ГлавнаяРазноеОпределение места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена
Поиск неисправностей в КЛ из сшитого полиэтилена, методы, схемы, способы. Определение места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена
Поиск неисправностей в кабельных линиях из сшитого полиэтилена: методы, схемы, особенности, видео
Конструкция кабелей из сшитого полиэтилена отличается от кабелей с пластмассовой или бумажной изоляцией. Поэтому и методы поиска повреждений в них имеют свои особенности.
Отличия поиска неисправностей в КЛ из сшитого полиэтилена
Изоляция из сшитого полиэтилена испытывается не напряжением постоянного тока повышенной величины. Для этого используется переменное напряжение сверхнизкой частоты.
Широко применяется пофазная прокладка кабельных линий из сшитого полиэтилена. При этом каждый кабель линии имеет одну токопроводящую жилу и экран, покрытый оболочкой.
Кабели из сшитого полиэтилена заключены в экран, покрытый изолирующей оболочкой. Повреждения оболочки являются дефектом. Экраны могут заземляться с обеих сторон линии или только с одной стороны.
На протяженных КЛ используется транспозиция экранов, при которой они определенным образом переключаются с кабеля одной фазы на другую.
Интересный учебный фильм о методах поиска неисправностей в кабельных линиях:
Характерные виды повреждений для этих кабельных линий
Повреждение оболочки, сопровождающееся нарушением изоляции экрана относительно земли или специального токопроводящего покрытия, нанесенного поверх оболочки.
Замыкание токопроводящей жилы на оболочку.
Обрывы одной или сразу нескольких жил.
Обрывы с замыканием на оболочку.
Методы диагностики повреждений кабельных линий
Петлевой метод
Применение этого метода позволяет ориентировочно определить дистанцию до точки повреждения оболочки на землю или замыкания жилы на оболочку.
Для успешных измерений достаточно сопротивления в месте повреждения от 5 до 10 кОм (в зависимости от возможностей применяемого прибора).
Одним из таких приборов является ИРК-ПРО Альфа-Е. Внешний вид его и типовая схема подключения показаны на рисунке выше.
Для проведения измерений на одном конце линии отключаются экран и кабельные жилы. Они закорачиваются между собой. С другого конца производятся измерения. Если повреждена оболочка, то для их проведения она тоже отключается от заземляющего устройства.
Измеритель работает в два этапа:
Сначала он должен оценить параметры исследуемой КЛ. Для этого на первом этапе измерения он подает постоянный ток в исправную жилу кабеля, сопротивление изоляции которой должно быть минимум в 100 раз большим, чем в месте замыкания. Измеряется падение напряжение и подсчитывается сопротивление измеряемого участка.
На втором этапе прибор подключается к жиле или экрану, место повреждения которых требуется определить. Прибор повторно выполняет измерения. На основании предыдущих данных по измеренным значениям производится расчет расстояния до точки замыкания. Естественно, что для этого ему потребуется дополнительная информация – длина кабеля. Ее можно измерить с помощью рефлектометров серий Р5 или РЕЙС.
Точность измерения – 0,1% от общей длины линии.
Ещё одно интересное видео о поиске отказа в кабельных линиях:
Метод шаговых потенциалов
Этот метод позволяет точно определить место повреждения оболочки кабеля, находящегося в земле. Для этого в нее подается испытательный ток от генератора постоянного тока. От места повреждения ток будет растекаться во все стороны, создавая на поверхности земли потенциалы шагового напряжения.
В комплект прибора помимо генератора входит мобильная измерительная часть, предназначенная для измерения разностей потенциалов на поверхности земли. Она снабжена двумя штырями с проводами. Штыри втыкаются в землю, прибор измеряет разность потенциалов между ними и ее полярность.
При подходе к месту пробоя показания прибора увеличиваются. После прохода точки замыкания полярность напряжения резко изменяется на противоположную.
