Ремонт кабельної лінії (Харків)

Кабелі з погляду перевірки ізоляції є найважчим елементом електроустаткування. Це пов'язано з можливою великою довжиною кабельних ліній, неоднорідністю ґрунту по довжині лінії, неоднорідністю ізоляції кабелю.

Для виявлення грубих дефектів у кабельних лініях вимірюють опір ізоляції тераомметром на напругу 2500 В. Однак показання тераомметра не можуть бути підставою для остаточної оцінки стану ізоляції, оскільки вони значною мірою залежать від довжини кабельної лінії та дефектів кінцевих закладень.

Пов'язано це з тим, що ємність силового кабелю велика і протягом часу вимірювання опору вона не встигає повністю зарядитися, тому показання мегаомметра будуть визначатися не тільки струмом витоку, що встановився, а й зарядним струмом, а виміряне значення опору ізоляції буде значно занижено.

Основним методом контролю стану ізоляції кабельної лінії є випробування її підвищеною напругою. Мета випробувань полягає у виявленні та своєчасному усуненні дефектів ізоляції кабелю, муфт і кінцевих закладень, що розвиваються, з тим щоб попередити виникнення пошкоджень у процесі роботи. При цьому кабелі напругою до 1 кВ підвищеною напругою не відчувають, а вимірюють опір ізоляції тераомметром напругою 2500 протягом 1 хв. Воно має бути не нижче 0,5 МОм.

Основним способом випробування ізоляції кабельних ліній є перевірка підвищеною напругою постійного струму. Це пояснюється тим, що встановлення на змінному струмі за рівних умов має набагато більшу потужність.

До складу випробувальної установки входять: трансформатор, випрямляч, регулятор напруги, кіловольтметр, мікроамперметр.

При перевірці ізоляції напруга від тераомметра або випробувальної установки підводиться до однієї з жил кабелю, при цьому інші його жили надійно з'єднують між собою та заземлюють.

Напруга плавно підвищується до нормованого значення і витримується необхідний час.

Стан кабелю визначається за струмом витоку. При задовільному стані підйом напруги супроводжується різким зростанням струму витоку за рахунок зарядки ємності, потім знижується до 10 - 20 % максимального значення. Кабельна лінія вважається придатною до експлуатації, якщо при випробуваннях не відбулося пробою або перекриття по поверхні кінцевої муфти, не спостерігається різких поштовхів струму та помітного зростання струму витоку.

Перевантаження кабелю, що мають систематичний характер, призводять до погіршення ізоляції та скорочення тривалості роботи лінії. Недовантаження пов'язані з недовикористанням провідникового матеріалу. Тому при експлуатації кабельної лінії періодично перевіряють, щоб струмове навантаження в них відповідало встановленій під час введення об'єкта в експлуатацію. Максимально допустимі навантаження кабелів визначаються вимогами ПУЕ.

Контролюють навантаження кабельних ліній у терміни, що визначаються головним енергетиком підприємства, але не рідше 2 разів на рік. При цьому один раз зазначений контроль провадиться в період осінньо-зимового максимуму навантаження. Контроль здійснюється спостереженням за показаннями амперметрів на підстанціях живлення, а за відсутності їх — за допомогою переносних приладів або струмовимірювальних кліщів.

Допустимі струмові навантаження для тривалого нормального режиму роботи кабельних ліній визначаються за допомогою таблиць, що наводяться в електротехнічних довідниках. Ці навантаження залежать від способу прокладання кабелю та виду охолоджуючого середовища (земля, повітря).

Для кабелів, прокладених у землі, тривало допустиме навантаження приймається з розрахунку прокладання одного кабелю в траншеї на глибині 0,7 - 1 м при температурі землі 15°С. Для кабелів, прокладених на відкритому повітрі, температура навколишнього середовища приймається 25°С. Якщо розрахункова температура навколишнього середовища відрізняється від прийнятих умов, то вводиться поправний коефіцієнт.

За розрахункову температуру землі приймається найвища середньомісячна температура з усіх місяців року на глибині прокладання кабелю.

За розрахункову температуру повітря приймається найбільша середньодобова температура, що повторюється не менше трьох разів на рік.

Довго допустиме навантаження кабельної лінії визначається по ділянках ліній з найгіршими умовами охолодження, якщо довжина цієї ділянки не менше 10 м-коду. Кабельні лінії до 10 кВ при коефіцієнті попереднього навантаження трохи більше 0,6 - 0,8 можуть короткочасно перевантажуватися. Допустимі норми перевантажень з урахуванням їхньої тривалості наводяться в технічній літературі.

Для більш точного визначення здатності до навантаження, а також при зміні температурних умов експлуатації здійснюється температурний контроль кабельної лінії. Контролювати безпосередньо температуру жили на кабелі, що працює, неможливо, т.е. до. жили перебувають під напругою. Тому одночасно проводять вимірювання температури оболонки (броні) кабелю та струму навантаження, а потім перерахунком визначають температуру жили та максимально допустиме струмове навантаження.

Вимір температури металевих оболонок кабелю, прокладеного відкрито, проводять звичайними термометрами, які зміцнюються на броні або свинцевій оболонці кабелю. Якщо кабель прокладено у землі, вимір здійснюється за допомогою термопар. Рекомендується встановлювати не менше двох датчиків. Провід від термопар укладається в трубу і виводиться у зручне та безпечне від механічних пошкоджень місце.

