Сшитый полиэтилен кабель как найти повреждения

Поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Подписка на рассылку

Кабель из сшитого полиэтилена может быть поврежден по ряду разных причин. Каждая из них оказывает влияние на установление мест нарушения кабельных линий. Как определить повреждение кабеля, изоляция которого выполнена из такого материала, как сшитый полиэтилен?

Какими способами осуществляется поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена?

Чаще всего повреждается оболочка кабеля (почти 70 % от общего числа повреждений). Из-за этого кабель не выходит из строя сразу, однако его ресурс существенно сокращается. Также часто случается нарушение защитного экрана кабеля. Еще нередки случаи, когда происходит внутреннее повреждение изоляции. Подобное возможно вследствие старения кабеля или его ненадлежащего использования.

Поиск нарушения кабеля из сшитого полиэтилена может быть выполнен с помощью разных способов. Вот самые распространенные из них:

• Импульсный способ. Устанавливается временная задержка импульсов, которые были посланы, и импульсов, которые были отражены. Если оболочка была нарушена из-за перегрева, то таким способом воспользоваться не удастся.

• Индукционный способ. Высокочастотный ток подается на кабель, который был поврежден. Над землей находится устройство, улавливающее электромагнитное поле. На место, в котором случилось повреждение, указывает изменение параметров электромагнитного поля.

• Способ колебательного разряда. Он применяется тогда, когда нужно найти заплывающий пробой. Возрастающее напряжение подается на испорченный кабель. Это делается до того момента, пока не случится пробой кабеля. По периоду колебаний разряда (пробоя) устанавливается место повреждения.

• Акустический способ. Генератор формирует удары акустические, которые посылаются в землю на территории залегания кабеля. Интенсивность сигнала, который отражен, улавливает приемник. Аварийный участок будет там, где самый сильный сигнал.

• Импульсно-дуговой способ. Высоковольтный импульс посылается на проверяемый кабель. Далее выполняется замер способом импульсной рефлектометрии.

• Способ шаговых напряжений. Ток утечки образуется в месте понижения сопротивления изоляции. Именно это место и является аварийным.

Как и с помощью чего выявляют места разрушения кабеля?

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена выполняется с помощью следующих устройств:

• Генератор звуковых частот.
• Мегаомметр.
• Прожигающее устройство постоянного тока со ступенчатым и плавным переключением выходного напряжения.
• Рефлектометр.
• Прибор для посылки высоковольтной волны от заряженного конденсатора.

Для нахождения повреждения нужно выполнить следующие действия:

1. Определить место нарушения изоляции. При помощи способа шагового напряжения определяется точная локализация.
2. Определить место нарушения оболочки. Для установления точной локализации нужно воспользоваться способом импульсного напряжения.
3. Установить место разрушения жил. С помощью акустического способа определяется точная локализация.

Теперь вы знаете, как осуществлять поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена. Благодаря этому вам удастся в самые короткие сроки решить возникшую проблему.

Источник

Сшитый полиэтилен. Поиск мест повреждений

Возможные варианты методов поиска мест повреждений (МП) на любых кабелях, в том числе и на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), определяются не только видом и параметрами повреждения, но и конструкцией кабеля, и технологией его изготовления.

Виды конструкций высоковольтных силовых СПЭ-кабелей

1. Одножильная (однофазная);
2. Трехжильная (ГОСТ Р 55025-2012).

При этом, одно- и трехжильные кабели могут быть как бронированные, так и не бронированные.

В трехжильных кабелях экран в может быть, как общий для всех жил так и индивидуальный для каждой жилы.

В настоящее время, большинство используемых СПЭ-кабелей именно одножильные.

Методы поиска повреждений СПЭ-кабелей

Применение относительных (дистанционных) методов для определения расстояния до МП не отличается существенно от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ). Как и для «бумажных» кабелей в зависимости от вида и параметров повреждения могут применяться импульсные, волновые или мостовые методы.

Особенности применения абсолютных (топографических) методов обусловлены не только видом повреждения, но и конструктивными особенностями СПЭ-кабелей и их предельными электрическими параметрами.