При установке штырей на одинаковом расстоянии от места повреждения индикатор прибора покажет ноль.
Акустический метод
Этот метод поиска аналогичен применяющемуся для обычных кабельных линий. Для его реализации используются генераторы высоковольтных импульсов. Современные испытательные лаборатории позволяют оперативно изменять выходное напряжение на заряжающемся конденсаторе, чтобы получить разряд требуемой силы.
Подача импульса от заряженного конденсатора на поврежденную жилу кабельной линии осуществляется системой контакторов.
Также изменяется и частота следования импульсов. Для обнаружения места с максимумом звукового колебания используются искатели с акустическими датчиками.
Прожиг изоляции
Если величина сопротивления в точке замыкания не позволяет применять вышеописанные методы поиска, то изоляция дополнительно разрушается устройствами прожига. Применяемые установки не отличаются от тех, что используются для кабелей, не изготовленных из сшитого полиэтилена.
Импульсные искатели повреждений
Рефлектометры Р5-10, РЕЙС-205, РЕЙС-305 или их аналоги также широко применяются для измерения дистанции до мест повреждения.
Импульсный метод поиска одинаково хорошо работает на кабелях всех типов, включая и сшитый полиэтилен.
Применение этих приборов ограничивает, как и для кабелей с бумажной и пластиковой изоляцией, высокое сопротивление в месте пробоя. Для проведения успешных измерений его необходимо снизить установкой прожига.
Поиск заплывающих пробоев
Для таких сложных случаев применяются приборы, использующие волновые методы измерения. Из парка отечественного производства такими устройствами являются снятый с производства Щ4120 и выпускаемый взамен его ЦР0200. Существуют и западные приборы аналогичного назначения, функциональность которых на порядок выше.
Данные приборы фиксируют волну напряжения, распространяющуюся от места пробоя. Последний может быть спровоцирован от источника постоянного повышенного напряжения. Для этого жилу с повреждением испытывают с подключенным к ней входом прибора.
Период колебаний, возникающий при пробое, пропорционален расстоянию до точки его возникновения. Это расстояние и покажет прибор.
В дальнейшем данные, полученные в результате применения импульсных и волновых методов, уточняются на месте с помощью генератора высоковольтных импульсов.
pue8.ru
Поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена | Полезные статьи
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.
cable.ru
Анализ повреждений кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети 35 кВ металлургического завода
M.B. Ильиных, Л.И. Сарин, А.И. Ширковец ООО «ПНП Болид», г. Новосибирск
АННОТАЦИЯ
Изложены результаты комплексных исследований работы линии 35 кВ питания ДСП-80 крупного металлургического завода, выполненной с использованием однофазных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Выполнен анализ повреждений кабелей, определены основные причины повреждений, разработаны мероприятия по предотвращению подобных повреждений в дальнейшем с целью повышения надежности электроснабжения ДСП-80 в целом.
1. ВВЕДЕНИЕ
В 2008 г. при совместной работе специалистов цеха электроснабжения электротехнической лаборатории металлургического завода и ООО «ПНП Болид» в рамках договора была выполнена работа «Исследование и разработка мероприятий по повышению надежности электроснабжения печи ДСП-80».
После ввода в эксплуатацию кабельной линии, питающей печь, практически сразу стали происходить пробои кабельных муфт и самих кабелей. Кроме этого, неоднократно происходили аварийные повреждения конденсаторов фильтров на СТК-35 кВ. Это приводило к незапланированному простою ДСП-80, недовыпуску продукции и значительным экономическим потерям. Остро встал вопрос повышения надежности электроснабжения печи ДСП-80, а особенно эксплутационной надежности силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети 35 кВ ПС «Электросталь» и конденсаторов батарей фильтров СТК.
Для решения указанных задач необходимо было разобраться в причинах, вызывающих повреждение оборудования, и разработать комплекс мероприятий по повышению надежности его работы.
2. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА 35 кВ
Линия 35 кВ питания ДСП-80 от ПС «Электросталь» выполнена с использованием семи однофазных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) типа АПвВнг2г 1x630/35-35 кВ (один однофазный кабель - резервный). Кабельная линия была выполнена из двух участков (1 участок - от ячейки до реактора, расположенного на ОРУ, 2 участок - от реактора до ДСП-80), без транспозиции, с заземлением экранов кабелей с двух сторон. Такое конструктивное выполнение линии из одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ и заземлением экранов кабелей с двух сторон приводит к появлению в экранах кабеля в нормальном симметричном режиме значительных
токов. Появление таких токов приводит к нарушению теплового режима кабеля, повреждению оболочки кабеля и основной изоляции жилы кабеля.
Проведенный анализ различных видов обследований линии присоединения ДСП-80 позволяет выделить ряд основных причин, приведших к возникновению дефектов и повреждениям линии.
1. Грубые ошибки монтажа кабельной линии фидера ДСП-80:
- несоответствие фактической укладки КЛ проекту.
Согласно проекту на каждую фазу протянуты две нитки кабеля АПвВнг-1(1x630), по три кабеля уложены в «треугольник». Осмотр трассы показал, что фактически укладку КЛ нельзя считать соответствующей проекту: на некоторых участках все шесть кабелей проходят рядом в одном кабельном лотке, в том числе на участках «подъема-спуска». Здесь кабели зачастую ложатся на ребро полки, что приводит к повреждению их внешних оболочек;
- неправильная опрессовка токопроводящих жил кабеля.
Наконечники фирмы ABB, которые были установлены на жилах каждой фазы кабеля, требуют специальной техники для опрессовки, длина опрессованного участка должна составлять 90 мм. Фактически при монтаже кабеля были опрессованы участки длиной 40-45 мм (т.е. в 2 раза меньше, чем нужно), а вместо 6-гранной опрессовки сделана 2-гранная. Проблема была устранена после перехода на опрессователи фирмы REYCHEM, монтаж которых достаточно прост, а потому надежен;
- нарушение допустимого радиуса изгиба кабеля.
При выходе КЛ на эстакаду и по трассе угол изгиба достигал иногда практически 90 градусов при несоблюдении минимального радиуса изгиба, в связи с чем механическая нагрузка была излишней, что вызывало местный перегрев изоляции.
Проблема была решена путем перекладывания кабелей таким образом, чтобы угол изгиба соответствовал минимальному радиусу изгиба согласно требованиям организации-изготовителя (порядка 900 мм). Но, к сожалению, из-за нарушений требований по минимальным радиусам изгиба в изоляции кабелей уже образовались дефекты.
Была ли проверена «геометрия» прокладки кабелей по трассе с оборудованием мест «подъема-спуска» специальными желобами и установкой прокладок из эластичного материала под скобы и хомуты, неизвестно.
2. Нарушение теплового режима кабельной линии по причине протекания сверхтоков в экранах кабелей 35 кВ фидера ДСП-80.
Вследствие переменной нагрузки исследуемой кабельной линии АПвВнг-35-6(1х630/35), обусловленной режимами работы печной установки, рабочий ток фазы и соответственно ток жилы каждой нитки кабельной линии, может значительно меняться — от единиц до сотен ампер. Поэтому токи в экранах кабеля также изменяются, однако составляют значительную долю от тока жилы — около 60 % при условии двустороннего заземления экрана. Соответственно при малом сечении экрана это приводит к его значительному перегреву с ускоренным старением изоляции кабеля.
Проблема сверхтоков в экранах кабелей линии на ДСП-80 была решена путем одностороннего разземления их экранов со стороны ПС «Электросталь» . В результате произошло снижение токов в экранах кабелей со 180-270 А (386 А расчетно при максимальной нагрузке печного трансформатора) до 8-10 А (2-3 А расчетно при тех же условиях). Следует отметить, что установка ΟΠΗ со стороны разземленных концов экранов для защиты изоляции в сетях 6-35 кВ не требуется [1].
