Неразрушающая диагностика кабельных линий

Page 1

Page 2

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

ля обеспечения надёжной работы силовых
кабельных линий (КЛ) в России применяет-
ся система планово-профилактических ис-
пытаний, при которой КЛ на напряжение

6—35 кВ периодически подвергаются действию по-
вышенного постоянного напряжения, в 4—6 раз пре-
вышающего номинальное напряжение КЛ с изме-
рением токов утечки. Однако практика показыва-
ет, что планово-профилактические испытания по-
вышенным постоянным напряжением даже в случае
их успешности не только не гарантируют безаварий-
ную последующую работу КЛ, но и во многих случа-
ях приводят к сокращению срока службы КЛ. Кроме
того, испытания повышенным постоянным напряже-
нием силовых кабелей с изоляцией из сшитого поли-
этилена, которые находят все более широкое приме-
нение в России, не только неэффективны, но и ока-
зывают негативное воздействие на их изоляцию.

Применительно к силовым кабелям с изоляцией

из сшитого полиэтилена гораздо более эффектив-
ным и экономичным является щадящий метод ис-
пытаний напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц,
которое по величине не превышает более чем в
3 раза номинальное напряжение КЛ. Испытания при
очень низких частотах со сменой полярности позво-
ляют выявлять дефекты в изоляции без формиро-
вания объёмных зарядов в структуре полиэтилено-
вой изоляции, в отличие от того, как это происходит
при приложении постоянного напряжения. Поэтому
за рубежом кабели с изоляцией из сшитого поли-
этилена испытываются исключительно напряжени-
ем сверхнизкой частоты. При испытаниях силовых
кабелей с бумажной пропитанной изоляцией приме-
нение этого метода уменьшает приложенное напря-
жение и повышает эффективность испытаний.

Одним из лидеров в разработке метода испытаний

напряжением сверхнизкой частоты, а также устано-
вок для проведения испытаний КЛ в условиях эксплу-
атации является фирма «Seba KMT» (Германия). За-
патентованный фирмой «Seba KMT» принцип колеба-
ний при напряжении косинусоидально-прямоугольной

формы в соединении с повторным использованием
сохраненной в кабеле энергии обуславливает незна-
чительный вес установок, а также низкий расход энер-
гии при одновременно высокой допустимой ёмкости
испытуемого объекта. Фирмой «Seba КМТ» выпуска-
ется серия испытательных установок (VLF 20 kV, VLF
28 kV, VLF 40 kV, VLF 54 kV, VLF 60 kV и др.), пред-
назначенных для проведения испытаний напряжени-
ем сверхнизкой частоты 0,1 Гц силовых КЛ средне-
го класса напряжения. Из других зарубежных анало-
гов можно выделить оборудование фирмы BAUR (си-
стемы Frida, Viola, PHG 70/80), оборудование фирмы
«HV Inc» (системы VLF-4022CM, VLF-6022CM, VLF-
12011CM) и оборудование фирмы «HV Diagnostics»
(системы HVA 30, HVA 60, HVA 90).

В последние годы в мировой практике всё более

широкое применение находят неразрушающие ме-
тоды диагностики КЛ в условиях эксплуатации. Ис-
пользование неразрушающих методов диагностики
позволяет не только получать информацию о теку-
щем состоянии изоляции, не травмируя её, но и ра-
ционально и обоснованно планировать сроки прове-
дения ремонтов и замены КЛ по их фактическому
техническому состоянию.

Наибольшие успехи в разработке неразруша-

ющих методов и соответствующего оборудования
достигнуты за рубежом (в Германии, США, Японии
и др.). К настоящему времени на основе примене-
ния современных технологий созданы достаточно
компактные системы и приборы для неразрушаю-
щей диагностики КЛ, которые могут использоваться
либо как отдельные переносные системы, либо мо-
гут быть встроены в передвижные кабельные лабо-
ратории.

