Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ). Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтиленаНормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика». При написании статьи про испытания повышенным напряжением кабелей с бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией, я не уделил внимания кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Хотя стоило, ведь методика их испытаний принципиально отличается. В данной статье я хотел бы подробно раскрыть все нюансы по испытанию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), т.к. ни в ПУЭ (скачать последнее издание ПУЭ-7), ни в ПТЭЭП, об этом ни слова не сказано, а нормы испытаний для этих кабелей взяты из рекомендаций заводов-изготовителей, различных стандартов и ГОСТов (в том числе и зарубежных), которые значительно разнятся между собой. Итак, поехали. В настоящее время у нас на предприятии на замену распространенным высоковольтным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией марки ААШв все чаще приходят кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, сокращенно, СПЭ. Вот, например, один из последних проектов.
Согласно этого проекта, от распределительной подстанции напряжением 10 (кВ) до комплектной трансформаторной подстанции КТПН 10/0,4 (кВ) необходимо проложить кабель из сшитого полиэтилена марки АПвВнг(А)-LS (3х95). Что же за кабели такие из сшитого полиэтилена?! И в чем заключается их преимущество?! На примере кабеля АПвВнг(А)-LS рассмотрим его расшифровку и конструкцию:
Кабель изготавливается с многопроволочными алюминиевыми жилами (1) круглого сечения (класс гибкости 2). Поверх каждой жилы методом экструзии накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (2). Далее жила изолируется пероксидносшиваемым полиэтиленом (3). На изолированную жилу методом экструзии снова накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (4). Затем на жилу накладывается комбинированный экран, состоящий из слоя электропроводящей бумаги или полимерной ленты (5), и повива из медных проволок (6), поверх которых спирально наложена медная лента. Полученные три экранированные жилы скручиваются вокруг жгута из ПВХ пластиката (7) пониженной пожароопасности. Далее промежутки между жилами заполняются ПВХ пластикатом (8) пониженной пожароопасности и поверх накладывается оболочка из ПВХ пластиката (9) пониженной пожароопасности.
Приведу определение сшитого полиэтилена, взятое из ГОСТа Р55025-2012, п.3.7:
Вот так выглядит этот кабель в реальности. Слева, в красной оболочке, как раз таки, наш рассматриваемый кабель АПвВнг-LS, только другого сечения.
Кабели из сшитого полиэтилена могут быть не только многожильными, но и одножильными. Про остальные марки кабелей СПЭ Вы можете более подробнее почитать на соответствующих ресурсах. Сейчас я на этом останавливаться не буду. Кабели из сшитого полиэтилена обладают рядом преимуществ, таких как:
К недостаткам я бы отнес следующее:
Я никого не принуждаю и не заставляю прямо сейчас брать и переходить на кабели СПЭ — каждый сам для себя делает выбор в ту или иную сторону. Хотя скажу, что переход на данный вид кабеля у нас на предприятии, да и вообще, по городу, идет не совсем охотно и, возможно, что это связано больше с его перечисленными недостатками, а именно стоимостью и затратами на обучение, инструмент и испытательную установку. А сейчас перейдем непосредственно к теме статьи. Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтиленаВы уже знаете, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией необходимо испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением. Так вот запомните, кабели из сшитого полиэтилена испытывать постоянным напряжением не допустимо! Так почему же кабели СПЭ необходимо испытывать только переменным напряжением?! Сильно вдаваться в физические и химические процессы я не буду, но при проведенных исследованиях было выявлено, что при испытании кабеля СПЭ постоянным (выпрямленным) напряжением в слое изоляции из сшитого полиэтилена и на поверхности проводящих экранов возникает накопление локальных объемных зарядов, которые в конечном счете могут привести, либо к значительному снижению срока службы кабеля, либо к пробою его изоляции. Данному явлению больше всего подвергнуты кабельные муфты, т.к. они являются наиболее слабыми элементами кабельной линии. Ниже я приведу все найденные мной нормы по испытаниям кабелей СПЭ, а затем расскажу какой вариант мы применяем в нашей электротехнической лаборатории (ЭТЛ). 1. Инструкции заводов-изготовителей по эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена Не удивительно, но именно здесь я и нашел отличия по нормам испытаний. Что ни инструкция, то свои требования… Вот например, в инструкции Кольчугинского завода «Электрокабель» сказано, что токоведущие жилы необходимо испытывать относительно экрана следующим испытательным переменным напряжением:
При проведении испытаний остальные жилы и экраны кабеля должны быть обязательно заземлены. Обратите внимание, что Uо — это фазное напряжение, т.е. напряжение между фазой и «землей» (заземленной нейтралью). Кстати, здесь многие путаются и уже на этом этапе допускают ошибки, которые приводят к преждевременному выходу кабеля СПЭ именно при испытаниях. Система электроснабжения внутризаводских сетей напряжением 10 (кВ) нашего предприятия выполнена с изолированной нейтралью, а это значит, что фазное напряжение Uо составляет в корень из 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети, т.е. при линейном напряжении 10,5 (кВ) фазное напряжение составляет порядка 6 (кВ). Получается, что кабель из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) необходимо испытывать следующим образом:
Таблица по остальным классам напряжений:
Испытание сверх низкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверх низкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы. Помимо основной изоляции, необходимо испытывать и оболочку кабеля, но при условии, что кабель проложен в земле. Это испытание проводится постоянным (выпрямленным) напряжением 10 (кВ) в течение 1 минуты. Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа. В инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС» требования к испытаниям несколько отличаются:
Но, как альтернатива испытанию переменным напряжением, предлагается испытание кабеля проводить постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Таким образом, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут. Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.
