Токопоисковые трубы ПротекторФлекс® ОМП — проверенное решение для поиска мест повреждений кабелей, доказавшее свою эффективность

Page 1
background image

Page 2
background image

70

КАБЕЛЬНЫЕ 

ЛИНИИ

Токопоисковые трубы 

ПротекторФлекс® ОМП — 

проверенное

 

решение для поиска 

мест повреждений кабелей

доказавшее свою эффективность

При строительстве высоковольтных кабельных линий (КЛ) в России и за рубежом кабе

-

ли все чаще размещают не в открытом грунте, а в грунте в полимерных трубах. Отдель

-

ные трубные участки трассы КЛ могут иметь длину до 700 м, а суммарная протяженность 

всех трубных участков трассы в ряде случаев достигает 90% длины КЛ. Как показывают 

лабораторные исследования и накопленный опыт эксплуатации, полноценные испыта

-

ния КЛ в полимерных трубах и поиск мест повреждения оболочки кабелей невозможны 

без применения токопоисковых труб ПротекторФлекс

®

 ОМП.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБОЛОЧКИ КАБЕЛЕЙ 

И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Повреждения  наружной  оболочки  кабелей  являются 

самым  распространенным  видом  повреждений  ка-

белей.  Их  причины  могут  быть  следующими:  абра-

зивное действие грунта при протяжке кабеля, превы-

шение  допустимых  усилий  протяжки,  несоблюдение 

минимально допустимого радиуса изгиба, прокладка 

при  низких  температурах,  воздействие  на  оболочку 

кабеля острой кромки торцов труб (если трубы не ос-

нащены защитными воронками), акты вандализма, за-

сыпка трассы грунтом с посторонними включениями, 

земляные  работы  вблизи  от  проложенных  кабелей, 

последствия коротких замыканий в самом кабеле или 

в соседних фазах/КЛ, производственный брак, нару-

шение условий транспортирования и хранения.

Если  по   каким-то  причинам  наружная  оболочка 

оказалась повреждена, то из грунта в такой кабель 

начинает  проникать  влага.  Молекулы  воды,  попав 

в изоляцию, вызывают там развитие дефектов, про-

грессирующих под действием фазного напряжения, 

что с течением времени приводит к короткому замы-

канию (КЗ) изоляции и дорогостоящему ремонту КЛ.

Таким  образом,  для  обеспечения  надежной  экс-

плуатации КЛ важнейшей задачей для любой сетевой 

компании является контроль за состоянием оболоч-

ки кабелей — в рамках приемо- сдаточных испытаний 

и затем регулярно в процессе эксплуатации КЛ.

ИСПЫТАНИЯ И ПОИСК ПОВРЕЖДЕНИЙ 

КАБЕЛЕЙ В ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБАХ

Испытания  оболочки  проводят  путем  приложения 

между экраном кабеля и землей постоянного напря-

жения 10 кВ в течение 1 мин. Наиболее серьезные 

повреждения  наружной  оболочки  кабелей  высокого 

напряжения возникают на стадии строительства КЛ, 

и поэтому особое внимание следует уделять приемо- 

сдаточным испытаниям КЛ.

Если испытательное напряжение приложено меж-

ду экраном кабеля и землей, то тогда с экрана через 

место  повреждения  оболочки  в  грунт  должен  пойти 

ток. Появление этого тока, фиксируемого по показа-

ниям  испытательной  уста-

новки,  позволяет  сделать 

вывод  о  наличии  повреж-

дения оболочки. К сожале-

нию,  когда  повреждение 

оболочки  находится  в  по-

лимерной  трубе,  послед-

няя  мешает  выходу  тока 

с экрана в грунт, и поэтому 

испытательная  установка 

не  зафиксирует  наличие 

повреждения  (дефекта), 

оболочка кабеля ошибочно 

будет  полагаться  целост-

ной,  а  КЛ  —  пригодной 

к эксплуатации (рисунок 1).

