«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru
24
Об опыте проведения
диагностических испытаний
кабельных линий 110–220 кВ
установкой OWTS HV 250
Александр МАСЛЕННИКОВ, директор ЗАО «Нижегородсетькабель»
Актуально
ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ
Рис. 1. Основные места образования ЧР
В
связи с модернизацией энергосетей, вне-
дрением новых технологий, повышением
требований, предъявляемых к качеству элек-
троэнергии, в России всё большее распро-
странение получают кабельные линии 110—500 кВ.
Вопрос диагностики и эффективного контроля
качества изоляции при эксплуатации КЛ высокого
напряжения остался открытым. У организаций, за-
нимающихся их эксплуатацией, нет инструмента
для проведения испытаний кабельных систем на
110—220 кВ. На предприятиях-производителях ка-
беля качество продукции в заводских условиях про-
веряется с помощью различных резонансных уста-
новок, весьма габаритных по своим размерам и
массе. Их применение для испытания КЛ в полевых
условиях не представляется возможным.
После прокладки кабельных линий и монтажа
кабельных муфт единственным возможным спосо-
бом проверки работоспособности линии и качества
работ монтажных организаций оказалось простое
включение линии в работу без нагрузки на 24 часа,
что не является испытанием и даёт лишь иллюзор-
ные гарантии правильности монтажа линии.
В настоящее время в России
появилось уни-
кальное оборудование, позволяющее проводить,
во-первых, испытание повышенным напряжением,
а во-вторых, диагностику КЛ 110—220 кВ на нали-
чие частичных разрядов с определением их лока-
лизации.
Для начала поясним понятие частичных разря-
дов. ЧР — это электрический разряд, шунтирующий
часть изоляции и не вызывающий значительного из-
менения напряжения между электродами. Однако в
местах образования ЧР проходят процессы старе-
ния и разрушения твёрдой изоляции, что неминуемо
приводит к пробою.
Основными местами нахождения ЧР являют-
ся щели и пустоты в муфтах, образовавшиеся как
в процессе эксплуатации, так и вследствие непра-
вильно выполненного монтажа (рис. 1).
Диагностика КЛ на наличие ЧР позволяет вы-
явить места разрушения изоляции до наступления
её пробоя и, как следствие, провести ремонтно-вос-
становительные работы, избегая аварийных режи-
мов работы электросетей.
Метод измерения частичных разрядов обладает
рядом неоспоримых преимуществ, позволяющих по-
высить надёжность и бесперебойность снабжения
потребителя.
Данный метод соответствует российским стан-
дартам ГОСТ Р МЭК 60840 и ГОСТ Р МЭК 60067 и
был реализован на базе лаборатории высоковольт-
ных испытаний OWTS HV 250 (рис. 2), позволяющей
проводить следующие мероприятия:
• испытание изоляции КЛ 110—220 кВ повышен-
ным напряжением;
• определение уровня диэлектрических потерь;
• выявление и локализация мест дефектов;
• неразрушающий метод работы;
• предупреждение
аварий.
В состав установки входит катушка индуктивно-
сти, которая в совокупности с ёмкостью КЛ образует
₪
По
материалам
докладов
ХХ
заседания
Ассоциации
электроснабжения
городов
России
«
ПРОГРЕССЭЛЕКТРО
»
«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru
25
Актуально
ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ
Рис. 2. Внешний вид установки OWTS
1 — блок делителя;
2 — катушка индуктивности;
3 — блок переключателя;
4 — блок источника высокого напряжения;
5 — ноутбук;
6 — блок включения/отключения.
Рис. 3. Принцип работы установки OWTS
Рис. 4. Карта распределения частичных разрядов
колебательный контур, генерирующий осциллирую-
щее затухающее гармоническое напряжение с пико-
вым значением 250 кВ (рис. 3).
При подаче гармонического осциллирующего
напряжения в лаборатории OWTS HV 250 измеря-
ется уровень частичных разрядов, возникающих
в линии. По результатам компьютерной обработ-
ки данных с помощью специального программно-
го обеспечения можно получить информацию о
величине диэлектрических потерь в кабеле, по-
строить карту распределения ЧР, обнаружить и
локализовать места их образования. Локализа-
ция ЧР указывает на наличие мест с дефектами
в изоляции, а их величина — на степень их опас-
ности.
