Диагностика оборудования и кабельных линий без вывода в ремонт. Окончание

Page 1
background image

Page 2
background image

42

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

Д

ля оценки работоспособности диагностиче-
ских систем компании HVPD (Англия), по-
зволяющих контролировать и определять 
дефектные места в кабельных линиях и 

электрооборудовании без отключения напряжения, 

была проведена опытная диагностика кабельных 
линий, эксплуатирующихся в ОАО «Ленэнерго».

Диагностика проводилась с применением высо-

котехнологичного прибора Longshot, в результате 
чего были получены следующие результаты.

После предварительного обсле-

дования ячеек на наличие в них по-
верхностных частичных разрядов на 
электрооборудовании было проведено 
кратковременное отключение напря-
жения, которое позволило установить 
датчики HFCT на кабельные линии и 
TEV-датчики на ячейки, в которых осу-
ществляется подключение кабеля к 
оборудованию.

Установка датчиков для первого ре-

жима демонстрации заняла от 15 до 20 
минут. В последующем для других ка-
белей после отладки взаимодействия с 
оперативным персоналом инсталляция 
датчиков занимала не более 10 минут. 
Для получения первых результатов 
диагностики требуется не более 5 ми-
нут или 10—15 минут для проведения 
более детального анализа с локализа-
цией мест возникновения ЧР. В данном 
случае следует отметить, что датчики 
могут быть инсталлированы заранее, 
в процессе регламентных работ на ка-
беле, а также при монтаже и установке 
ячеек. Сигнальные провода от датчиков 
выводятся на лицевую панель ячейки в 
коммутационный блок, к которому под-
ключается Longshot. В таком случае в 
течение одного рабочего дня можно 
продиагностировать до 30—40 кабель-

Диагностика оборудования 
и кабельных линий без 
вывода в ремонт 

Дмитрий КОПЧЕНКОВ, руководитель

 Испытательно-диагностического центра ООО ПКБ «РЭМ», Санкт-Петербург,

Наталья СИНИЦКАЯ, начальник отдела комплексной диагностики

 Департамента эксплуатации ОАО «Ленэнерго», Санкт-Петербург,

Антон ПЕТРОВ, ведущий специалист ГК ИМАГ, Москва

(ОКОНЧАНИЕ. НАЧАЛО В № 1 2012 г.)

Табл. 1. Линия 9538-9546, БПИ, 10 кВ

Положение 
датчика

ЧР в кабеле, 

пКл

Заключение

HFCT вокруг трёх 
жил

489

ЧР, зафиксированные в кабельной 

линии, в пределах допустимой 

нормы, кабель подлежит 

мониторингу или повторному тесту 

через 3 месяца

HFCT вокруг 
вывода экрана

322

Табл. 2. Линия 1201-1343, БПИ, 6 кВ

Положение 
датчика

ЧР в кабеле, 

пКл

Локальные 

ЧР, дБ

Заключение

HFCT вокруг трёх 
жил

900

ЧР, зафиксированные 

в кабельной линии, в 

пределах допустимой 

нормы, кабель под-
лежит мониторингу 

или повторному тесту 

через 3 месяца. Ло-

кальные ЧР в преде-

лах нормы

HFCT вокруг 
вывода экрана

3291

TEV внутри 
ячейки

0

10

Табл. 3. Линия 1343Б-1369Б, БПИ, 6 кВ

Положение 
датчика

ЧР в кабе-

ле, пКл

Заключение

HFCT — фаза A

587

ЧР, зафиксированные в кабельной 

линии, в пределах допустимой 

нормы, кабель подлежит 

мониторингу или повторному тесту 

через 3 месяца

HFCT — фаза B

500

HFCT — фаза С

350


Page 3
background image

43

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

ных линий! При этом не потребуется 
снятия нагрузки и отключения рабочего 
напряжения. Были получены следующие 
результаты диагностики (табл. 1—3).

По линии 9538-9546, БПИ, 10  кВ была 

проведена локализация мест возникно-
вения ЧР (рис. 13).

Анализ расположения и концентра-

ции частичных разрядов указывает на 
то, что данные ЧР возникли в изоляции 
кабельной линии. Согласно критериям 
компании HVPD данные уровни ЧР не 
представляют опасности и необходимо-
сти принятия срочных мер, кроме как пе-
риодического диагностирования, нет.

Оценка критичности ЧР происходит не 

только по величине их уровня, но и по их 
скоплению, т.е. концентрации и частоте 
возникновения в течение определённого 
промежутка времени. В случае с проте-
стированными линиями требуется опре-
делить возможность развития дефек-
та. Для этих целей установка Longshot 
может быть автономно подключена к 
кабельной линии на определённый про-
межуток времени. Для мониторинга со-
стояния кабельной линии возможно ис-
пользование и более простых приборов 
компании HVPD, таких, как Mini Monitor.