Рис. 1. Испытания кабеля в обычной трубе

Рис. 2. Испытания в токопоисковой трубе


Page 3
background image

71

Эффективным  решением  проблемы  испытаний 

кабелей в полимерных трубах является применение 

токопоисковых труб ПротекторФлекс

®

 ОМП. Токопо-

исковые трубы, в отличие от обычных, не изолиру-

ют кабель от грунта и не препятствуют выходу тока 

с экрана кабеля через оболочку в грунт (рисунок 2) — 

тем самым такие трубы способствуют определению 

мест повреждения (ОМП), позволяя получить объек-

тивную информацию о состоянии КЛ.

Гарантированное установление всех фактов по-

вреждения оболочки — это важный шаг к повыше-

нию надежности КЛ и всей сети. Однако еще одной 

задачей, которую позволяют решить токопоисковые 

трубы, является точный поиск (локализация) места 

повреждения. Стандартные методы поиска (мосто-

вой  метод,  метод  шагового  напряжения  и  др.)  ра-

ботают при условии, что имеется возможность вы-

хода тока с экрана кабеля через оболочку в грунт, 

а  значит  их  использование  затруднено  в  случае 

прокладки кабелей в обычных полимерных трубах. 

Только токопоисковые трубы ПротекторФлекс

®

 ОМП 

обес печивают оперативную локализацию места по-

вреждения, сократив тем самым сроки и стоимость 

 работ.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТОКОПОИСКОВЫХ 

ТРУБ

 

ПРОТЕКТОРФЛЕКС

®

 ОМП

Первая  проверка  токопоисковых  труб  Протектор-

Флекс

®

  ОМП  была  проведена  еще  в  2018  году  си-

лами  ПАО  «Федеральный  испытательный  центр» 

(ПАО «ФИЦ»), входящего в состав ПАО «Россети». 

В грунте были уложены обычная полимерная труба 

и токопоисковая труба, затем в них по очереди за-

тягивался  кабель  с  поврежденной  оболочкой  и  вы-

полнялись  попытки  выявления  факта  повреждения 

оболочки и локализации его точного места. Согласно 

официальному протоколу ПАО «ФИЦ», повреждение 

оболочки кабеля удалось выявить только в токопо-

исковой трубе, причем с высокой точностью (до 1 м), 

тогда как в обычной трубе оболочка кабеля ошибоч-

но вела себя как полностью исправная.

После получения заключения ПАО «ФИЦ» было 

запущено  серийное  производство  токопоисковых 

труб, и за последние 3 года они уже нашли приме-

нение  на  многих  объектах  при  строительстве  КЛ. 

Например,  именно  токопоисковые  трубы  Протек-

торФлекс

®

  ОМП  позволили  выявить  факт  серьез-

ного  повреждения  оболочки  КЛ  110  кВ  на  объекте 

ПАО «Россети Центр и Приволжье». В ходе приемо- 

сдаточных испытаний КЛ 110 кВ на трубном участке 

трассы на одной из трех фаз было выявлено повреж-

дение оболочки, поиск которого стандартными мето-

дами установил, что оно расположено в трубе в 17 м 

от соединительной муфты (рисунки 3 и 4). Извлече-

ние кабеля из трубы показало, что оболочка кабеля 

действительно имеет опасный порез длиной 14 мм 

и глубиной 6 мм, через который видны алюмополи-

мерная  лента  и  проволоки  экрана.  После  ремонта 

оболочки кабель был вновь затянут в трубу и успеш-

но прошел повторные приемо- сдаточные испытания, 

что позволило ввести КЛ 110 кВ в эксплуатацию без 

потери времени и дополнительных затрат.

Учитывая  многократные  доказательства  сво-

ей  эффективности,  токопоисковые  трубы  внесены 

в российские нормативные документы, в том числе 

рекомендованы  к  применению  Единой  технической 

политикой ПАО «Россети». Кроме того, они отмече-

ны Министерством энергетики РФ (Диплом лауреата 

конкурса инновационных разработок) и ПАО «Россе-

ти» (Диплом за лучшее технологическое решение).

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Способна ли токопоисковая труба помочь в слу

-

чае,  когда  повреждение  оболочки  оказалось  рас

-

положено  в  верхней  части  поперечного  сечения 

кабеля и не имеет контакта с трубой?