Требования по испытанию оболочек кабеля в этой инструкции аналогичны, только постоянное (выпрямленное) напряжение 10 (кВ) должно быть приложено между экраном и заземлителем на время 10 минут, вместо 1 минуты. 2. Государственный стандарт ГОСТ Р 55025-2012 Согласно ГОСТ Р 55025-2012, п.10.6, кабели после прокладки и монтажа испытываются следующим образом:
Как видите, нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена, по сравнению с инструкцией Кольчугинского завода «Электрокабель», ни чем не отличаются.
Но в данном ГОСТе есть небольшое дополнение о том, что допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут, аналогично, как и по инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС». Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут. Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.
Что касаемо оболочки, то требования к ее испытанию аналогичные требованиям инструкции заводов-изготовителей (см. выше). 3. Международный стандарт МЭК (IEC) 60502-2 В международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2, п.20.2 сказано, что после монтажа кабеля и арматуры рекомендуется испытывать его следующим образом:
Как видите, нормы испытаний, по сравнению с перечисленными выше инструкциями и ГОСТом, немного отличаются. Но удивительно то, что в данном стандарте ни слова не сказано про сверх низкую частоту 0,1 (Гц) при испытаниях. Таким образом, для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) испытательное напряжение должно составлять:
Вот таблица для остальных классов напряжений.
Но в этом международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2 предлагается альтернатива испытанию переменным напряжением, т.е. допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Но при этом ниже имеется примечание, что данный вид испытаний может привести к пробою изоляции кабеля! Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут, что полностью совпадает с требованиями инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС», и ГОСТа Р 55025-2012. Вот данные для испытания кабелей с другими классами напряжений.
По испытанию оболочек кабелей в данном стандарте ничего не сказано, а идет перенаправление на другой международный стандарт МЭК (IEC) 60229 (Раздел 5), которого в открытом доступе я не нашел. ЗаключениеВ данной статье я привел Вам известные мне нормы испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, взятые из рекомендаций заводов-изготовителей, а также отечественного и зарубежного стандартов. Как видите, они немного отличаются между собой, поэтому каждый для себя сам определяет по каким нормам проводить испытания. В нашей электролаборатории отсутствует специальная установка со сверх низкой частотой 0,1 (Гц), поэтому все кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена испытываем, согласно инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС и нашего отечественного ГОСТа Р 55025-2012, а именно постоянным напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут. Фрагмент протокола испытания кабеля из сшитого полиэтилена АПвВнг(А)-LS напряжением 10 (кВ) и сечением жил 3(1х95/25):
В качестве испытательного аппарата мы используем аппарат АИД-70 или АИИ-70 с выпрямителем.