Однако при одностороннем разземлении экрана возникает проблема появления напряжения на его незаземленном конце. Расчеты показали, что оно составляет 135 В в нормальном режиме (ток нагрузки по каждой нитке кабеля 660 А) и 3,92 кВ в режиме трехфазного к.з. (ток к.з. 19,2 кА). Это напряжение существенно превышает допустимое при возможности прикосновения к экрану кабеля персонала — 24 В. Поэтому при одностороннем разземлении экранов кабелей АПвВнг-35-6(1х630/35) в сети 35 кВ необходимо обеспечить недопустимость прикосновения человека к экрану кабеля. В противном случае экран каждой нитки кабеля 35 кВ следует заземлить с двух сторон и решать проблему сверхтоков в экранах однофазных кабелей другим способом.
3. Воздействие на изоляцию кабелей АПвВнг-35-6(1x630/35) высокочастотных перенапряжений при коммутациях элегазового выключателя линии 35 кВ типа HD4/Z ABB и выключателя печного трансформатора типа ISF2 40,5 kV/2500 A Schneider Electric.
Установленные в ячейках ЗРУ-35 кВ ПС «Электросталь» ΟΠΗ MWK-36 согласно экспериментам не обеспечивают должного уровня ограничения коммутационных перенапряжений, которые фактически превышают 4£/ф (80,8 кВ). Перенапряжения, воздействующие на линию 35 кВ при коммутациях выключателя печного трансформатора, как показали экспериментальные исследования, невелики (либо вовсе отсутствуют), однако при частых коммутациях печного трансформатора их воздействие на изоляцию СПЭ также крайне неблагоприятно. Отметим, что число коммутаций выключателя печного РУ 35 кВ, работающего на фидере ДСП, составляло до 400 раз в сутки (в среднем каждые 3,5 мин) и было снижено с целью облегчения условий работы изоляции КЛ-35 кВ.
Для определения остаточного ресурса было проведено диагностическое обследование кабеля методами неразрушающего контроля с определением уровня частичных разрядов и локализацией месторасположения проблемных мест с помощью специализированной аппаратуры OWTSn CDS.
Результаты диагностического обследования кабельной линии 35 кВ фидера ДСП-80 показали наличие мест с повышенным уровнем ЧР в различных местах кабелей, зафиксированы признаки снижения ресурса изоляции двух рабочих кабелей АПвВнг-35-1(1x630/35) из шести, находящихся в эксплуатации (без учета резервного кабеля). В области риска по уровню частичных разрядов в изоляции оказались две концевые муфты — на резервной нитке кабеля со стороны ДСП-80 и на одной из ниток фазы «С» со стороны ПС «Электросталь». Ниже приведена сводная таблица с данными обследования (табл. 1).
Указанные дефекты были зафиксированы после 1,5 лет эксплуатации кабеля АПвВнг-35-6(1х630/35) и осуществленных мероприятий по частичному устранению ошибок монтажа, изменению режима заземления экранов и нескольких ремонтов с установкой муфт по трассе кабеля. После проведения ремонтов рекомендована повторная диагностика в целях проверки качества монтажа.
3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДСП-80
В итоге для сети 35 кВ ПС «Электросталь» были обобщены результаты различных диагностических обследований кабелей линии 35 кВ ДСП-80. Выявлены дефекты изоляции кабеля, внешней изоляции экрана кабелей, кабельных муфт, обнаружены признаки снижения ресурса изоляции кабелей. Также были рассмотрены причины повреждения кабелей линии 35 кВ ДСП-80, проанализированы выполненные мероприятия по их устранению и разработаны дополнительные мероприятия по повышению надежности электроснабжения ДСП-80:
• для обеспечения высокой эксплуатационной надежности применять в сети 35 кВ электроснабжения ДСП-80 кабелей из сшитого полиэтилена на напряжение не менее 50 кВ;
• выполнить эффективное ограничение перенапряжений в сети 35 кВ ДСП-80.
