Повреждаемость КЛ в ОАО «Ленэнерго» и влияние на неё перенапряжений в электрических сетях

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 1, 2013, www.kabel-news.ru

30

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

В 

 1883 году были включены первые кабель-
ные линии (КЛ) с гуттаперчевой изоляцией 
от Аничкова моста до Морской улицы в свя-
зи с началом действия «Конторы освеще-

ния Невского проспекта электричеством». Первые 
32 светильника были запитаны от электростанции, 
установленной на барже на реке Мойке около По-
лицейского (ныне Зелёного) моста. В дальнейшем 
ввиду развития различных видов использования 
электричества появились крупные фабрики электри-
чества со своими кабельными сетями. Так, к 1900 го-

Повреждаемость КЛ в 
ОАО «Ленэнерго» и влияние 
на неё перенапряжений 
в электрических сетях

Виктор БАРИНОВ, советник директора, Николай СОЛОВЬЁВ, заместитель директора

 по техническим вопросам — главный инженер,

 Николай УГЛЕВ, заместитель главного инженера по эксплуатации,

 филиал ОАО «Ленэнерго» — «Кабельная сеть»,

Борис МУРАШЕВ, главный специалист службы электрических режимов,

 ОАО «Ленэнерго»

ду протяжённость КЛ электростанций «Общества 
электрического освещения 1886 года» трёхфазного 
тока частотой 50 Гц и напряжением 6500 В, обще-
ства «Гелиос» однофазного тока частотой 50 Гц и 
напряжением 3300 В и «Бельгийского анонимного 
общества» однофазного тока частотой 42,5 Гц и 
напряжением 2200 В достигла 600 км. В основном 
применялись кабели с бумажной изоляцией и мас-
локанифольной пропиткой в свинцовой оболочке с 
чугунными концевыми и соединительными муфта-
ми. Имелись и кабели с концентрическими жилами и 

джутовой изоляцией [1]. В 1914 году 
был проложен первый кабель напря-
жением 20 кВ.

Сегодня филиал ОАО «Ленэнер-

го» — «Кабельная сеть» эксплуати-
рует свыше 19 тыс. км КЛ 0,4—6—
10 кВ, в том числе и сотни киломе-
тров КЛ, проложенных до револю-
ции 1917 года.

С появлением КЛ возникли во-

просы определения мест поврежде-
ний, профилактических испытаний, 
ремонтов и пути повышения надёж-
ности их работы. Многие из них были 
решены именно в «Кабельной сети».

В настоящее время, несмотря 

на изначально высокую электриче-
скую прочность изоляции кабелей, 
повреждаемость КЛ достаточно вы-
сока. 

Анализы повреждаемости КЛ 

показывают [2], что основными 

Рис. 1. Удельная повреждаемость КЛ 6—10 кВ (на 100 км)

Профилактическая

Под рабочим напряжением

Полная


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 1, 2013, www.kabel-news.ru

31

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

причинами повреждений являются механические 
и предшествующие механические повреждения в 
процессе проведения земляных работ, коррозия, 
старение изоляции кабелей под воздействием по-
вышенного уровня напряжения, относительно нор-
мального, заводские дефекты производства ка-
белей и кабельной арматуры, а также дефекты 
прокладки кабелей и монтажа кабельной арматуры 
(рис. 1, табл.). 

Если в 90-е годы в среднем ежегодно механиче-

ски повреждалось около 90 КЛ всех классов напря-
жений, то в 2011 году уже 138.

Наиболее серьёзная причина механиче-

ских повреждений КЛ — это работа землерой-
ных организаций без ордера Государственной 
административно-технической инспекции Пра-
вительства Санкт-Петербурга, что в 2011 году 
составило 39,8% от всех механических повреж-
дений.

Значительное количество КЛ выходит из строя по 

причине коррозии металлических оболочек кабелей. 
Так, в 2010 году в сети 6 кВ повредилось 11% от об-
щего числа повреждений (в 2009-м — 16%), а в сети 
10 кВ — 12% (в 2009 году — 14%).

В 2011 году было шесть пробоев КЛ 35 кВ и два 

пробоя КЛ 110 кВ из-за коррозии свинцовых оболо-
чек от блуждающих токов. Ввиду того, что этот вид 
повреждений имеет не локальный характер, а рас-
пространяется на десятки, а иногда и на сотни ме-
тров, объёмы ремонтов достаточно велики. 