Сам процесс (методика) испытаний нисколько не отличается от испытаний кабелей с традиционной изоляцией и об этом я подробно рассказывал в статье, ссылочку на которую привел в самом начале. Вариант испытания переменным напряжением в течение часа, а тем более в течение 24 часов (целых суток), мы даже и не рассматривали. Даже не представляю себе, как физически можно испытывать кабель такое длительное время. Ведь в процессе испытаний необходимо непосредственно присутствовать и контролировать параметры испытательного напряжения, тока утечки, различного рода скачки, пробой и т.п. Да и к тому же, как показала практика, навести испытательное переменное напряжение частотой 50 (Гц) на кабели длиной более 100 метров физически не представляется возможным из-за повышенной емкости кабеля на такой частоте. При незначительном наведении испытательного напряжения в кабеле появляется значительный емкостной ток, при котором срабатывает защита испытательного аппарата. Испытывать кабели СПЭ постоянным напряжением все же как-то боязно, но за все время ни один кабель не вышел из строя во время испытаний и дальнейшей эксплуатации. Дополнение 1. На данный момент мы полностью отказались от испытаний кабелей СПЭ постоянным напряжением, потому что уже неоднократно доказано на практике, что постоянное напряжение для такого вида изоляции все же является разрушающим. ВопросыВопрос 1. Расскажите про свой опыт испытаний кабелей из сшитого полиэтилена. Чем руководствуетесь, какими нормами? Каким напряжением испытываете — переменным или постоянным? Какая длительность испытаний? Какими устройствами и аппаратами пользуетесь? Я думаю, что многим из читателей, и мне в том числе, важно знать мнения тех, кто уже имеет более «богатую» практику и опыт испытаний таких видов кабелей. Вопрос 2. Планирую на следующий год заложить в бюджет приобретение установки сверх низкой частоты (СНЧ) для испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. На электротехническом рынке сейчас представлено множество моделей и установок СНЧ, причем, как отечественных так и зарубежных производителей. Правда они все дорогостоящие и их стоимость находится в пределах от 500 тыс.руб. и выше. Какими установками СНЧ Вы пользуетесь при испытаниях? Напишите в комментариях свои отзывы (достоинства и недостатки) по работе с той или иной установкой. Дополнение 2. Изначально присматривался к австрийским установкам HVA-28 и HVA-30. Их стоимость на момент написания статьи составляла около 1 млн. рублей. Но из-за значительного ограничения бюджета на 2017 год пришлось присмотреться к более дешевым представленным установкам на рынке. Таким образом, попалась мне на глаза приставка АВ-60-01. Планирую ее использовать в паре с существующими аппаратами АИИ-70 и АИД-70. Характеристики приставки АВ-60-01 вполне подходят нашим требованиям (величина выходного напряжения, емкость объекта и т.п.). Правда есть один отрицательный момент. По указаниям завода-изготовителя вес приставки АВ-60-01 составляет около 100 (кг). Я изначально был очень сильно удивлен этому, ведь такую установку далеко не унесешь, а зачастую нам приходится испытывать кабели на различных подстанциях, причем далеко не одноэтажных. Но не так давно к нам приезжали сотрудники сторонней ЭТЛ на испытание кабелей из сшитого полиэтилена с этой самой приставкой АВ-60-01. И как оказалось, на самом деле она не весит свои заявленные 100 (кг). Реальный вес ее высоковольтного блока не более 40 (кг). По испытаниям тоже нареканий нет, так что скорее всего свой выбор остановлю именно на ней. К тому же ее стоимость вполне приемлема по сравнению с указанными выше установками, и составляет порядка 150-170 тыс. руб.
Другая ЭТЛ, привлеченная со стороны, испытывала кабели СПЭ с помощью установки Frida производства Baur (Австрия).
Установка Frida мне очень понравилась, т.к. она более компактная и не требует отдельного испытательного аппарата, как в случае с АВ-60-01. Frida — это самостоятельная испытательная установка. Во время испытаний можно наблюдать множество различных параметров (изоляция, емкость, ток, температура, вид синусоиды, время и т.п.). Правда вот данная установка имеет более высокую стоимость по сравнению с приставкой АВ-60-01 или АИСТ СНЧ 36, которую мы решили приобрести.
P.S. Всем за ранее спасибо за ответы, советы и рекомендации. Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями: zametkielectrika.ru 2. Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтиленаВторым необходимым типом испытаний является испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена. Данный тип кабельных повреждений связан с коррозионными процессами, их пагубным влиянием, а также с воздействиями механического характера, происходящими во время выполнения монтажа, ремонтных работ и несогласованных раскопок кабельных линий. Если вовремя не произвести ремонт участка повреждённой оболочки кабеля, то основная изоляция утратит свои свойства и произойдёт пробой кабельной линии. Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена выполняется с использованием повышенного напряжения постоянного электротока. При возникновении пробоя производится локальный поиск конкретного места повреждения. Нормы испытаний оболочки кабелей со СПЭ-изоляцией согласно УП-Б-1
Нормы испытаний оболочки кабелей с СПЭ-изоляцией регламентируют периодичность их выполнения. Проведение испытаний пластиковых защитных оболочек кабелей 10кВ-20кВ, имеющих изоляцию из сшитого полиэтилена, выполняются:
