«КАБЕЛЬ-news», № 9, 2010
54
В
ыявление дефектов при
профилактических испыта-
ниях кабельных линий 6—
10 кВ является их основной зада-
чей. Продолжительность и уровень
испытательных напряжений осно-
вываются на гарантировании беза-
варийной работы кабельной линии
до следующих испытаний. Однако
при профилактике КЛ 6—10 кВ
может произойти только элек-
трический вид пробоя, поскольку
тепловой и ионизационный виды
пробоя изоляции развиваются в
период эксплуатации от несколь-
ких часов до нескольких месяцев.
При профилактических испытани-
ях напряженность электрического
поля в кабельной изоляции долж-
на быть не выше критической на-
пряженности электрического по-
ля, при которой происходит про-
бой диэлектрика. Напряжен-
ность критической ионизации
экспериментально установлена
и имеет значение Е
кр
=30 кВ/мм.
При испытании напряженность
электрического поля Е
исп
=18 кВ/
мм, что гарантирует выявление
только дефектных мест кабельной
изоляции.
При эксплуатации с рабочим
напряжением либо при профилак-
тических испытаниях поврежде-
ние кабельной линии происходит
достаточно редко. Гораздо чаще
кабели повреждаются в кабель-
ной арматуре: концевых и соеди-
нительных муфтах. На Уральском
электрохимическом комбинате
Актуально
ÈÑÏÛÒÀÍÈß ÊË 6-10 ÊÂ
Ïðîôèëàêòèêà
ïîâðåæäåíèé
êàáåëüíûõ ëèíèé
Виталий ШАБАНОВ
,
инженер-энергетик цеха сетей и подстанций Уральского электрохимического комбината, к.т.н.
эксплуатируется более 250 км
кабельных сетей напряжением
6—10 кВ, и такого типа повреж-
дения составляют около 85% от
общего количества. Это, с одной
стороны, связано с более нерав-
номерным распределением на-
пряженности электромагнитного
поля в кабельной арматуре, а с
другой — с несоблюдением тех-
нологии изготовления муфт при
монтаже кабельной арматуры в
полевых условиях. Поэтому рабо-
ты по определению причин отказа
кабельной арматуры должны про-
изводиться на всех предприятиях,
занимающихся ремонтом кабель-
ных линий.
С появлением термоусажи-
ваемых муфт типа Raychem коли-
чество повреждений снизилось,
однако наиболее характерные их
причины остались прежними:
• нарушение радиусов при изги-
бе жил, что приводит к частич-
ному разрыву бумажных лент
из-за малого радиуса либо из-
за пореза о кромку оболочки;
• некачественная обработка обо-
лочек кабеля при установке
муфты, способствующая корро-
зии оболочки с последующим
увлажнением поясной и фаз-
ной изоляции;
• попадание загрязнений на
бумажно-масляную изоляцию в
процессе монтажа с ее наложе-
нием, что приводит к развитию
ползущего пробоя;
Рис. 1. Возможные дефекты при монтаже муфт типа Raychem
а) некачественная намотка
уплотнительных лент между
перчаткой и трубкой в концевой
муфте
б) неравномерная усадка термоуса-
живающего материала в соедини-
тельной муфте с образованием воз-
душных полостей, способствующих
развитию ионизационного пробоя
«КАБЕЛЬ-news», № 9, 2010
55
Актуально
ÈÑÏÛÒÀÍÈß ÊË 6-10 ÊÂ
• неправильная оценка состоя-
ния бумажно-масляной изоля-
ции при ремонте кабеля, что
способствует повторному про-
бою кабеля в целом месте с
выходом из строя установлен-
ной арматуры;
• нарушение технологии мон-
тажа кабельной арматуры
(рис. 1).
Поэтому при выполнении мон-
тажа кабельной арматуры необхо-
димо учитывать вышеуказанные
факторы.
В настоящее время появились
объективные данные, основан-
ные на статистической обработке
результатов вскрытий кабельной
термоусаживающей арматуры, ко-
торые свидетельствуют о некаче-
ственных материалах, использую-
щихся при ее изготовлении. При-
чем вышедшая из строя арматура
была в эксплуатации от 1 года до
3 лет.