Высокая коррозионная повреждаемость обуслов-

лена тем, что повсеместно на территории Санкт-
Петербурга почва имеет повышенную влажность и 
агрессивные компоненты (

NO

3

, SO

4

, Cl

 и органиче-

ские вещества), а также высокий уровень блуждаю-
щих токов, генерирующихся в зонах расположения 
промышленных предприятий и линий электрифи-
цированного рельсового транспорта. Коррозионная 

активность грунтов по 

pH

 (ГОСТ 9.602-2005) по-

казывает, что в Санкт-Петербурге очень много 
коррозионно-опасных зон по грунтам (

pH

 4,3 и менее 

или 9,2 и выше до 12,2) [5].

Поскольку замена КЛ с бумажно-пропитанной 

изоляцией (БПИ) на кабели с изоляцией из сшито-
го полиэтилена (СПЭ) в сетях 6—10—35 кВ проис-
ходит медленно (например, в сети филиала ОАО 
«Ленэнерго» — «Кабельная сеть» на 01.01.2012 г.: 
КЛ 110 кВ — 35%; КЛ 35 кВ — 1%; КЛ 6—10 кВ — 
9%), эту проблему нельзя оставлять без внимания.

Снижение процента заводских дефектов кабелей 

объясняется тотальным обследованием их образцов 
перед прокладкой.

Старение изоляции КЛ — серьёзная проблема, 

особенно для таких «старых» сетей, как в Санкт-
Петербурге, где износ КЛ всех классов напряжения 
составляет 50%. В основном это касается сетей 6 и 
35 кВ, выработавших свой срок амортизации и под-
лежащих замене.

Ускоренный износ изоляции кабельных линий 

происходит из-за воздействия повышенных напря-
жений на изоляцию:
•  коммутационные перенапряжения в сети, превы-

шающие фазное напряжение в 3—4,5 раза;

•  дуговые перенапряжения, достигающие значения 

до 3,6 номинального фазного напряжения при не-
отключенных однофазных замыканиях на землю 
(ОЗЗ);

•  повышенное напряжение на шинах центров пита-

ния (ЦП) и т.д. [3].
Последствия перенапряжений заключаются в ку-

мулятивном развитии слабых мест (дефектов) в изо-
ляции, т.е. каждое воздействие подготавливает про-
бой при последующих перенапряжениях [4].

Замыкания на землю являются одной из основ-

ных причин возникновения существующих перена-
пряжений в сетях 6—10 кВ. 

Табл. Основные причины повреждений КЛ 6—10 кВ за 1995, 2000, 2004, 2007, 2011 годы

 (по данным разнообразных образцов)

Годы

В том числе по причине (%)

Прямое ме-
ханическое 

повреждение

Предше-

ствующее 

механическое 

повреждение

Коррозия 

алюминиевой и 

свинцовой 

оболочек

Старение и осу-

шение изоляции 

на вертикаль-

ном участке

Заводской 

дефект про-

изводителя

Дефект 

монта-

жа с/м и 

к/м

Дефект 

прокладки

1995

10

20

7

8

5

18

3

2000

9

13

16

11

9

13

1

2004

10

21

16

16

6

8

4

2007

13

12

8

19

6

6

1

2011

11

13

8

23

9

39

1


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 1, 2013, www.kabel-news.ru

32

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

На рис. 2 представлены данные по устойчивым 

однофазным замыканиям на землю (ОЗЗ) в ОАО 
«Ленэнерго» за период 2005—2011 гг. Из этих дан-
ных видно, что примерно 25% ОЗЗ переходит в меж-
фазное короткое замыкание и примерно 30% ОЗЗ 
отыскивается от 1 до 2 часов.

К тому же на ряде центров питания либо отсут-

ствуют компенсирующие устройства ёмкостных то-
ков однофазных замыканий на землю, либо есть не-
докомпенсация из-за расстройки или недостаточной 
мощности установленных дугогасящих реакторов 
(ДГР), хотя ПТЭ п. 5.11.8 запрещает работу сетей 
6—35 кВ без компенсации ёмкостного тока ОЗЗ при 
его значениях, превышающих допустимые. Остаточ-
ный ёмкостный ток однофазного замыкания на зем-
лю на некоторых ЦП достигает 187 А.

Исследования, проведённые в филиале ОАО 

«Ленэнерго» — «Кабельная сеть» с 2004 по 2008 г., 
по выбору и внедрению эффективных щадящих и 
неразрушающих методов диагностики силовых ка-
бельных линий в условиях эксплуатации и начала 
плановых работ начиная с 2009 года показали, что 
на ряде КЛ 6—35 кВ частичные разряды (ЧР) суще-

ствуют уже при напряжениях ниже фазных, а их уро-
вень значительно превышает предельно допусти-
мые значения, установленные в ОАО «Ленэнерго» 
в документе «Объёмы и нормы щадящих и нераз-
рушающих методов испытания и диагностики ка-
бельных линий 6—110 кВ» (например, КЛ 35 кВ, год 
ввода в эксплуатацию — 1959, U

возник.ЧР

 = 13 кВ, мак-

симальный уровень ЧР при фазном напряжении со-
ставил 66 000 пКл. Дата измерения — 09.09.2010 г., 
дата пробоя после измерений — 30.04.2011 г.).