Для данных целей существует специально разработанное оборудование – особый аппаратный комплекс, реализующий полный цикл соответствующих работ по проведению испытаний кабелей и кабельных оболочек, предварительному определению мест имеющихся повреждений и точного определения мест нахождения дефектов оболочек с применением метода шагового напряжения (автоматический режим). 3. Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтиленаПоиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена предполагает проведение работ в трёх направлениях:
3.1. Нахождение мест повреждённой кабельной изоляции Данное направление включает в себя два определённых этапа:
3.2. Нахождение мест повреждений кабельной оболочки Для предварительной локализации мест имеющихся повреждений используется мостовой метод проведения измерения по Мюррею и Глейзеру. Использование приёмника универсального для точной локализации методом импульсного напряжения. Прецизионный мост может реализовать полный комплекс. 3.3. Нахождение мест повреждений в кабельных жилах Применяются такие методы нахождения повреждений: прожиг (только для 3х жильного кабеля), предварительная локализация (применение беспрожиговых методов), точная локализация (акустический метод). Полный цикл испытаний и нахождения мест повреждений реализуется специальным оборудованием. СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ РЕЖИМОМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ Классификация сетей по способу заземления нейтрали Нейтралью, называют общую точку соединения обмоток трансформаторов или двигателей при соединении в звезду. В ПУЭ [1] даны определения для двух видов нейтралей. Изолированная нейтраль – нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (в приборах сигнализации, защиты и т. д.) (рисунок 3.2, а). а) б) N N Рисунок 3.2 – Виды нейтралей Глухозаземленная нейтраль – нейтраль, непосредственно присоединенная к глухозаземленному устройству (рисунок 3.2, б). Таким образом, нейтраль может быть либо соединена с землей через какие-либо элементы (резистор, конденсатор и т. д.), либо изолирована от земли. По назначению заземление нейтрали может быть либо рабочим, либо защитным. Защитное заземление – заземление, выполненное в целях электробезопасности [1, п.1.7.9].. Рабочее (функциональное) заземление – заземление, точки или точек токоведущих частей электроустановок, выполненное для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) [1, п.1.7.30].. Классификация электрических сетей по способу рабочего заземления нейтрали приведена в ПУЭ, п. 1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:
более 30 А при напряжении 3-6 кВ; более 20 А при напряжении 10 кВ; более 15 А при напряжении 15-20 кВ; При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов. Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью. Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью. Таким образом, ПУЭ выделяют пять видов сетей по способу рабочего заземления нейтрали:
studfiles.net Испытания кабеля с изоляцией из сшитого полиэтиленаИспытание кабеля из сшитого полиэтиленаЭлектролаборатория GEOLINE-ES оказывает услуги по испытаниям и диагностике кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена с 2004 г. В СССР кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) не производились и не применялись, исключая ГОСТ Р 55025—2012, носящий рекомендательный характер. В связи с этим, нормативная база ГОСТ по ним отсутствует. Методики и Нормы испытаний таких кабельных линий базируются на рекомендациях западных фирм - изготовителей. Начав производство кабелей СПЭ в начале 80-х годов, они к настоящему времени смогли прийти к определенным стандартам в этой области. В России "де факто" действуют стандарты, принятые в европейских странах. В частности, в Германии. Методики испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена настолько отличаются от методов испытаний прочих кабельных линий, что мы выделяем испытание СПЭ кабелей в совершенно обособленный вид работ. Особенности кабелей с СПЭ изоляциейКабели с СПЭ изоляцией обладают рядом особенностей, проистекающих из физических свойств сшитого полиэтилена и применяемой технологии производства. Ключевым преимуществом СПЭ изоляции, которое, собственно, и подвигло в начале 80-х годов прошлого века западные компании на внедрение этой технологии, является высокая диэлектрическая прочность и временная (длительность сохранения характеристик) стабильность параметров сшитого полиэтилена. Под стабильностью понимается как долговечность, так и ничтожно малая зависимость от температуры (в сравнении, например, с бумажной изоляцией). Высокая диэлектрическая прочность изоляции СПЭ кабеля в сочетании с применяемой технологией производства обуславливает возникновение и существенную значимость некоторых электрофизических эффектов, которые в ранее применявшихся кабелях были пренебрежимо малы, либо - вообще не имели место. Накопление объемного заряда в изоляции из сшитого полиэтиленаСПЭ изоляция в своем объеме содержит микровключения молекул воды, которые, при приложении внешнего электрического поля (подаче напряжения на кабель), склонны к поляризации. Наличие микровключений, хоть и считается паразитным явлением, само по себе, является следствием базовых принципов технологии производства сшитого полиэтилена и исключено быть не может. (Масло с 0% жирности перестает быть маслом.) Поляризация микровключений приводит к образованию множества "виртуальных микроконденсаторов" в массиве изоляции. При исчезновении внешнего электрического поля (снятии напряжения с кабеля), поляризация сохраняется. Применительно к кабелям с из сшитого полиэтилена, работающим на переменном токе промышленной частоты (чистая синусоида, 50 Гц), этот эффект значения не имеет. Так как за время полупериода степень