Из разработанных можно выделить следующие

неразрушающие методы диагностики изоляции КЛ
среднего класса напряжения, которые широко ис-
пользуются за рубежом:
• измерения и анализа возвратного напряжения в

изоляции КЛ (с использованием диагностических
систем CD 31, CDS);

Неразрушающая
диагностика кабельных
линий

Виктор БАРИНОВ, советник директора филиала ОАО «Ленэнерго»–

«Кабельная сеть», заслуженный энергетик России,

Александр ЛУБКОВ, м.н.с., Игорь ПРИВАЛОВ, вед. н.с., к.т.н., ОАО «НИИПТ»

Page 3

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

• измерения и локализации частичных разрядов в

КЛ (с использованием диагностических систем
OWTS, PHG PD и др.);

• измерения тока релаксации в КЛ с изоляцией из

сшитого полиэтилена (с использованием диагно-
стических систем KDA-1, CDS);

• измерения диэлектрических характеристик изо-

ляции КЛ (с использованием диагностических си-
стем OWTS, PHG TD и др.).
Разработанные за рубежом методы и соответ-

ствующее оборудование ориентированы в первую
очередь на проведение диагностики кабелей с изо-
ляцией из сшитого полиэтилена, которые преимуще-
ственно используются в распределительных кабель-
ных сетях зарубежных стран.

Применительно к кабелям с бумажной пропитан-

ной изоляцией, которые являются основным типом
кабелей в кабельных сетях России напряжением до
35 кВ включительно, наиболее эффективными не-
разрушающими методами диагностики являются
метод измерения и анализа возвратного напряже-
ния в изоляции КЛ и метод измерения и локализа-
ции частичных разрядов в КЛ.

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

И АНАЛИЗА ВОЗВРАТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В КЛ 6—35 КВ С БУМАЖНОЙ ПРОПИТАННОЙ

ИЗОЛЯЦИЕЙ

Метод измерения и анализа возвратного напря-

жения (RVM-анализ) основан на измерении и ана-
лизе зависимостей от времени тока зарядки в про-
цессе зарядки ёмкости диагностируемого кабеля по-
стоянным напряжением небольшой величины (1 и
2 кВ), не оказывающей влияния на изоляцию кабе-
ля, и восстанавливающегося (возвратного) напря-
жения в изоляции кабеля после его кратковремен-
ной разрядки. Эти зависимости характеризуют со-
стояние, степень старения и содержание влаги в
изоляции КЛ.

Измеряемые характеристики для оценки состоя-

ния изоляции: величина тока зарядки; максимальная
величина возвратного напряжения; время достиже-
ния максимальной величины возвратного напряже-
ния; скорость нарастания возвратного напряжения;
коэффициенты нелинейности — соотношение изме-
ренных величин при разных значениях зарядного на-
пряжения.

Лидером в разработке этого метода и устано-

вок для проведения диагностики в условиях экс-
плуатации является фирма «Seba KMT». Этой фир-
мой была создана диагностическая система CD 31,
предназначенная для диагностики как кабелей с по-
лиэтиленовой изоляцией, так и кабелей с бумажной
пропитанной изоляцией.

Система CD 31 состоит из высоковольтного бло-

ка (включающего генератор высокого постоянного
напряжения, высоковольтный выключатель и раз-
рядное устройство) и блока управления. Система
CD 31 подключается к портативному компьютеру че-
рез интерфейс для записи, обработки и архивирова-
ния результатов измерения. Система может исполь-
зоваться как отдельная переносная, так и может быть
встроена в передвижную кабельно-измерительную
лабораторию.

Основные технические характеристики диагно-

стической системы CD 31 приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики

диагностических систем фирмы «Seba KMT»

Вариант системы

CD 31

CDS

Испытательное постоянное

напряжение, кВ

0—35

0—5

Выходной ток, мА

1,5

3,0

Допустимая ёмкость кабеля, мкФ

Напряжение питания

115/230 В; 50—60 Гц

Потребляемая мощность, Вт

около 200 около 100

Диапазон рабочих температур,



0—55

Масса, кг

около 30

около 26

К числу преимуществ системы CD 31 можно отне-

сти возможность производить диагностику одновре-
менно на трёх фазах. Достоинством является так-
же то, что с её помощью можно определить пред-
пробивное состояние изоляции линии при напряже-
ниях ниже номинальных. К недостаткам системы
CD 31 можно отнести то, что она позволяет оцени-
вать только состояние изоляции КЛ в целом (инте-
грально), а не отдельных её участков.