Боковая  поверхность  кабеля  всегда  подвержена 

естественному  запылению,  а  воздух  в  трубе  имеет 

Рис. 3. КЛ 110 кВ в токопоисковых трубах

Рис. 4. Поиск повреждения оболочки кабеля

№ 1 (70) 2022


Page 4
background image

72

КАБЕЛЬНЫЕ 

ЛИНИИ

естественную влажность, на поверхности трубы об-

разуется конденсат — этого достаточно для того, что-

бы боковая поверхность кабеля провела ток из места 

повреждения  оболочки  к  месту  контакта  оболочки 

с  трубой.  Соответствующие  исследования  прово-

дились и в 2018 году в ПАО «ФИЦ», и в 2022 году 

в  Санкт- Петербургском  политехническом  универси-

тете, где были рассмотрены разные варианты распо-

ложения места повреждения оболочки кабеля отно-

сительно трубы. Например, на рисунке 5 видно, как 

вдоль  поверхности  кабеля  возникает  дуга,  проводя 

испытательный ток из места повреждения оболочки 

(вверху  кабеля)  к  месту  контакта  кабеля  с  трубой. 

Кроме того, важно отметить, что отраслевыми нор-

мами  предписано  применение  специальной  смазки 

для снижения трения кабеля при его затяжке в трубу. 

Это  также  является  дополнительным  фактором  по-

вышения проводимости поверхности кабеля.

2.  Может  ли  полупроводящее  покрытие  (ПП)  обо

-

лочки кабелей решать те же задачи, что и токо

-

поисковые трубы?

Если  кабель  с  ПП-оболочкой  уложен  в  обычной 

полимерной  трубе,  то  в  случае  повреждения  обо-

лочки испытательный ток сможет пройти по ПП-слою 

и попасть в грунт на торцах трубы. Но для локали-

зации точного места повреждения оболочки на труб-

ном  участке  трассы  КЛ  важно,  чтобы  ток  выходил 

в грунт не на торцах трубы, а непосредственно в ме-

сте  повреждения,  и  для  решения  подобной  задачи 

без токопоисковых труб не обойтись.

3.  Нужны ли токопоисковые трубы, если у КЛ есть 

температурный мониторинг?

Мониторинг  позволяет  измерять  вдоль  трассы 

КЛ  температуру  экрана  кабеля,  после  чего  она  пу-

тем  математических  операций  пересчитывается 

в  температуру  жилы  кабеля.  Во-первых,  на  время 

приемо- сдаточных испытаний оболочки температур-

ный мониторинг КЛ отключен. Во-вторых, поврежде-

ние оболочки не приводит к изменению температуры 

экрана и жилы, а значит не может быть обнаружено 

системой  мониторинга,  особенно  если  ее  дискрет-

ность  составляет  до  10  м,  что  в  сотни  раз  больше 

размеров типового повреждения оболочки.

4.  Нужны ли токопоисковые трубы, если у КЛ есть 

система измерения частичных разрядов (ЧР)?

ЧР возникают в местах зарождающихся дефектов 

основной изоляции кабеля под действием приложен-

ного к ней напряжения, и они не могут возникать в обо-

лочке кабеля, поскольку между заземленным экраном 

кабеля и трубой/грунтом отсутствует достаточное на-

пряжение  —  иначе  говоря,  измерение  ЧР  не  позво-

ляет определить повреждения оболочки. Кроме того, 

система измерения ЧР на момент приемо- сдаточных 

испытаний оболочки еще не смонтирована.

5.  Опасны ли токопоисковые трубы, если они могут 

пропускать электрический ток?

Электрическое  сопротивление  токопоисковых 

труб сопоставимо с сопротивлением грунта, и поэто-

му прокладка кабелей в таких трубах с точки зрения 

вопросов электробезопасности ничем не отличается 

от стандартной прокладки кабелей в открытом грунте.

6.  Зачем 

применять 

токопоисковые 

трубы 

на участках КЛ, проложенных методом ГНБ, если 

эти участки могут иметь глубину до 20 м, и по

-

этому на них едва ли возможны открытые земля

-

ные работы для ремонта кабелей?