поляризации не успевает достигнуть существенных значений, а постоянная смена направления вектора электрического поля (полярности приложенного к кабелю напряжения) препятствует накоплению объемного заряда. Испытания кабелей из сшитого полиэтилена повышенным напряжениемИспытание СПЭ кабеля традиционным для кабелей с бумажной изоляцией способом - подачей повышенного выпрямленного напряжения, приводит к не контролируемому росту поляризации микровключений в изоляции с последующим локальным превышением предела диэлектрической прочности изоляции и образованием "электрических древовидных структур" в объеме изоляции кабеля. Эти изменения являются необратимыми, по сути, начальным этапом пробоя кабеля, и ведут к скорому выходу его из строя. Важно. Подача выпрямленного напряжения на кабель из сшитого полиэтилена ведет к не обратимым изменениям в изоляции и выходу его из строя. Амплитуда и частота испытательного напряжения для СПЭ кабелейДля испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо переменное напряжение, строго симметричной формы. Производители кабелей нормируют амплитуду, частоту и длительность прикладываемого к кабелю испытательного напряжения. Однако, в реальности, для оценки состояния изоляции кабеля из сшитого полиэтилена, важны параметры dU/dT и количество изменений направления вектора электрического поля, которые только косвенно отражаются через значение частоты напряжения и длительности испытания кабеля. Понятно, что чем выше частота испытательного напряжения, тем больше требуемая выходная мощность испытательной установки (при той же длине кабеля). А чем ниже частота, тем больше времени потребуется на испытание кабеля (для обеспечения требуемого количества переходов через "0"). Наилучшим вариантом, возможно, было бы испытание на частоте 50 Гц, но стоимость (да и габариты) требуемых установок оказались чересчур высоки. Производителям кабелей и испытательного оборудования пришлось пойти на некоторые компромиссы, и через некоторое время нормы испытаний КЛ с СПЭ изоляцией приняли теперешний вид. Принятые нормы испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтиленаК началу 90-х годов, общепринятые нормы и правила эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена несколько устоялись. Появившаяся к тому моменту элементная база испытательного оборудования позволила, наконец, найти баланс между стоимостью, массой и габаритами испытательных установок, реализовав при этом достаточный уровень точности оценок состояния изоляции кабелей СПЭ. Однако, единого стандарта до сих пор не существует ни у "них", ни, соответственно, в России. При испытаниях кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, мы руководствуемся нормами, принятыми ОАО "Московская электросетевая компания" (ОАО "МОЭСК"). Обратите внимание, что принятые этой сетевой организацией параметры могут несколько отличаться от рекомендованных производителями СПЭ кабелей. Однако, как уже было сказано выше, единого стандарта нет, а учитывая колоссальный опыт работы (да и доминирующее положение) на рынке электросетей в московском регионе именно этой организации, мы считаем очень разумным следовать именно их рекомендациям.
Кабельные перемычки длиной до 15 м испытываются выпрямленным напряжением, но в "щадящем режиме".
Форма испытательного напряженияНа данный момент применяются две формы испытательного напряжения: синусоидальная и косинусоидально-прямоугольная. О преимуществах и недостатках того или иного варианта споры идут до сих пор. Мы используем синусоидальную форму испытательного напряжения для приемо-сдаточных испытаний кабельных линий, а косинусоидально-прямоугольную при диагностике и определении места повреждения кабеля. obryv.ucoz.ru Сшитый полиэтилен | ЭЛЕКТРОлаборатория
Но обо всем по порядку. Про муфты я напишу в следующей статье. В этой статье тема обозначена в заголовке. И так что же такое кабель из сшитого полиэтилена?
Спешу обратить ваше внимание что изоляция жилы сверху покрыта проводящей пленкой, но это больше информация для специалистов по монтажу муфт. Что же касается испытаний то ни в одной из книг с правилами будь то ПУЭ или ПТЭЭП не отражены особенности испытаний данного вида кабеля. Я в своей работе использую инструкцию завода производителя кабельной линии из сшитого полиэтилена. Испытания Здесь производитель предлагает два варианта (испытания проводятся после прокладки и монтажа концевых муфт) Вариант I Проводить испытание кабельной линии переменным напряжением частотой 0,1Гц в течении 15 мин соответственно для кабеля на номинальное напряжение 10кВ — 30кВ 20кВ — 60кВ 35кВ — 105кВ Вариант II Проводить испытания кабельной линии постоянным (выпрямленным) напряжением 4U0 в течении 15 мин или переменным напряжением промышленной частоты U0 в течении 24 часов, где U0 — номинальное напряжение кабеля между жилой и экраном в нормальном режиме эксплуатации, кВ. Для обоих вариантов при испытаниях испытательное напряжение должно прикладываться между жилой и металлическим экраном, как, в принципе, и при испытаниях обычного кабеля. На объектах моего предприятия используется система электроснабжения с изолированной нейтралью напряжение 6-10кВ. Это линейное напряжение, т.е. напряжение между двумя фазами и я принимаю для испытаний за U0 напряжение 3,5 – 5,8кВ соответственно для того или иного напряжения. В итоге испытываю кабель выпрямленным напряжением 14 или 24 кВ в течении 15мин. Т.е.