Методы поиска повреждений внешней оболочки

В большинстве случаев повреждения СПЭ-кабелей связаны не с основной изоляцией, а с внешней защитной пластмассовой оболочкой. Повреждения внешней оболочки приводят к появлению электрического контакта экрана кабеля с землей. И хотя на начальном этапе это не может никак сказаться на работоспособности кабеля, с течением времени неизбежно произойдет разрушение экрана, а за ним и основной изоляции. Классически поиск таких повреждений состоит из двух этапов:

1. Определения расстояния до МП петлевым методом;
2. Локализации МП потенциальным методом.

Методы хорошо отработаны и аппаратное оснащение для их реализации выпускается в достаточном ассортименте.

Методы поиска повреждений трехжильных СПЭ-кабелей с общим экраном

Для трехжильных СПЭ-кабелей с общим экраном всех жил, при повреждении основной изоляции применение абсолютных методов локализации МП очевидно аналогично кабелям БПИ. Трехжильный бронированный кабель, состоящий из свитых в один жгут индивидуально экранированных жил при поиске индукционным методом будет иметь нюансы, связанные с существенно ослабленным по сравнению с предыдущей конструкцией сигналом. Для кабелей таких конструкций применимы все традиционные абсолютные методы поиска.

1. Акустический метод для высокоомных повреждений.
2. Индукционный метод для низкоомных межфазных и однофазных повреждений.
3. Потенциальный и индукционный метод для замыканий или утечек на землю.
4. Акустический или индукционный метод для обрывов жил.

Методы поиска повреждений трехжильных СПЭ-кабелей, состоящих из отдельно проложенных экранированных фазных жил

Иная ситуация возникает для СПЭ-кабеля, состоящего из отдельно проложенных экранированных фазных жил. Такой вариант прокладки сейчас, пожалуй, наиболее распространен. В проложенных таким способом кабелях становятся принципиально невозможными межфазные повреждения — замыкания или утечки между фазными жилами. Кроме того, отсутствует такая конструктивная особенность, как повив фазных жил. И как следствие, невозможно использовать для поиска МП очень популярный индукционный метод. Во всяком случае в его традиционном варианте, когда главным информативным признаком для поиска повреждения служит сигнал повива жил кабеля. Нет свитых жил — нет изменения сигнала с шагом повива.

Есть информация о применении индукционного метода с использованием иных признаков для локализации МП. Это, например, так называемый, метод аномалии нуля. Но эта информация носит единичный характер — не подтверждена массовым применением. Возможно, есть специалисты имеющие реальный опыт применения этого или других нетрадиционных методов, но их индивидуальный опыт не доступен широкому контингенту (сообществу) специалистов-поисковиков.

Методы поиска повреждений основной изоляции

1. Акустический метод.
2. Потенциальный метод.
3. Перевод с помощью прожига однофазного повреждения в межфазное с последующим применением индукционного метода поиска.

Если сопротивление в МП основной изоляции одножильного СПЭ-кабеля измеряется килоомами, а внешняя изолирующая оболочка не повреждена, то практически единственным топографическим методом локализации МП становится акустический. Снижение сопротивления с помощью прожига не гарантирует успешности применения индукционного метода. С большой вероятностью использование прожига приведет к повреждению внешней изолирующей оболочки кабеля с утечкой на землю. Это даст возможность применить потенциальный метод поиска. Для трехфазного кабеля возможно и иное развитие событий — перевод с помощью прожига однофазного повреждения в межфазное с последующим применением индукционного метода поиска.

Испытания и прожиг СПЭ-кабелей

Если с методами поиска все обстоит достаточно определенно, то использование в процессе поиска таких вспомогательно-подготовительных операций как прожиг вызывает определенную озабоченность специалистов-поисковиков. Объясняется она опасением повредить кабель в процессе прожига МП. Такое опасение, видимо, связано с существенно более низкими по сравнению с «бумажными» кабелями нормами на электрические испытания СПЭ-кабелей. Кроме того, существуют ограничения по времени воздействия постоянного напряжения на кабель связанные со свойствами сшитого полиэтилена. Этим, в частности, объясняется применение для испытаний сверх низкочастотных высоковольтных испытательных установок. Хотя следует отметить, что в международном стандарте на СПЭ-кабели – МЭК 60502-2 в редакции 2005г – нет ни слова о таких испытаниях. МЭК 60502-2 предлагаются испытания переменным напряжением номинальной величины Uo в течение суток или линейным напряжением в течение 5 мин. Допускается альтернативный вариант испытаний постоянным напряжением 4Uo в течение 15 мин. Но дается примечание о возможности пробоя изоляции при таком испытании.