Если повреждение было найдено еще на стадии 

приемо- сдаточных  испытаний,  то  его  устранением 

займется не собственник КЛ, а монтажная организа-

ция — при невозможности ведения открытых земля-

ных работ она за свой счет извлечет кабель из ГНБ-

трубы  с  целью  ремонта  оболочки  или  протяжки 

нового кабеля.

7.  Дороже  ли  токопоисковые  трубы  обычных  тер

-

мостойких труб, и как обосновать их применение 

в проекте? 

Стоимость токопоисковых труб ПротекторФлекс

®

 

ОМП соответствует стоимости обычных полимерных 

термостойких  труб  ПротекторФлекс

®

  и  не  приводит 

к  удорожанию  проекта.  При  проведении  технико- 

экономического  обоснования  также  следует  учиты-

вать, что, в отличие от обычных труб, токопоисковые 

трубы позволяют:

 

– выявить  случаи  повреждения  кабелей,  которые 

возникли в ходе монтажа КЛ и далее в процессе 

ее эксплуатации;

 

– быстро  установить  точные  места  повреждения 

кабелей вдоль трассы КЛ.

Таким образом, применение токопоисковых труб 

не только не приводит к увеличению стоимости стро-

ительства объекта, где предусмотрено применение 

термостойких  труб,  а  напротив,  ведет  к  снижению 

расходов на эксплуатацию и техническое обслужи-

вание КЛ. 

Р

Рис. 5. Дуга вдоль поверхности кабеля

192007, Санкт- Петербург, Лиговский пр., 140

8-800-500-48-31, info@energotek.ru

www.energotek.ru


Читать онлайн

При строительстве высоковольтных кабельных линий (КЛ) в России и за рубежом кабели все чаще размещают не в открытом грунте, а в грунте в полимерных трубах. Отдельные трубные участки трассы КЛ могут иметь длину до 700 м, а суммарная протяженность всех трубных участков трассы в ряде случаев достигает 90% длины КЛ. Как показывают лабораторные исследования и накопленный опыт эксплуатации, полноценные испытания КЛ в полимерных трубах и поиск мест повреждения оболочки кабелей невозможны без применения токопоисковых труб ПротекторФлекс® ОМП.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБОЛОЧКИ КАБЕЛЕЙ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Повреждения наружной оболочки кабелей являются самым распространенным видом повреждений кабелей. Их причины могут быть следующими: абразивное действие грунта при протяжке кабеля, превышение допустимых усилий протяжки, несоблюдение минимально допустимого радиуса изгиба, прокладка при низких температурах, воздействие на оболочку кабеля острой кромки торцов труб (если трубы не оснащены защитными воронками), акты вандализма, засыпка трассы грунтом с посторонними включениями, земляные работы вблизи от проложенных кабелей, последствия коротких замыканий в самом кабеле или в соседних фазах/КЛ, производственный брак, нарушение условий транспортирования и хранения.

Если по каким-то причинам наружная оболочка оказалась повреждена, то из грунта в такой кабель начинает проникать влага. Молекулы воды, попав в изоляцию, вызывают там развитие дефектов, прогрессирующих под действием фазного напряжения, что с течением времени приводит к короткому замыканию (КЗ) изоляции и дорогостоящему ремонту КЛ.

Таким образом, для обеспечения надежной эксплуатации КЛ важнейшей задачей для любой сетевой компании является контроль за состоянием оболочки кабелей — в рамках приемо-сдаточных испытаний и затем регулярно в процессе эксплуатации КЛ.

ИСПЫТАНИЯ И ПОИСК ПОВРЕЖДЕНИЙ КАБЕЛЕЙ В ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБАХ

Испытания оболочки проводят путем приложения между экраном кабеля и землей постоянного напряжения 10 кВ в течение 1 мин. Наиболее серьезные повреждения наружной оболочки кабелей высокого напряжения возникают на стадии строительства КЛ, и поэтому особое внимание следует уделять приемосдаточным испытаниям КЛ.