пользуюсь вторым вариантом. До сих пор никаких проблем не возникало и кабельные линии функционируют нормально. Надо заметить, что так испытываются кабельные линии состоящие из отдельных фазных проводников. Трехфазный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с жилами в одной оболочке мной не применяется поэтому от описания его воздержусь. Следует отметить что для испытаний по первому варианту нужна специальная установка достаточно дорогостоящая зарубежных производителей около 500 000 р, отечественных – 200 000р. Кроме того при прокладке кабеля в земле следует испытывать оболочку кабеля выпрямленным напряжением 10кВ приложенным между экраном и заземлителем. После испытаний выпрямленным напряжением следует соединить токопроводящую жилу с экраном или заземлить на время не менее 1 часа. Тут следует заметить, почему напряжение желательно иметь не постоянное, а переменное с частотой 0,1Гц. Ряд исследователей указывает на такую проблему как пробой изоляции, испытываемой выпрямленным напряжением, в локальных точках за счет накопления заряда между проводящей жилой и металлическим экраном и имеющихся недостатках технологии производства кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена из-за которых в теле изолятора возникают неоднородности такие как пузырьки воздуха, ослабляющие изоляцию. Но мое мнение здесь нужно идти по пути совершенствования технологий, а не по пути создания щадящих условий для кабельной линии в процессе испытаний. Далее я опишу порядок проведения испытаний. Сразу оговорюсь что он ничем не отличается от порядка испытаний кабелей с традиционными типами изоляции. 1. До начала испытаний производится осмотр всех элементов кабельной линии, кабельных каналов и туннелей, в которых проложена линия. При обнаружении дефектов концевых муфт и заделок испытания должны производиться после их ремонта. 2. При испытании изоляции кабеля напряжение прикладывается к каждой жиле (здесь надо понимать что под кабелем мы имеем совокупность из трех одножильных кабелей). При этом остальные жилы и все экраны должны быть заземлены. 3. При испытаниях напряжение должно плавно подниматься до максимального значения и поддерживаться неизменным в течении всего периода испытаний. Отсчет времени следует производить с момента установления его максимального значения. 4. Кабельная линия считается выдержавшей испытания, если во время испытаний: а) не произошло пробоя или перекрытия по поверхности концевых муфт, а также роста тока утечки в период выдержки под напряжением; б) не наблюдалось резких толчков тока. При заметном возрастании тока утечки или появлении толчков тока продолжительность испытания следует увеличить до 20 минут. При дальнейшем нарастании тока утечки или увеличении количества толчков тока испытания следует вести до пробоя кабельной линии. Если при этом кабельная линия не пробивается, то она может быть включена в работу с последующим повторным испытанием через 1 месяц. В дальнейшем такие линии испытываются не реже 1 раза в три года. Что касается токов утечки то для кабельной линии 6кВ они не должны превышать 200мкА, а для 10кВ – 500мкА. По результатам испытаний составляется протокол а в случае пробоя изоляции акт с отражением причин возникновения дефекта изоляции кабельной линии. На этом на сегодня все… В следующий раз поговорим о режимах работы кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена…
elektrolaboratoriy.ru Методика испытаний кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтиленаДоброго времени суток, уважаемые гости сайта «Помощь электрикам». В сегодняшней статье я бы хотел рассмотреть испытание кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Методика испытаний кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена имеет очень сильное различие с нами уже знакомой методикой по испытанию кабельных линий бумажной изоляцией. Если обратится к нормативным документам, например ПУЭ-7 или ПТЭЭП, то мы обнаружим, что в их отсутствуют нормы по испытанию этих кабельных линий, но идут рекомендации по обращению к нормам по испытанию заводов – изготовителей данных КЛ. Просмотрев всевозможные инструкции, паспорта, и т.д., был сделан вывод: Различные заводы изготовители предлагаю различные методики и нормы по испытанию, причем имея существенные различия и во времени испытания, и в величие испытуемого напряжения. В последнее время стали активно внедрятся кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена. Они идут на смену уже устаревшим кабельным линиям с бумажной изоляцией . Во всех регионах активно идут реконструкции воздушных линий электропередач с последующим переводом в кабельное исполнение. Это в первую очередь связано с тем, что ВЛ имеют неэстетический вид, занимают огромные территории, в отличии от КЛ. Кабельная линия с изоляцией из сшитого полиэтилена имеет либо одну, либо много алюминиевых (медных) жил. Сечение данных жил обычно круглое с классом гибкости равным -2. Имеется так же экран, состоящий из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой изоляции, накладываемой на каждые жилы КЛ методом экструзии. После наложения экрана происходит изолирование жил перодсидносшиваемым полиэтиленом. Далее повторяется метод накладывания экрана. И после всего этого на жилу накладывается специальный комбинированный экран, который имеет следующий состав: слой электропроводящей бумаги, повив медных проволок, имеющих спирально наложенные медные ленты. Жилы, которые получились при экранировании, наматываются вокруг специального, состоящего и поливинилхлорида жгута, имеющего пониженный класс пожаробезопасности. В заключительной стадии имеющиеся промежутки, которые образовались между жилами КЛ, заполняют поливинилхлоридным пластиком, с наложением специальной оболочки из поливинилхлоридного пластика. Данные пластики все имеют класс пониженной пожаробезопасности.