Диагностика КЛ с бумажно-пропитанной изоля-

цией с помощью системы CD 31 выполняется на КЛ,
отсоединённой с двух сторон. Процедура диагности-
ки включает в себя два цикла измерений при заряд-

Система CD 31 Система CDS

Диагностические системы фирмы «Seba KMT»

Page 4

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

ном напряжении 1 и 2 кВ (независимо от номиналь-
ного напряжения КЛ). В каждом цикле диагностика
происходит по следующей схеме:
• 1-й этап: измерение остаточного заряда на диа-

гностируемой КЛ (нулевое измерение) для кон-
троля стекания остаточного заряда и отсутствия
помех;

• 2-й этап: зарядка ёмкости всех трёх фаз КЛ посто-

янным напряжением 1 кВ от источника постоянно-
го напряжения в течение достаточно длительно-
го времени (в течение 15 минут) для равномерной
зарядки всех элементов ёмкости кабеля c измере-
нием величины тока зарядки;

• 3-й этап: кратковременная разрядка ёмкости КЛ

(в течение 2 секунд) через разрядное сопротивле-
ние;

• 4-й этап: измерение характеристик восстанавли-

вающегося (возвратного) напряжения в процессе
перезаряда ёмкости кабеля после кратковремен-
ной разрядки кабеля (в течение 30 минут).

По окончании процесса измерения возвратного

напряжения кабель разряжается до полного стека-
ния остаточного заряда. После этого процедура диа-
гностики КЛ повторяется по описанной схеме при за-
рядке кабеля постоянным напряжением 2 кВ.

При проведении диагностики результаты измере-

ний и анализа возвратного напряжения для каждой
фазы КЛ и для каждого цикла измерений отобража-
ются на мониторе компьютера системы CD 31 в циф-
ровом, графическом и табличном виде. Результатом
диагностирования КЛ с использованием системы
CD 31 является протокол измерений и анализа воз-
вратного напряжения для каждой фазы КЛ, который
автоматически составляется системой CD 31, запи-
сывается в память портативного компьютера и мо-
жет быть распечатан на принтере.

Дальнейшим развитием системы CD 31 является

универсальная переносная комбинированная систе-
ма CDS, предназначенная как для диагностики кабе-
лей с полиэтиленовой изоляцией методом анализа
изотермического тока релаксации (IRC-анализ), так
и для диагностики кабелей с бумажной пропитанной
изоляцией методом измерения и анализа возврат-
ного напряжения (RVM-анализ).

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

И ЛОКАЛИЗАЦИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

В ИЗОЛЯЦИИ КЛ 6—35 КВ С БУМАЖНОЙ

ПРОПИТАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

В настоящее время одним из самых эффектив-

ных методов диагностики в условиях эксплуатации
является метод измерения и локализации частич-
ных разрядов (ЧР) в КЛ затухающим осциллирую-
щим напряжением с использованием диагностиче-

ской системы OWTS (Oscillating Wave Test System)
разработки фирмы «Seba KMT». Диагностирование
силовых КЛ с использованием системы OWTS по-
зволяет определять величину и место расположения
ЧР, количество ЧР в локальных местах КЛ, величи-
ну напряжения возникновения и гашения ЧР, а так-
же тангенс угла диэлектрических потерь в изоляции,
электрическую ёмкость и ряд других величин. По со-
вокупности этих параметров может быть сделано
обоснованное заключение о техническом состоянии
изоляции диагностируемой КЛ.

Схема измерения частичных разрядов в КЛ

при затухающем осциллирующем напряжении

Rз — зарядное сопротивление;
L — катушка индуктивности;
RL — активное сопротивление обмотки катушки
индуктивности;
К — высоковольтный ключ;
ИЧР — измеритель частичных разрядов.