Если испытательное напряжение приложено между экраном кабеля и землей, то тогда с экрана через место повреждения оболочки в грунт должен пойти ток. Появление этого тока, фиксируемого по показаниям испытательной установки, позволяет сделать вывод о наличии повреждения оболочки. К сожалению, когда повреждение оболочки находится в полимерной трубе, последняя мешает выходу тока с экрана в грунт, и поэтому испытательная установка не зафиксирует наличие повреждения (дефекта), оболочка кабеля ошибочно будет полагаться целостной, а КЛ — пригодной к эксплуатации (рисунок 1).

Эффективным решением проблемы испытаний кабелей в полимерных трубах является применение токопоисковых труб ПротекторФлекс® ОМП. Токопоисковые трубы, в отличие от обычных, не изолируют кабель от грунта и не препятствуют выходу тока с экрана кабеля через оболочку в грунт (рисунок 2) — тем самым такие трубы способствуют определению мест повреждения (ОМП), позволяя получить объективную информацию о состоянии КЛ.

Гарантированное установление всех фактов повреждения оболочки — это важный шаг к повышению надежности КЛ и всей сети. Однако еще одной задачей, которую позволяют решить токопоисковые трубы, является точный поиск (локализация) места повреждения. Стандартные методы поиска (мостовой метод, метод шагового напряжения и др.) работают при условии, что имеется возможность выхода тока с экрана кабеля через оболочку в грунт, а значит их использование затруднено в случае прокладки кабелей в обычных полимерных трубах. Только токопоисковые трубы ПротекторФлекс® ОМП обеспечивают оперативную локализацию места повреждения, сократив тем самым сроки и стоимость работ.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТОКОПОИСКОВЫХ ТРУБПРОТЕКТОРФЛЕКС® ОМП

Первая проверка токопоисковых труб ПротекторФлекс® ОМП была проведена еще в 2018 году силами ПАО «Федеральный испытательный центр» (ПАО «ФИЦ»), входящего в состав ПАО «Россети». В грунте были уложены обычная полимерная труба и токопоисковая труба, затем в них по очереди затягивался кабель с поврежденной оболочкой и выполнялись попытки выявления факта повреждения оболочки и локализации его точного места. Согласно официальному протоколу ПАО «ФИЦ», повреждение оболочки кабеля удалось выявить только в токопоисковой трубе, причем с высокой точностью (до 1 м), тогда как в обычной трубе оболочка кабеля ошибочно вела себя как полностью исправная.

После получения заключения ПАО «ФИЦ» было запущено серийное производство токопоисковых труб, и за последние 3 года они уже нашли применение на многих объектах при строительстве КЛ. Например, именно токопоисковые трубы ПротекторФлекс® ОМП позволили выявить факт серьезного повреждения оболочки КЛ 110 кВ на объекте ПАО «Россети Центр и Приволжье». В ходе приемо-сдаточных испытаний КЛ 110 кВ на трубном участке трассы на одной из трех фаз было выявлено повреждение оболочки, поиск которого стандартными методами установил, что оно расположено в трубе в 17 м от соединительной муфты (рисунки 3 и 4). Извлечение кабеля из трубы показало, что оболочка кабеля действительно имеет опасный порез длиной 14 мм и глубиной 6 мм, через который видны алюмополимерная лента и проволоки экрана. После ремонта оболочки кабель был вновь затянут в трубу и успешно прошел повторные приемо-сдаточные испытания, что позволило ввести КЛ 110 кВ в эксплуатацию без потери времени и дополнительных затрат.

Учитывая многократные доказательства своей эффективности, токопоисковые трубы внесены в российские нормативные документы, в том числе рекомендованы к применению Единой технической политикой ПАО «Россети». Кроме того, они отмечены Министерством энергетики РФ (Диплом лауреата конкурса инновационных разработок) и ПАО «Россети» (Диплом за лучшее технологическое решение).

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Способна ли токопоисковая труба помочь в случае, когда повреждение оболочки оказалось расположено в верхней части поперечного сечения кабеля и не имеет контакта с трубой?