Основные преимущества кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена по сравнения с бумажной изоляцией: 1. Более высокая надежность эксплуатации (т.е. нагрузочная способность кабельных линий их ССПЭ выше) 2. Низкая допустимая температура при прокладке без предварительного подогрева 3. Высокая стойкость к повреждениям 4. Меньший вес, диаметр и радиус изгиба 5. Высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании 6. Монтаж и эксплуатация осуществляются без вреда для экологии (отсутствие свинца, масла, битума
Основной недостаток данных КЛ это: 1. Отсутствие методики испытания и серьезный уровень подготовки 2. Высокая стоимость данных КЛ
Рассмотрим существующие методики заводов изготовителей.
Но прежде чем это сделать, вспомним про испытание кабельных линий с бумажной изоляцией. Мы все знаем, что данный вид КЛ испытывается в процессе эксплуатации шестикратным выпрямленным напряжением в течении 5 минут, согласно нормативным документам. Но данные нормативные документы были созданы достаточно давно. И в современных реалиях полное соблюдение прошлых инструкций просто невыполнимо. Кабельные линии со сроком эксплуатации порядка 20-30 лет просто не выдержат таких испытаний. Поэтому большинство электротехнических лабораторий применяют более щадящий режим испытания. 10-ти киловольтный кабель испытывают 30 кВ постоянным напряжением, в течении 1 минуты. Данных испытаний будет достаточно, чтобы определить надежность кабельной линии.
Данный вид испытаний относился к Кабельным линиям СС бумажно-пропитанной изоляцией. Кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена, испытывать постоянным напряжением категорически НЕЛЬЗЯ. Разберем причины.
При испытании КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена повышенным постоянным напряжением происходит накопление объемных зарядов в месте повреждения изоляции. Электрическое поле во время испытания будет выглядеть вот так:
После завершения испытания электрическое поле будет выглядеть вот так:
Полученные заряды могут стать причиной повреждения изоляции, либо к значительному снижению срока службы.
Делаем вывод, что кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо испытывать переменным напряжением. О тут возникает другой вопрос…. Во многих нормативных документах я читал, что в качестве испытательного напряжение для КЛ применяют переменное с низкой частотой тока 0,1 Гц и как говорят авторы это обусловлено тем, что « ИЗМЕНЕИЕ ПОЛЯРНОСТИ ЗАРЯДА КОМПЕНСИРУЕТ УЖЕ НАКОПЛЕНЫЕ ЗАРЯДЫ, ТЕМ САМЫМ РАЗРЯЖАЯ ИХ». Хочу выразить свое мнение, что действительно данный вид напряжения более эффективен, но мы забываем, что к сверхнизкой частоте нас подталкивает и испытательная установка. Применение переменного напряжения 50 Гц высокой величины в мобильных лабораториях практически невозможно. Данные лаборатории должны быть очень больших размеров. Изготовление таких лабораторий крайне невыгодно. С этой целью и используют переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1 Гц. И сейчас активно производятся мобильные передвижные высоковольтные лаборатории с оборудованием, позволяющим получить напряжение сверхнизкой частоты 0,1 Гц. Например: ЭТЛ MTGAVAN на базе Мерседеса
1 Инструкция завода-изготовителя «Московский кабельные сети»/ОАО ”ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬ ”КОЛЬЧУГИНСКИЙ ЗАВОД” В инструкциях мы будем рассматривать не все напряжения. Возьмем самое распространенное 10 кВ. Данная инструкция нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 18 кВ. Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц. Время испытания инструкция предлагает взять 30 минут.
При проведении испытаний необходимо испытательный провод присоединить к испытательному одной из жил испытательного кабеля. Две остальные жилы и экран кабеля необходимо заземлить с помощью закороток. Далее проводить испытания с остальными жилами. Кроме основой изоляции, испытывается еще и оболочка. Данный вид испытания необходим, если кабельная линия проложена в земле. При прохождении кабельной линии в лотках или по кабельной эстакаде, испытывать оболочку не нужно. Испытывать оболочку необходимо выпрямленным напряжением 10 кВ в течении 1 минуты.