Российские ОТУ ГОСТ Р 55025-2012 на СПЭ-кабели предлагают испытания переменным напряжением Uo 24час (как и МЭК 60502-2), или 2Uo 60мин, или 3Uo 0,1Гц 60мин.

Как видно из приведенных величин испытательных напряжений, нормы российского ОТУ несколько жестче международных стандартов.

Операция прожига кабеля на верхних ступенях начинается именно на постоянном напряжении. Опасения связанные с возможностью повредить изоляцию кабеля могут возникать только в случае, если напряжение верхней ступени прожига и время его воздействия превышают указанные в стандартах предельные значения для испытаний кабеля. Естественно, с целью недопущения пагубных последствий для кабеля, просто не следует превышать испытательные лимиты значений напряжения и времени его воздействия. По российскому ОТУ это 4Uo и 15мин для постоянного напряжения и 2Uo и 60мин – для переменного. И пробои, и утечки во время испытаний возникают именно при таких напряжениях, и поэтому нет необходимости превышать их при прожиге. Хотя возможно стоило бы принять во внимание предостережение МЭК 60502-2 о возможном пробое при воздействии 4Uo выпрямленного напряжения и использовать при прожиге не более, чем 2Uо.

Оборудование для поиска повреждений

Оборудование, используемое для дистанционных и топографических методов поиска МП на СПЭ-кабелях, тоже, что и на БПИ кабелях. Только по своим характеристикам оно может быть скромнее. Связано это с меньшими по сравнению с БПИ кабелями уровнями испытательных воздействий и касается установок прожига и ударных генераторов. Пожалуй, единственным используемым только на СПЭ-кабелях оборудованием является аппаратура для поиска МП внешней оболочки кабеля. Хотя никто не запрещает использовать эту аппаратуру для поиска повреждений оболочки, например, на ПВХ кабелях.

В заключение можно сказать, что для поиска МП на СПЭ-кабелях применимы все методы используемые для БПИ кабелей. Надо только отстроиться от стереотипов привнесенных работой с БПИ кабелями. Учитывать значительно меньшие допустимые уровни воздействия на СПЭ-кабель.

Исключение в части применимости топографических методов поиска на сегодняшний день представляет индукционный метод для разнесенных одножильных кабелей. Хотя это не безусловное утверждение поскольку по некоторым сведениям этот метод может применяться и в таких случаях. При серьезном подходе необходимы специальные исследования на эту тему.

Не претендуем на абсолютную истину и надеемся, что практический опыт наших читателей дополнит или скорректирует то, что здесь изложено. Приглашаем всех, кто имеет свой опыт и свое мнение поделиться с нашими читателями.

Источник

Повреждения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

В настоящее время крупнейшие энергосистемы России при строительстве новых кабельных линий (КЛ) и ремонте существующих широко применяют кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). И никто уже не сомневается в неизбежности перехода от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ) к кабелям с изоляцией из СПЭ, хорошо зарекомендовавшим себя по своим эксплуатационным показателям на протяжении многих лет во всем мире. Преимущества такого кабеля очевидны: большая пропускная способность, низкие диэлектрические потери, более высокий ток термической стойкости при коротком замыкании, высокая устойчивость к влаге и прочее.

Однако отличительные особенности кабеля с изоляцией из СПЭ требуют нового подхода и строгого соблюдения методик и технологий при проектировании, прокладке и обслуживании КЛ. Несоблюдение вышеуказанных норм приводит к повреждению кабеля и влечет дополнительные расходы на комплекс восстановительных работ. Опыт работы монтажных организаций с кабелем с изоляцией из СПЭ на данном этапе недостаточен, а существовавшие методики испытаний и определения мест повреждения, применяемые для кабеля с БПИ, оказываются грубы, некорректны и недопустимы для кабеля с изоляцией из СПЭ.

ООО Проектно-конструкторское бюро «Росэнергомонтаж» было в числе первых организаций Северо-Западного региона, откликнувшихся на возникшую проблему у потребителей электроэнергии, эксплуатационных и строительных служб с испытанием кабелей с изоляцией из СПЭ и определением мест повреждений на КЛ. На сегодняшний день сотрудники ООО ПКБ «РЭМ» обладают большим опытом работы и, как следствие, статистикой причин возникновения повреждения на КЛ.

