кВ). Редакция 2.0 2005-03. URL: https://vestplast.com/upload/cabel_standarts/IEC%20605022.pdf.
- Дмитриев М.В. Выбор сечения экранов однофазных силовых кабелей // КАБЕЛЬ-news, 2009, № 5. С. 68–73.
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Минэнерго СССР. 6-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985. 640 с.