Так, например, в концевых
муфтах развиваются частичные
разряды в месте развилки перчат-
ки между фазами, затем происхо-
дит развитие ползущих разрядов
с повреждением изоляции одной
из фаз и перекрытие по поверхно-
сти фазы на оболочку кабеля.
Но особую озабоченность при
эксплуатации вызывает выход из
строя соединительных термоуса-
живающих муфт. В них повреж-
дение возникает по краю соеди-
нительной гильзы жил кабеля на
сетку, соединенную с его оболоч-
кой (рис. 2).
Механизм развития пробоя
аналогичен его появлению в кон-
цевых муфтах. Сначала развива-
ются частичные разряды на краю
наружных участков соединитель-
ной гильзы фазной изоляции —
ионизационный пробой (рис. 3).
На данном этапе происходит раз-
рушение только фазной изоляции,
поясная же остается неповреж-
денной. Жила, изображенная на
рис. 3, профилактические высоко-
вольтные испытания выдержала,
дефект развивался только под ра-
бочим напряжением.
Затем идет развитие ползу-
щих разрядов, которые охваты-
вают всю внешнюю поверхность
фазной изоляции гильзы (рис.
4). Хорошо видны дорожки пол-
зущих разрядов, развивающихся
в различных направлениях. Эта
жила была выявлена при профи-
лактических испытаниях без про-
жигания изоляции. В дальнейшем
происходит повреждение поясной
изоляции соединительной муфты,
приводящее к полному пробою.
Как правило, данный механизм
развития пробоя бывает при ра-
бочем напряжении и имеет иони-
зационную форму. Пробой может
развиваться несколько месяцев.
Диагностика таких поврежде-
ний осложняется тем, что поло-
жительные результаты испытаний
повышенным напряжением от-
нюдь не гарантируют последую-
щую безаварийную работу КЛ.
Были случаи, когда после успеш-
ных испытаний повышенным на-
пряжением случался выход кабе-
ля из строя в ближайшие после
этого месяцы, и даже дни.
Поэтому перед службами, за-
нимающимися диагностикой ка-
бельных линий 6—10 кВ, стоят
две задачи. Первой и основной
является разработка метода, спо-
собного при профилактических
испытаниях выявлять дефекты
термоусаживающих материалов
на ранних стадиях развития про-
боя в кабельной арматуре.
Другой задачей является рас-
смотрение процесса заключения
договоров на поставку кабель-
ной арматуры в которых гаран-
тируется качество поставляемой
продукции. Этот вопрос чрез-
вычайно сложен, поскольку при
входных лабораторных испытани-
ях материалов для монтажа муфт
Raychem фазная изоляция вы-
держивает двадцатикратное ра-
бочее напряжение, а поясная —
пятнадцатикратное. Поэтому иде-
альным вариантом была бы гаран-
тия безаварийной работы кабель-
ной арматуры по крайней мере в
течение 10 лет.
Рис. 2. Характерное
повреждение соединительной
муфты Raychem после
испытания и прожигания
изоляции (оболочка и
поясная изоляция срезаны)
Рис. 4. Ползущий разряд
соединительной муфты в
заключительной стадии
Список литературы
1. Канискин В.А., Таджибаев А.И. и
др. Эксплуатация силовых элек-
трических кабелей. Часть 7. Ме-
тоды испытаний и диагностики си-
ловых кабелей. Учебное пособие.
С-П., Издательство Петербург-
ского энергетического института
повышения квалификации руко-
водящих работников и специали-
стов Министерства энергетики РФ,
2003.
2. Шабанов В.А. Особенности диаг-
ностики повреждений в кабелях с
соединительными муфтами «Рай-
хем». // Энергетик, 2009, № 7, с. 37.
Рис. 3. Развитие ползущего
пробоя фазной изоляции
Развитие ползущих
разрядов
Оригинал статьи: Профилактика повреждений кабельных линий
Выявление дефектов при профилактических испытаниях кабельных линий 6—10 кВ является основной задачей испытаний. Продолжительность и уровень испытательных напряжений основываются на гарантировании безаварийной работы кабельной линии до следующих испытаний.