Система OWTS 25 для измерения

и локализации ЧР

Система OWTS 25 первой разработки конструк-

тивно состоит из блока-анализатора, включающе-
го промышленный компьютер и источник постоянно-
го напряжения, и блока-катушки с интегрированной
электронной схемой для выработки переменного ис-
пытательного напряжения. Системы OWTS послед-
них разработок (OWTS М 28 и OWTS М 60)

состо-

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Page 5

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

ят из высоковольтного блока, блока обработки сиг-
нала и ноутбука с адаптером для беспроводной свя-
зи с высоковольтным блоком. Управление системой,
сохранение, анализ и оценка результатов измерения
характеристик ЧР производятся с помощью ноутбу-
ка с использованием специального программного
обеспечения.

Система OWTS М 28 / М 60 для измерения

и локализации ЧР

чение нескольких секунд постоянным напряжением
до выбранной величины, не превышающей ампли-
туду номинального линейного напряжения КЛ. По-
сле зарядки фаза КЛ с помощью электронного пере-
ключателя подключается через резонансную катуш-
ку к заземлённому экрану кабеля. В процессе раз-
рядки кабеля возникают затухающие синусоидаль-
ные колебания, частота которых зависит от ёмкости
диагностируемого объекта. Бегущая волна иниции-
рует ЧР в изоляции КЛ, которые фиксируются и со-
храняются в памяти компьютера системы OWTS для
последующей обработки с целью определения ам-
плитуды и местоположения ЧР по длине КЛ. Так как
амплитуда испытательного напряжения является за-
тухающей, то можно точно определить напряжение,
при котором возникают и погасают ЧР. Колебатель-
ное напряжение прикладывается к объекту менее
1 секунды и поэтому не нагружает кабель и не по-
вреждает его. Локализация ЧР в КЛ осуществляет-
ся c использованием метода рефлектометрии по ре-
зультатам регистрации двух импульсов от одного и
того же ЧР — первичного импульса и импульса, от-
ражённого от конца КЛ.

При обработке записанных в памяти компьютера

данных диагностики выделяются и учитываются пер-
вичные и отражённые импульсы ЧР на фоне возмож-
ных помех и шумов. При этом амплитуда ЧР опреде-
ляется по первичному импульсу, а расстояние до ме-
ста возникновения ЧР в КЛ определяется по проме-
жутку времени между первичным импульсом и его
отражением.

Обработанные и учтённые импульсы ЧР пред-

ставляются на карте распределения ЧР различной
величины по длине КЛ (на карте дефектных мест)
как для всех трёх фаз КЛ, так и для каждой фазы КЛ
в отдельности. Карта дефектных мест может быть
преобразована в гистограмму распределения коли-
чества ЧР по длине КЛ как для всех трёх фаз КЛ, так
и для каждой фазы КЛ в отдельности.

Из других зарубежных разработок можно выде-

лить диагностические системы фирмы BAUR (систе-
мы PHG 70/80 PD) и фирмы «HV Diagnostics» (систе-
мы PD 30, PD 60).

Необходимо отметить, что опыт применения не-

разрушающих методов с использованием зарубеж-
ного оборудования к кабелям с бумажной пропитан-
ной изоляцией в России ограничен. Кроме того, раз-
работанные за рубежом критерии оценки состояния
изоляции КЛ не всегда возможно и целесообразно
применять, так как для России характерным являет-
ся эксплуатация КЛ до их предельного состояния.

В Кабельной сети ОАО «Ленэнерго» совместно

с ОАО «НИИПТ» в течение нескольких лет ведутся
работы по экспериментальной проверке в условиях
эксплуатации щадящих и неразрушающих методов

Технические характеристики систем OWTS раз-

ных модификаций приведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические характеристики диагно-

стических систем OWTS фирмы «Seba KMT»

Вариант системы

OWTS 25

OWTS

М 28

OWTS

М 60

Максимальное выход-

ное напряжение

36 пост.

тока/

25 кВ

эфф

28 пост.

тока/

20 кВ

эфф

60 пост.