Говоря о критичности ЧР, мы опери-

руем показателем его величины. Кри-
тичность значения ЧР также зависит от 
места его возникновения в кабеле или 
оборудовании. Критерии, предлагаемые 
компанией HVPD для диагностики под 
напряжением, являются рекомендатель-

Табл. 4. Критерии критичности ЧР для оборудования 

(переключатели с твёрдой изоляцией или воздушной) 

до 33 кВ (для сравнения с показаниями датчиков TEV) 

Твёрдая изо-
ляция, дБ

Заключение

Воздушная 

изоляция, дБ

Менее 0 

Нет проблем в изоляции

Менее 0 

От 0 до 15 

Крайне низкие значения, повторная 

диагностика через 12 месяцев

От 0 до 10 

От 15 до 25

Удовлетворительный уровень 

активности ЧР, рекомендуется 

мониторинг или периодическая диа-

гностика

От 10 до 15 

От 25 до 35 

Высокий уровень активности ЧР, 

рекомендуется детальная диагно-

стика, в том числе мониторинг

От 15 до 30 

Выше 35 

Критичный уровень ЧР. Источник 

следует локализовать и устранить, 

возможно, для этого потребуется 

отключение подстанции и ремонт 

оборудования

Выше 30

Табл. 5. Критерии критичности ЧР для кабельных линий 

c изоляцией из СПЭ и БПИ до 45 кВ/только СПЭ 66—400 кВ 

(для сравнения с показаниями датчиков HFCT)

СПЭ до 

45 кВ, пКл

БПИ до 

45 кВ, пКл

Заключение

СПЭ 66—

400 кВ, пКл

0—250 0—2500

Разряд в допустимых 

пределах

0—50

250—350 2500—5000

Рекомендуется 

контроль

50—200

350—500 5000—7000

Рекомендуется регуляр-

ный контроль

200—400

>500 >7000

Следует найти место воз-

никновения ЧР, провести 

ремонт или замену

>400

Расстояние (метры)

Муфты

Т11 9538-9546

ЧР

Величина ЧР

Рис. 13. Локализация места возникновения ЧР в кабеле 

установкой Longshot (одностороннее измерение)

ными, полученными на основе 
проведённых измерений большо-
го количества кабелей и оборудо-
вания в мире (страны Европы, Се-
верной и Южной Америки, Азии 
и Африки). Приведём некоторые 
критерии критичности ЧР при ди-
агностике под рабочим напряже-
нием (табл. 4—6).

Данные критерии основаны на 

опыте диагностики определённо-
го оборудования, эксплуатируе-
мого в определённых климатиче-
ских условиях. Предполагается, 
что для внедрения подобных си-
стем в России возможно приме-
нение предложенных критериев 
с их последующей корректиров-


Page 4
background image

44

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

кой в процессе опытной эксплуатации под местные 
условия. 

В России всё больший интерес приобретают си-

стемы диагностики ЧР кабельных линий. Широкую 
популярность как в нашей стране, так и за рубежом 
получили установки OWTS немецкого концерна 
SebaKMT. Диагностика этими системами выполня-
ется при снятии напряжения и отсоединении кабель-
ной линии от оборудования. При этом на кабель сту-
пенчато подаётся напряжение до значений, равных 
1,7—2,0 U

о

, заряжающее его. При его вынужденной 

разрядке и замыкании контура между ёмкостью ка-
беля и индуктивностью установки возникает затуха-
ющее переменное напряжение, более известное как 
DAC, демпфирующее переменное напряжение, под 
воздействием которого в микрополостях изоляции 
возникают ЧР. В результате этого можно получить 
информацию об уровнях ЧР, их плотности и месте 
возникновения. Данный тип диагностики называют 
OFF-LINE-диагностика, или диагностика с отключе-
нием рабочего напряжения. Диагностика системами 

HVPD, выполняемая под рабочим напря-
жением, в данном случае обозначается 
как ON-LINE. В мире существует несколь-
ко разновидностей OFF-LINE-систем. Со-
гласно исследованиям, проведённым в ве-
дущих европейских НИИ (Delft University 
of Technology и The Netherlands Poznan 
University of Technology), наилучшая из 
них — это система с затухающим пере-
менным напряжением в диапазоне частот 
от 20 до 300 Гц (OWTS немецкого концер-
на SebaKMT). Конструкция данных систем 
позволяет свести отрицательное воздей-
ствие на кабель к минимуму, при этом га-
бариты самой системы и диапазон длин 
кабеля, до 20 км, делают её достаточно 
функциональной. Современные модели 
таких систем позволяют выдавать напря-

жение до 350 кВ, что оптимально для диагностики 
линий до 220 кВ (из расчёта 1,7 U

о

). Но при этом воз-

можна диагностика и кабельных линий с более вы-
соким напряжением. Основная идея состоит в том, 
что если при зарядке кабеля напряжением ниже но-
минального в нём возникают ЧР, то это уже серь-
ёзный повод для размышлений. Для диагностики ка-
бельных линий высокого класса напряжения также 
используются резонансные системы, позволяющие 
подавать на кабель переменное напряжение в 200 
кВ и выше на частоте 50—500 Гц в течение длитель-
ного времени. При этом также возможна локализа-
ция ЧР, их уровней и мест возникновения. Такие си-
стемы проигрывают в функциональности системам 
OWTS, так как влияют на кабель более отрицатель-
но, обладают значительными габаритами, весом до 
20 т, и внушительной стоимостью. В случае если 
необходимо провести диагностику кабеля среднего 
напряжения, то возможно использование высоко-
вольтных испытательных систем, совмещённых c 
системой локализации ЧР (рис. 14).