Поэтому важно, чтобы на центрах питания напря-

жение на шинах 6—10—35—110 кВ удовлетворяло 
допустимым значениям, однако по ряду причин на 
практике бывают следующие отклонения:
•  несоблюдение заданного графика напряжения 

в контрольных точках системы на шинах 6 кВ и 
выше подстанций и электрических станций;

•  некорректная работа или отсутствие АРНТ на 

центрах питания;

•  наличие трансформаторов с ограниченным диа-

пазоном регулирования напряжения и др.
Например, в 2011 году из 60 поступивших в фи-

лиал ОАО «Ленэнерго» — «Кабельная сеть» жалоб 

Рис. 2. Данные по устойчивым однофазным замыканиям на землю в ОАО «Ленэнерго»

а) устойчивые однофазные замыкания на землю за период 2005—2011 гг.;
б) и г) количество отысканий ОЗЗ в шт. и % соответственно; 
в) количество ОЗЗ, перешедших в КЗ, % 

2005

2006 2007 2008 2009 2010 2011

а)

г)

б)

в)

350

300

250

200

150

100

50

0

120

100

80

60

40

20

0

35

30

25

20

15

10

5

0

35

30

25

20

15

10

5

0

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

2005

2006 2007 2008 2009 2010 2011

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Количество ОЗЗ, перешедших в КЗ, %

Сеть 6 кВ

до 1 часа, шт.

до 1 часа, %

Сеть 10 кВ

от 1 до 2 часов, шт.

от 1 до 2 часов, %

Суммарно по 6 и 10 кВ


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 1, 2013, www.kabel-news.ru

33

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

на некачественное напряжение 14 связано с некаче-
ственным напряжением на шинах центров питания 
(из них 11 на повышенное напряжение).

В основном это обусловлено устаревшими или 

неисправными техническими средствами для регу-
лирования напряжения или отсутствием их на цен-
трах питания, наличием на ЦП трансформаторов с 
ограниченным диапазоном регулирования напряже-
ния, а также усложнившимися взаимоотношениями 
между различными собственниками ЦП в результате 
реформ в энергетике.

ВЫВОДЫ

Необходим повсеместный переход на щадящие 

и неразрушающие методы диагностики силовых ка-
бельных линий 6—10—35—110 кВ.

На основании опыта ОАО «Ленэнерго» считаем, 

что ввод в эксплуатацию КЛ 110 кВ с изоляцией из 
сшитого полиэтилена необходимо делать только по-
сле испытания на наличие частичных разрядов.

Ввод в эксплуатацию КЛ 10—35 кВ с изоляцией 

из сшитого полиэтилена необходимо осуществлять 
только после испытания повышенным напряжением 
сверхнизкой частоты (СНЧ).

Необходимо ужесточить требования к владель-

цам ЦП по соблюдению графиков напряжения на 
шинах центров питания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сооружение и эксплуатация кабельных сетей: 

учеб. для техникумов / В.Н. Степанов, Б.В. Куле-
шов; под ред. В.Н. Степанова. — М.; Л.: Госэнер-
гоиздат, 1940.  484 с. 

2. Р.Я. Федосенко. Надежность кабельных линий 

6—10 кВ / — М.: Энергия, 1972. 72 с.

3.  С.Б. Белло. Оптимизация работы кабельных ли-

ний при однофазных замыканиях. «Энергетик», 
1972, № 2.

4.  М.А. Короткевич. Необходимость и возможность 

заземления нейтрали в городской электриче-
ской сети. Материалы Всероссийской научно-
технической конференции. Городские электриче-
ские сети в современных условиях, 1998 г.

5.  В.М. Баринов, Н.И. Тесов. Защита подземных ин-

женерных сооружений от коррозии. — СПб.: «Не-
дра», 2008. 140 с.


Читать онлайн

Сегодня филиал ОАО «Ленэнерго» — «Кабельная сеть» эксплуатирует свыше 19 тыс. км КЛ 0,4—6— 10 кВ, в том числе и сотни километров КЛ, проложенных до революции 1917 года. С появлением КЛ возникли вопросы определения мест повреждений, профилактических испытаний, ремонтов и пути повышения надёжности их работы. Многие из них были решены именно в «Кабельной сети».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»