тока/

42 кВ

эфф

Диапазон частот

50 Гц —

1,0 кГц

50 Гц — 800 Гц

Допустимая ёмкость,

мкФ

0,01—2

0,025—2

Ток заряда, мА

Диапазон измерения

1 пКл

100 нКл

Полоса частот

при локализации ЧР

150

кГц—10

МГц

150 кГц — 45 МГц

Коэффициент потерь

0,001—0,1

Напряжение питания

230 В/50 Гц; 115 В/ 60 Гц

Рабочая

температура,



+40

-10

+40

Масса, кг

65 + 32

55 + 2

80 + 2

Диагностика с помощью систем OWTS выполня-

ется на отсоединённой с двух сторон КЛ. Перед на-
чалом диагностирования производится калибровка
системы с целью уточнения длины КЛ и определе-
ния ожидаемой амплитуды ЧР. После калибровки
каждая фаза КЛ последовательно заряжается в те-

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Page 6

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

испытаний и диагностики КЛ 6—35 кВ с бумажной
пропитанной изоляцией, большое количество кото-
рых (более 15 000 КЛ) эксплуатируется в Кабель-
ной сети ОАО «Ленэнерго». При проведении работ
использовалось испытательное и диагностическое
оборудование фирмы «Seba KMT». Работы произ-
водились в различных сетевых районах Кабельной
сети ОАО «Ленэнерго» на КЛ 6, 10 и 35 кВ разных
лет прокладки.

На основе анализа результатов эксперименталь-

ных исследований и опыта применения различных
методов были уточнены объём и режимы испыта-
ний, критерии диагностики и оценки состояния изо-
ляции КЛ 6—35 кВ, а также разработаны инструкции
и методики по проведению испытаний и диагности-
ки КЛ 6—35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией
c применением различных методов и соответствую-
щего оборудования.

Результаты исследований показали, что наиболее

эффективно задача оценки состояния изоляции и вы-
дачи обоснованного заключения может быть решена
при сочетании различных методов испытаний и ди-
агностики. В связи с этим была разработана «Ком-
плексная методика испытаний и диагностики КЛ

6—35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией с при-
менением щадящих и неразрушающих методов». В
комплексной методике изложены порядок организа-
ции и проведения в условиях эксплуатации комплекс-
ных испытаний и диагностики КЛ 6—35 кВ с бумаж-
ной пропитанной изоляцией с применением различ-
ных щадящих и неразрушающих методов и соответ-
ствующего оборудования, а также методы обработки
и оценки результатов испытаний и диагностики КЛ.

В методике содержится перечень и объём работ

как на новых линиях при вводе их в эксплуатацию,
так и на эксплуатирующихся линиях (после их ре-
монта и между ремонтами).

Работы по проведению комплексной диагностики

и испытаниям включают в себя:
• обследование каждой фазы КЛ (при вводе линий

в эксплуатацию или после ремонта линий) мето-
дом рефлектометрии с применением импульсных
рефлектометров (РЕЙС-105М или его аналог)
для уточнения длины КЛ, местоположения сое-
динительных муфт (для паспортизации новых ли-
ний или после их ремонта), обнаружения и лока-
лизации (при их наличии) явных и низкоомных по-
вреждений и дефектов в КЛ;

Вид карты дефектов для трёх фаз КЛ

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Page 7

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

• диагностирование каждой фазы КЛ методом из-

мерения и локализации частичных разрядов с
применением системы OWTS для проверки каче-
ства монтажа (при вводе линий в эксплуатацию
или после их ремонта), для оценки состояния экс-
плуатирующихся КЛ (между ремонтами линий),
для выявления и локализации (при их наличии)
участков линий и муфт с повышенным уровнем
частичных разрядов;

• диагностирование изоляции каждой фазы КЛ со

сроком эксплуатации более 15 лет (после ремон-
та линий или между их ремонтами) методом из-
мерения и анализа возвратного напряжения с
применением системы CD 31 (или ее аналога)
для интегральной оценки состояния, степени ста-
рения и увлажнённости изоляции КЛ;

• тестирование изоляции каждой фазы КЛ напря-

жением сверхнизкой частоты 0,1 Гц с применени-
ем системы тестирования VLF (или её аналога)
для проверки исправности и работоспособности
КЛ перед вводом её в эксплуатацию после монта-
жа или после ремонта (тестирование величиной
3

в течение 15 минут), а также между ремон-

тами в случае неудовлетворительных характери-
стик диагностируемых КЛ (тестирование величи-
ной 1,7

в течение 30 минут).