2 Инструкция завода-изготовителя «Энергопрофиль»
Данная инструкция нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 17,3 кВ. Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц. Время испытания инструкция предлагает взять 45 минут.
Как мы видим существенное различие по сравнению с предыдущей инструкцией во времени испытания. Но так же данная инструкция, почему то разрешает испытывать кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена постоянным напряжением четырехкратным в течение 15 минут. Оболочка испытывается аналогично предыдущей инструкции.
3 Стандарты DIN-VDE 0276620 0276-1001 (Германия) Данный стандарт нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 30 кВ. Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц. Время испытания инструкция предлагает взять 60 минут. Здесь мы уже видим что различие по по сравнению с предыдущими инструкциями не только во времени испытания, но и в величине испытательного напряжения. Но и эта инструкция разрешает испытывать кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена постоянным напряжением четырехкратным в течение 15 минут. Оболочка испытывается аналогично предыдущей инструкции.
В заключении хотел бы привести статистические данные. Статистика СНЧ испытаний показывает, что из 100% случаев пробоя изоляции, 90% приходится на первые полчаса испытания Остальные 10 % пробоев появляются по причине продолжительности испытаний.
В данной статье было рассказаны и проанализированы методики заводов изготовителей по испытанию КЛ. При выборе методики испытания кабельных линий с изоляцией из сшито полиэтилена, каждая эксплуатирующая организация руководствуются различными принципами. Не все могут себе позволить иметь электротехническую лабораторию с напряжением СНЧ, поэтому они уже изначально будут применять постоянное напряжение, ухудшая при этом изоляцию. В нашей лаборатории применяется мобильная установка МЕГА-2 на базе мерседес. Кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена мы испытываем согласно нормам Стандарты DIN-VDE 0276620 0276-1001 (Германия)
Хотел бы пожелать всем специалистам, работающим в данной области, руководствоваться, прежде всего, здравым смыслом, а потом уже нормативными документами.
www.pomoshelektrikam.ru Сшитый полиэтилен. Поиск повреждения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтиленаДоброе время суток, дорогие друзья. Сегодняшняя тема возникла благодаря вопросу читателя моего сайта. А именно: Как искать место повреждения кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)? Сначала необходимо определиться с предпосылками возникновения такого повреждения. Основными причинами выхода из строя КЛ являются механические повреждения, вызванныенебрежностью 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. Кстати, статья о том, как заземлять экран кабеля с изоляцией из СПЭ практически на подходе. Кроме того, 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. Следует обратить внимание на 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. 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. Впрочем об этом я писал здесь. 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 (таково мнение Ю.М. Бородянского, начальник электротехнической лаборатории ООО ПКБ «РЭМ», на основании статьи которого я написал эту статью). Как правило, определение места повреждения (ОМП) на КЛ производится в два этапа (для обычных кабельных линий я напишу ряд статей с описанием каждого метода отыскания места повреждения): 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. Подведем итог Если токоведущая жила прогорела на экран и есть устойчивое замыкание, то можно попробовать индукционный метод, т.е. подключаем генератор импульсов на кабель одеваем головные телефоны, подключенные к приемнику, и топаем по трассе с антенной и слушаем где сигнал усилится или пропадет совсем. Кстати, можно попробовать определить предварительное расстояние до места повреждения например рефлектометром “Рейс”, а не выйдет тогда советую обратиться в одну из энергоснабжающих организаций вашего города. Такая организация наверняка имеет электротехническую лабораторию возможно оснащенную оборудованием для отыскания повреждений кабельных линий с изоляцией из СПЭ. На этом на сегодня все… Желаю удачи и до встречи. elektrolaboratoriy.ru Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтиленаПеред вводом в строй новой линии проводится испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена. Диагностирование начинается только после того, как смонтирована целиком или ее участок, который составляет хотя бы одну строительную длину. Из траншеи должно быть убрано все приспособления и инструменты и засыпана смесью из песка и гравия. Толщина слоя засыпки должна быть 100 мм +. Для испытания оболочки кабеля из сшитого полиэтилена напряжением 10 кВ. Европейский стандарт рекомендует использовать в течение четверти часа переменный ток частотой 0,1 Гц. Тестирование проводится специальным аппаратным комплексом, позволяющим не только констатировать повреждение, но и предварительно определить его место. Оптимальным вариантом станет мощное портативное приспособление VIOLA TD от компании Megger. Если проводимые испытания оболочка кабеля из сшитого полиэтилена не выдержала, необходимо максимально точно определить поврежденное место одним из оптимальных в конкретной ситуации методом - акустическим, индукционным или накладной рамки. Затем открыть ее для последующего осмотра и ремонта. Специалисты компании компетентно предложат профессиональное оборудование для эффективного проведения подобных мероприятий.
Полезные материалы:rusmegger.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