Температура струмопровідної жили не повинна перевищувати:

• для кабелів з паперовою ізоляцією до 1 кВ — 80°, до 10 кВ — 60°;
• для кабелів із гумовою ізоляцією — 65° С;
• для кабелів у полівінілхлоридній оболонці - 65° С.

У тому випадку, коли струмопровідні жили кабелю нагріваються вище за допустиму температуру, вживають заходів щодо усунення перегріву — зменшують навантаження, покращують вентиляцію, замінюють кабель на кабель більшого перерізу, збільшують відстань між кабелями.

У нашій фотогалереї є фотографії з місць проведення електромонтажних робіт у Харкові та області, де можна побачити різні нюанси, спрямовані на усунення перегріву кабелів та інших неприємних моментів

При прокладанні кабельних ліній у ґрунті, агресивному по відношенню до їх металевих оболонок (солончаки, болота, будівельне сміття), виникає грунтова корозія свинцевих оболонок та металевого покриву. У подібних випадках періодично перевіряють корозійну активність ґрунту, беручи проби води та ґрунту. Якщо при цьому буде встановлено, що ступінь ґрунтової корозії загрожує цілісності кабелю, то вживають відповідних заходів — усувають забруднення, замінюють ґрунт тощо.

Визначення місць пошкодження кабельних ліній є досить складним завданням і вимагає застосування спеціальної апаратури. Роботи з ліквідації пошкоджень кабельної лінії починаються з встановлення виду пошкодження. У багатьох випадках це вдається зробити за допомогою мегаомметра. Для цього з обох кінців кабелю перевіряють стан ізоляції кожної жили по відношенню до землі, справність ізоляції між окремими фазами, відсутність обривів у жилах.

Визначення місця ушкодження зазвичай проводять у два етапи — спочатку визначають зону ушкодження з точністю 10-40 м, а після цього уточнюють місце виникнення дефекту на трасі.

При визначенні зони пошкодження враховуються причини його виникнення та наслідки відмови. Найбільш часто спостерігається обрив однієї або кількох жил із заземленням їх або без нього, можливе також зварювання струмоведучої жили з оболонкою при тривалому протіканні струму короткого замикання на землю. При профілактичних випробуваннях найчастіше виникає замикання струмоведучої жили на землю, а також пробій, що запливає.

Для визначення зони пошкодження використовується кілька методів: імпульсний, коливальний розряд, петлевий, ємнісний.

Імпульсний метод застосовується при однофазних та міжфазних замиканнях, а також при обриві жил. До методу коливального розряду вдаються при запливає пробої (виникає при високій напрузі, зникає при низькому). Петльовий метод використовується при одно-, дво- та трифазних замиканнях і наявності хоча б однієї непошкодженої жили. Ємнісний метод знаходить застосування при урвищах жил. У практиці експлуатації найбільшого поширення набули перші два методи.

Під час використання імпульсного методу застосовуються досить прості прилади. Для визначення зони пошкодження від них кабель посилаються короткочасні імпульси змінного струму. Дійшовши до місця ушкодження, вони відбиваються та повертаються назад. Про характер пошкодження кабелю судять із зображення на екрані приладу. Відстань до місця пошкодження можна визначити, знаючи час проходження імпульсу та швидкість його розповсюдження.

Застосування імпульсного методу вимагає зниження перехідного опору в місці пошкодження до десятків і навіть часток ома. З цією метою ізоляцію пропалюють за рахунок перетворення електричної енергії, що підводиться до місця ушкодження, теплову. Пропалювання здійснюють постійним або змінним струмом від спеціальних установок.

Метод коливального розряду полягає в тому, що пошкоджена жила кабелю заряджається від випрямного пристрою до напруги пробою. У момент пробою в кабелі виникає коливальний процес. Період коливань цього розряду відповідає часу дворазового пробігу хвилі до місця ушкодження та назад.

Тривалість коливального розряду вимірюється осцилографом або електронним мілісекундоміром. Похибка вимірів даним методом становить 5%.

Уточнюють місце ушкодження кабелю безпосередньо на трасі з використанням акустичного чи індукційного методу.

Акустичний метод заснований на фіксації коливань ґрунту над місцем ушкодження КЛ, що викликаються іскровим розрядом у місці порушення ізоляції. Метод використовується при пошкодженнях типу "запливаючий пробій" та обриві жил. При цьому визначається пошкодження в кабелі, що знаходиться на глибині 3 м і під водою до 6 м.

Як генератор імпульсів зазвичай використовують установку високої напруги постійного струму, від якої посилаються імпульси в кабель. Коливання ґрунту прослуховуються спеціальним приладом. Недолік методу полягає у необхідності використовувати пересувні установки постійного струму.

Індукційний метод знаходження місць пошкодження кабелю базується на фіксації характеру змін електромагнітного поля над кабелем, по жилах якого пропускається струм високої частоти. Оператор, просуваючись уздовж траси та використовуючи рамкову антену, підсилювач та навушники, визначає місце ушкодження. Точність місця пошкодження досить висока і становить 0,5 м. Цей же метод може бути використаний для встановлення траси кабельної лінії та глибини закладання кабелів.