Общая длительность проведения работ по ком-

плексной диагностике и испытаниям составляет
2—2,5 часа для новой КЛ, 2—3 часа — для КЛ со
сроками эксплуатации до 15 лет и 4—5 часов — для
КЛ со сроками эксплуатации более 15 лет.

Диагностика методом импульсной рефлектоме-

трии позволяет производить как паспортизацию КЛ,
так и выявлять (локализовать) явные и низкоомные
повреждения в КЛ. Для обнаружения и локализации
высокоомных повреждений в КЛ без предваритель-

ного прожига изоляции следует использовать реф-
лектометры, реализующие волновой (метод колеба-
тельного разряда) и импульсно-дуговой методы (ме-
тод стабилизации дуги).

Диагностика методом измерения и локализа-

ции частичных разрядов с использованием систе-
мы OWTS позволяет проверить качество монтажа
КЛ при вводе их в эксплуатацию или после ремон-
та, а также оценить состояние эксплуатирующихся
КЛ и локализовать участки линий или кабельные
муфты с повышенным уровнем частичных разря-
дов.

Оценка состояния изоляции КЛ производится по

наихудшему из следующих основных диагностируе-
мых параметров: максимальная величина ЧР, опре-
делённая в локальном месте при величине измери-
тельного напряжения, соответствующей амплиту-
де наибольшего фазного и линейного напряжения
КЛ; среднее количество ЧР, определённое в локаль-
ном месте; величина напряжения возникновения ЧР,
определённая в локальном месте. Для оценки состо-
яния изоляции КЛ могут также использоваться до-
полнительные параметры, получаемые в результа-
те диагностирования КЛ с использованием системы
OWTS, такие, как максимальная величина ЧР при
напряжении возникновения ЧР, напряжение погаса-
ния ЧР, ёмкость изоляции, тангенс угла диэлектри-
ческих потерь.

Оценка технического состояния КЛ по характе-

ристикам ЧР производится по шкале: «хорошее» —
«удовлетворительное» — «неудовлетворительное»
— «предпробивное». Определение проблемных
мест в КЛ (определение местоположения дефектов
и повреждений) производится на основе анализа по-
лученных карт распределения ЧР по длине КЛ (карт
дефектных мест) и гистограмм распределения чис-

РЕЙС-105М РЕЙС-205 РЕЙС-305

Импульсные рефлектометры серии РЕЙС

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Page 8

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2011, www.kabel-news.ru

ла ЧР по длине КЛ как для трёх фаз, так и для каж-
дой фазы КЛ в отдельности.

В зависимости от результатов могут быть даны

рекомендации по срокам последующей диагности-
ки или ремонта КЛ с указанием участков линий или
муфт, подлежащих ремонту. Например, КЛ, оце-
ненные как находящиеся в «хорошем» состоянии,
подлежат последующему диагностированию через
5 лет, а КЛ, оцененные как находящиеся в «удовлет-
ворительном» состоянии, подлежат последующе-
му диагностированию через 1 год. КЛ, оцененные
как находящиеся в «неудовлетворительном» состо-
янии, подлежат ремонту в течение года, а КЛ, оце-
ненные как находящиеся в «предпробивном» состо-
янии, подлежат срочному ремонту с последующим
диагностированием.

Для оценки технического состояния КЛ в сово-

купности с методом измерения ЧР весьма эффек-
тивно использование метода измерения и анализа
возвратного напряжения, позволяющего оценивать
общее состояние и степень увлажнения и старения
изоляции КЛ. Это особенно актуально для КЛ с дли-
тельными сроками эксплуатации, приближающими-
ся к нормативному сроку службы кабелей или пре-
вышающими их.

Оценка состояния и степени увлажнённости муфт

производится по величине тока заряда (установив-
шееся значение). Для КЛ в хорошем состоянии с су-
хими (неувлажнёнными) муфтами величина тока за-
рядки не превышает нескольких микроампер. Чем
сильнее увлажнены кабельные муфты, тем выше ве-
личина тока заряда.