Ниже показаны диаграммы измерения ЧР на
одной из линий. На рис. 4 видно, что ЧР сконцен-
трированы на расстояниях 320 и 780 метров. Это
говорит о наличии слабых мест в этих точках.
А уровень ЧР и напряжение их зажигания дают
информацию о степени опасности обнаруженного
дефекта (о необходимости проведения ремонта
линии, сроках повторного диагностического испы-
тания).
В процессе испытания постоянно контролируется
величина диэлектрических потерь и её изменение в
процессе испытания линии (рис. 5).
В декабре 2010 года были проведены первые
в России (в Москве) испытания кабельных линий
220 кВ на линии «ТЭЦ-21 — Дубнинская 1». За про-
шедшее с того момента время нашими сотрудника-
ми было проведено 47 испытаний КЛ 110—220 кВ в
Москве, Московской области, Санкт-Петербурге, Ка-
зани, подтвердивших действенность данного метода
на практике (рис. 6).
Практика испытаний компании показывает, что
при прокладке КЛ и последующем монтаже армату-
ры нередко возникают места скопления ЧР, то есть
места ускоренного старения изоляции. Необходимы
испытания и контроль качества электромонтажных
работ.
«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru
26
Находящийся в ЗАО «Нижегородсетькабель»
инструмент способен испытывать КЛ повышенным
напряжением в полевых условиях, труднодоступных
местах и ограниченных пространствах.
Появление новых объектов в энергетике потребо-
вало изменения старых и внедрения новых норма-
тивных документов. Поэтому 1 июля 2012 года При-
Номинальное
напряжение, кВ
Количество
линий
Протяжённость, м
Общее количество
муфт
Места скопления
ЧР в муфтах
Соотношение,
%
110
19
44541
144
2
1,38
220
28
95604
288
10
3,47
Рис. 6. Работа на линии 110 кВ в Санкт-Петербурге
Рис. 5. Диаграмма динамики диэлектрических потерь
Напряж
ение, кВ (ампл.)
Диэ
л. потери, %
ЧР (пКл)
казом Федерального агентства
по техническому регулированию
и метрологии были введены
в
действие
новые ГОСТы: ГОСТ Р
МЭК 60840-2011 «Кабели сило-
вые с экструдированной изоля-
цией и арматура к ним на номи-
нальное напряжение свыше 30
кВ (U
m
=36 кВ) до 150 кВ (U
m
=170
кВ). Методы испытания и требо-
вания к ним» и аналогичный ему
ГОСТ Р МЭК 62067-2011 «Кабе-
ли силовые с экструдированной
изоляцией и арматура к ним на
номинальное напряжение свы-
ше 150 кВ (U
m
=170 кВ) до 500 кВ
(U
m
=550 кВ). Методы испытания
и требования к ним».
Данные нормативные доку-
менты требуют обязательных
испытаний кабельных линий с
экструдированной изоляцией и
арматурой к ним на номиналь-
ное напряжение 35—220 кВ. При
вводе кабеля в эксплуатацию яв-
ляется обязательным:
•
испытание повышенным на-
пряжением;
• определение уровня частич-
ных разрядов;
• определение
диэлектрических
потерь
.
Подводя итог, хотелось бы
ещё раз подчеркнуть, что ла-
боратория высоковольтных ис-
пытаний OWTS HV 250 пред-
ставляет собой универсальный
инструмент, позволяющий про-
водить испытания повышенным
напряжением КЛ 110—220 кВ
(табл.). А уникальность её за-
ключается в богатом наборе
диагностических возможностей, благодаря кото-
рым для заказчика, помимо проведения испытания,
формируется отчёт о техническом состоянии КЛ,
готовности к эксплуатации, наличии проблемных
мест и степени опасности выявленных дефектов
изоляции, а также даются рекомендации по даль-
нейшей эксплуатации.
Актуально
ÄÈÀÃÍÎÑÒÈÊÀ
Табл. Испытание КЛ повышенным напряжением
Оригинал статьи: Об опыте проведения диагностических испытаний кабельных линий 110—220 кВ установкой OWTS HV 250
В связи с модернизацией энергосетей, внедрением новых технологий, повышением требований, предъявляемых к качеству электроэнергии, в России всё большее распространение получают кабельные линии 110—500 кВ. В настоящее время в России появилось уникальное оборудование, позволяющее проводить испытание повышенным напряжением и диагностику КЛ 110—220 кВ на наличие частичных разрядов с определением их локализации.