При сегодняшнем уровне технологий и опыте крупных производителей кабельной продукции говорить об электрических пробоях изоляции кабеля, связанных с производственным браком, уже не приходится. Основными причинами выхода из строя КЛ являются механические повреждения, вызванные небрежностью при прокладке кабеля и монтаже муфт, а также электромагнитными процессами, возникающими при испытаниях основной (токоведущей) жилы напряжением постоянного тока, либо при неправильном заземлении экранов кабеля.

Отличается характер наиболее частых повреждений КЛ 0,4-10 кВ и КЛ 110 кВ и выше.

В первом случае чаще нарушается целостность оболочки кабеля по длине линии, во втором — чаще происходят электрические пробои в муфтах, так как сам кабель защищен лотками и песчаной подушкой. Заслуживает внимания тот факт, что повреждения оболочки часто обнаруживаются вблизи муфтовых участков. Это связано с тем, что данные участки дольше других остаются открытыми и могут подвергаться прямым механическим воздействиям.

Необходимо соблюдение герметичности внешней оболочки, которая закрывает экранирующую оплетку. В случае повреждения оболочки неизбежен контакт экрана с «землей». Это приводит к возникновению токов короткого замыкания в точке заземления, что влечет за собой значительное локальное повышение температуры (перегрев), попадание влаги на изоляцию, а также побочные физико-химические процессы, и, как следствие, разрушение основной изоляции кабеля.

В результате любого нарушения герметичности внешней оболочки со временем неизбежен электрический пробой основной изоляции и выход кабеля из строя, причем в некоторых случаях изоляция может разрушаться на достаточно значительной длине.

Механические повреждения основной изоляции кабеля могут иметь место только в случае проведения земляных работ с использованием тяжелой техники. Такие причины выхода из строя кабеля, как разрывы, растяжки и прочие, происходящие при земляных работах, имеют случайный характер и чаще всего вызваны недостаточным вниманием к организационным мероприятиям соответствующих служб и ведомств и далее не рассматриваются.

Наиболее распространены механические повреждения (порезы, продавливания, задиры и пр.) внешней оболочки кабеля с изоляцией из СПЭ среднего класса напряжения. Чаще всего они происходят или создаются на стадии прокладки кабеля — небрежное отношение работников к кабелю, использование несоответствующего условиям, изношенного оборудования, неправильный монтаж муфт либо ненадлежащее качество присыпного грунта.

При испытаниях кабеля с изоляцией из СПЭ необходимо руководствоваться техническими условиями завода-изготовителя и паспортом на кабель. Как правило, в документах предъявляются следующие требования к производству испытаний:
• Испытание изоляции токоведущей жилы осуществляется знакопеременным напряжением прямоугольной формы, частотой 0,1 Гц, величиной равной 3U₀ в течение 15 минут.
• Испытание внешней оболочки — напряжением выпрямленного тока, равным 10 кВ в течение 10 минут. При послеремонтных или повторных испытаниях длительность приложения испытательного напряжения может быть уменьшена по согласованию с заводом-изготовителем.

Поиск мест повреждения кабеля с изоляцией из СПЭ так же, как и его испытание, должны проводиться только специальными беспрожиговыми методами, с исключением длительного воздействия на токоведущую жилу повышенного выпрямленного напряжения. Данным требованиям в настоящий момент отвечает только оборудование импортного производства, в частности, лучше всего зарекомендовавшие себя установки немецкого концерна Seba KMT.

Как правило, определение места повреждения (ОМП) на КЛ производится в два этапа:

1. Предварительное определение поврежденного участка (относительная локализация) методом:
— колебательного разряда;
— импульсный;
— стабилизации электрической дуги.

2. Точная локализация (с топографической привязкой на местности) повреждения методом:
— шагового напряжения;
— индукционный;
— акустический.

Основными критериями успешного определения места повреждения являются: точность указания места повреждения, оперативность работ (что наиболее важно в случае действующих КЛ) и минимизация воздействий на незатронутую повреждением изоляцию кабеля. Добиться этого позволяет необходимое техническое оснащение электролаборатории и высокий уровень квалификации персонала.

В целях увеличения срока службы кабеля и уменьшения разрушающих воздействий на него необходимо заменять испытания КЛ повышенным напряжением на современные неразрушающие методы диагностики.

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Источник