Интегральная оценка степени увлажнённости бу-

мажной пропитанной изоляции кабелей произво-
дится по соотношению скоростей нарастания (на-
чальной крутизны кривой) возвратного напряжения
при двух величинах зарядного напряжения, находя-
щихся в соотношении 2:1. Соотношение начальных
фронтов возвратного напряжения для идеально су-
хих (неувлажнённых) кабелей имеет значение, близ-
кое к 2,0. Чем выше степень увлажнённости изоля-
ции кабеля, тем это соотношение меньше. Для силь-
но увлажнённых («сырых») кабелей это соотноше-
ние может уменьшиться до 1,6—1,5 в зависимости
от степени увлажнения.

Интегральная оценка степени старения бумажно-

пропитанной изоляции, сопровождающегося де-
струкцией бумажной изоляции (целлюлозы) и одно-
временно увеличением содержания влаги в бумаж-
ной пропитанной изоляции, производится по фор-
ме кривой возвратного напряжения, характеризую-
щейся такими измеряемыми параметрами, как мак-
симальная величина возвратного напряжения, вре-
мя её достижения и скорость нарастания возвратно-
го напряжения

Оценка технического состояния кабеля и муфт

по результатам диагностики методом измерения
возвратного напряжения производится также по
шкале: «хорошее» — «удовлетворительное» — «не-
удовлетворительное» — «предпробивное». В зави-
симости от оценки состояния КЛ могут быть даны
рекомендации по срокам проведения последующей
диагностики.

Критерии диагностики по характеристикам ЧР и

возвратного напряжения для оценки состояния КЛ
6—35 кВ с бумажной пропитанной изоляцией могут
уточняться и корректироваться по мере накопления
опыта диагностики КЛ с использованием соответ-
ствующего оборудования и увеличения банка дан-
ных с результатами диагностики на КЛ с разными
сроками эксплуатации.

Тестирование изоляции КЛ напряжением

сверхнизкой частоты позволяет при наличии силь-
но ослабленного места в КЛ (например, вслед-
ствие дефекта монтажа) предупредительно дове-
сти линию до пробоя в этом месте, предотвратив
тем самым возможный пробой под рабочим на-
пряжением, или проверить работоспособность КЛ
и пригодность её к дальнейшей эксплуатации при
значительном ухудшении характеристик изоляции
КЛ.

Использование неразрушающих методов диа-

гностики позволяет обоснованно скорректировать
план профилактических испытаний КЛ повышен-
ным напряжением (с учётом их реального со-
стояния) в действующей системе планово-
профилактических испытаний. Например, КЛ, оце-
ненные по результатам диагностики как находящи-
еся в «хорошем состоянии», могут быть переведе-
ны на удлинённые сроки испытаний повышенным
напряжением.

В целом внедрение технического диагностиро-

вания с использованием неразрушающих методов
диагностики позволяет перейти к техническому об-
служиванию и ремонту силовых КЛ по их фактиче-
скому техническому состоянию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение неразрушающих методов диагности-

ки силовых КЛ с использованием современного ди-
агностического оборудования позволяет оценивать
состояние изоляции и локализовать проблемные
места в КЛ, не травмируя изоляцию КЛ; принимать
обоснованное решение о дальнейшей эксплуатации
или сроках замены кабелей, отработавших норма-
тивный срок службы; рационально и обоснованно
планировать сроки проведения ремонтов КЛ и в це-
лом будет способствовать повышению надёжности
работы силовых КЛ 6—35 кВ с бумажной пропитан-
ной изоляцией.

Актуально

ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ËÈÍÈÉ

Оригинал статьи: Неразрушающая диагностика кабельных линий

Читать онлайн

Для обеспечения надёжной работы силовых кабельных линий (КЛ) в России применяется система планово-профилактических испытаний, при которой КЛ на напряжение 6—35 кВ периодически подвергаются действию повышенного постоянного напряжения, в 4—6 раз превышающего номинальное напряжение КЛ с измерением токов утечки.