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

Табл. 6. Критерии критичности ЧР для аксессуаров 

(муфт, заделок) кабельных линий c изоляцией из СПЭ 

и БПИ до 45 кВ/только СПЭ 66—400 кВ 

(для сравнения с показаниями 

датчиков HFCT)

СПЭ до 

45 кВ, пКл

БПИ до 

45 кВ, пКл

Заключение

СПЭ 66—

400 кВ, пКл

0—500 0—4000 

Разряд в допустимых 

пределах

0—250

500—1000 4000—6000 Рекомендуется 

контроль

1000—2500 6000—10000

Рекомендуется регуляр-

ный контроль

250—1000

>2500 >10000 

Следует найти место воз-

никновения ЧР, провести 

ремонт или замену

>1000

1 — резонансная система 132 кВ; 2 — система OWTS 150 кВ; 3 — прибор Logshot, диагностика до 700 кВ 
(можно использовать с высоковольтной установкой для OFF-LINE-диагностики)

Рис. 14. Системы диагностики

1

2

3


Page 5
background image

45

«КАБЕЛЬ-news», № 2, 2012, www.kabel-news.ru

Методы OFF-LINE и ON-LINE могут дополнять 

друг друга. Методы OFF-LINE лучше подходят для 
точной локализации места возникновения ЧР и обла-
дают высокой чувствительностью, однако приборы, 
реализующие данный метод, габаритны, ограниче-
ны по своему испытательному напряжению и требу-
ют отключения кабельной линии. Системы HVPD в 
данном случае выглядят более перспективно. Они 
обладают скромными габаритами, их стоимость не 
зависит от класса напряжения системы, они 
весят не более 8 кг, полностью автономны, 
универсальны. Результаты, получаемые при 
реализации того или иного метода диагно-
стики, будут отличаться из-за принципа из-
мерений, однако в данном случае следует 
понимать, что хотя на деле происходит изме-
рение ЧР в пКл, это два разных метода диа-
гностики, которые по-своему отвечают на 
один поставленный вопрос: каково состоя-
ние объекта исследования? К достоинствам 
установки Longshot, выявленным в процессе 
измерений, можно отнести следующие:
•  вес установки — менее 8 кг, работает от 

источника питания 220 В/50 Гц, что дела-
ет её портативной, переносимой одним 
оператором;

•  по заявлению производителя установ-

ка универсальна и позволяет тестиро-
вать не только кабельные линии, но и 
электрооборудование напряжением до 
700 кВ. При этом возможно не только из-
мерение уровней ЧР и их локализация, 
но и длительный мониторинг состояния 
электротехнических объектов;

•  диагностика установкой проводится под 

рабочим напряжением;

•  функциональность установки позволяет 

превратить любую ЭТЛ с высоковольт-
ным источником напряжения в диагно-
стическую лабораторию.

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ

Рис. 15. Сравнение результатов локализации ЧР 

приборами OWTS и Longshot

ЧР

Карта ЧР

Величина ЧР

Расстояние (метры)

ЧР

Карта ЧР

Величина ЧР

Расстояние (метры)

Ещё одним интересным аспек-

том являются сопоставимости ре-
зультатов OFF-LINE- и ON-LINE-
диагностики на примере опыта 
параллельного использования систе-
мы OWTS и Longshot в Малайзии в 
2008 году. При тестировании кабель-
ной линии номинальным напряжени-
ем 11 кВ, длиной 239 м с изоляцией 
из СПЭ было проведено сравнение 
результатов локализации ЧР уста-
новкой OWTS и Longshot. Сравне-
ние результатов измерений дало до-
статочно близкие результаты. Так, 
на расстоянии 40 метров от начала 
кабеля обе установки локализовали 

место высокой концентрации ЧР (рис. 15).

 Всё это говорит о достаточно высоком уровне 

развития диагностики электрооборудования и ка-
бельных линий системами HVPD без вывода по-
следних в ремонт. Это делает возможным дальней-
шее сотрудничество эксплуатирующих организаций 
и производителей подобных систем для перехода 
к обслуживанию по состоянию кабельных линий и 
электрооборудования.

Диагностическая лаборатория ПКБ РЭМ с установкой OWTS 60


Читать онлайн

Для оценки работоспособности диагностических систем компании HVPD (Англия), позволяющих контролировать и определять дефектные места в кабельных линиях и электрооборудовании без отключения напряжения, была проведена опытная диагностика кабельных линий, эксплуатирующихся в ОАО «Ленэнерго».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»