Рис. 5. Дуга вдоль поверхности кабеля

Боковая поверхность кабеля всегда подвержена естественному запылению, а воздух в трубе имеет естественную влажность, на поверхности трубы образуется конденсат — этого достаточно для того, чтобы боковая поверхность кабеля провела ток из места повреждения оболочки к месту контакта оболочки с трубой. Соответствующие исследования проводились и в 2018 году в ПАО «ФИЦ», и в 2022 году в Санкт- Петербургском политехническом университете, где были рассмотрены разные варианты расположения места повреждения оболочки кабеля относительно трубы. Например, на рисунке 5 видно, как вдоль поверхности кабеля возникает дуга, проводя испытательный ток из места повреждения оболочки (вверху кабеля) к месту контакта кабеля с трубой. Кроме того, важно отметить, что отраслевыми нормами предписано применение специальной смазки для снижения трения кабеля при его затяжке в трубу. Это также является дополнительным фактором повышения проводимости поверхности кабеля.

2. Может ли полупроводящее покрытие (ПП) оболочки кабелей решать те же задачи, что и токопоисковые трубы?

Если кабель с ПП-оболочкой уложен в обычной полимерной трубе, то в случае повреждения оболочки испытательный ток сможет пройти по ПП-слою и попасть в грунт на торцах трубы. Но для локализации точного места повреждения оболочки на трубном участке трассы КЛ важно, чтобы ток выходил в грунт не на торцах трубы, а непосредственно в месте повреждения, и для решения подобной задачи без токопоисковых труб не обойтись.

3. Нужны ли токопоисковые трубы, если у КЛ есть температурный мониторинг?

Мониторинг позволяет измерять вдоль трассы КЛ температуру экрана кабеля, после чего она путем математических операций пересчитывается в температуру жилы кабеля. Во-первых, на время приемо-сдаточных испытаний оболочки температурный мониторинг КЛ отключен. Во-вторых, повреждение оболочки не приводит к изменению температуры экрана и жилы, а значит не может быть обнаружено системой мониторинга, особенно если ее дискретность составляет до 10 м, что в сотни раз больше размеров типового повреждения оболочки.

4. Нужны ли токопоисковые трубы, если у КЛ есть система измерения частичных разрядов (ЧР)?

ЧР возникают в местах зарождающихся дефектов основной изоляции кабеля под действием приложенного к ней напряжения, и они не могут возникать в оболочке кабеля, поскольку между заземленным экраном кабеля и трубой/грунтом отсутствует достаточное напряжение — иначе говоря, измерение ЧР не позволяет определить повреждения оболочки. Кроме того, система измерения ЧР на момент приемо-сдаточных испытаний оболочки еще не смонтирована.

5. Опасны ли токопоисковые трубы, если они могут пропускать электрический ток?

Электрическое сопротивление токопоисковых труб сопоставимо с сопротивлением грунта, и поэтому прокладка кабелей в таких трубах с точки зрения вопросов электробезопасности ничем не отличается от стандартной прокладки кабелей в открытом грунте.

6. Зачем применять токопоисковые трубы на участках КЛ, проложенных методом ГНБ, если эти участки могут иметь глубину до 20 м, и поэтому на них едва ли возможны открытые земляные работы для ремонта кабелей?

Если повреждение было найдено еще на стадии приемо-сдаточных испытаний, то его устранением займется не собственник КЛ, а монтажная организация — при невозможности ведения открытых земляных работ она за свой счет извлечет кабель из ГНБ-трубы с целью ремонта оболочки или протяжки нового кабеля.

7. Дороже ли токопоисковые трубы обычных термостойких труб, и как обосновать их применение в проекте?

Стоимость токопоисковых труб ПротекторФлекс® ОМП соответствует стоимости обычных полимерных термостойких труб ПротекторФлекс® и не приводит к удорожанию проекта. При проведении технико-экономического обоснования также следует учитывать, что, в отличие от обычных труб, токопоисковые трубы позволяют:

  • выявить случаи повреждения кабелей, которые возникли в ходе монтажа КЛ и далее в процессе ее эксплуатации;
  • быстро установить точные места повреждения кабелей вдоль трассы КЛ.

Таким образом, применение токопоисковых труб не только не приводит к увеличению стоимости строительства объекта, где предусмотрено применение
термостойких труб, а напротив, ведет к снижению расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание КЛ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»