Для ограничения перенапряжений при однофазных замыканиях на землю и времени их воздействия рекомендовано изменить номинал резистора, установленного в нейтрали сети 35 кВ ПС «Электросталь». Принимая во внимание необходимость повышения ресурса кабельной изоляции линии 35 кВ, питающей ДСП-80, и ввода в эксплуатацию (в дальнейшем) резервной линии на ДСП-80 с уровнем изоляции 35 кВ, что определяет согласно стандарту IEC (МЭК) 60502-2 [2] кратковременную работу кабеля в режимах ОЗЗ, был проведен комплекс расчетов по определению соответствующего номинала резистора. Такое заземление нейтрали позволит отключать любое замыкание на землю в сети 35 кВ электроснабжения ДСП-80 мгновенно либо с выдержкой времени.
Основываясь на результатах расчётов, было рекомендовано с целью повышения надежности электроснабжения ДСП-80 за счет существенного ограничения длительности ОЗЗ и кардинального снижения уровня возникающих перенапряжений при ОДЗ в сети 35 кВ ПС «Электросталь» использование включенного в нейтраль резистора типа РЗ номиналом 1000 Ом, рассчитанного на кратковременную работу в режиме однофазного замыкания на землю. В качестве нейтралеобразующего устройства можно использовать установленный на ОРУ-35 кВ трансформатор ТМГ-1000/35. При этом ДГР типа РЗДПОМ-700/35 на ПС «Электросталь» должен быть выведен из эксплуатации, поскольку применение дугогасящих аппаратов на тупиковых подстанциях с одной линией (в данном случае линия электроснабжения ДСП-80) не допускается согласно ПУЭ.
Для ограничения коммутационных высокочастотных перенапряжений рекомендовано выполнить установку дополнительных ΟΠΗ. Расчеты показали, что защита от перенапряжений в выявленных по результатам замеров «проблемных» точках будет обеспечена с помощью аппарата типа ОПН-35/40,5-10(11) УХЛ1.
2. Международный стандарт МЭК (IEC) 60502-2. Силовые кабели с экструдированной и араматура на номинальное напряжение от 1 кВ (Um = 1,2 кВ) до 30 кВ (Um=36 кВ) /Часть 2.
www.combienergy.ru
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
Одножильная (однофазная).
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:
Определения расстояния до МП петлевым методом,
Локализации МПпотенциальным 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.
Акустический метод для высокоомных повреждений.
Индукционный метод для низкоомных межфазных и однофазных повреждений.
Потенциальный ииндукционный метод для замыканий или утечек на землю.
Акустический илииндукционный 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
Акустический метод.
Потенциальный метод.
Перевод с помощьюпрожига однофазного повреждения в межфазное с последующим применениеминдукционного 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 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.
angstremip.ru
Поиск повреждения оболочки на кабелях из сшитого полиэтилена
Определение мест повреждения оболочки кабелей из сшитого полиэтилена
Поиск повреждения оболочки на кабелях из сшитого полиэтилена помогает устранить одну из наиболее частых причин сокращения срока службы кабеля. Если целостность оболочки нарушена, кабель сохраняет работоспособность, но срок его службы сокращается в несколько раз, и может оказаться, что вместо запланированных 20-30 лет он останется в рабочем состоянии лишь два-три года. Поэтому очень важно регулярно обращаться в электролабораторию для проверки наличия утечек, а при их обнаружении – определять место повреждения кабеля.
Поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена осуществляется в несколько этапов. Выбор того или иного метода зависит от условий эксплуатации кабеля и от его специфических особенностей.
Предварительное определение повреждения кабеля выполняется с помощью петлевого метода или метода падения напряжения.
Поиск повреждения кабеля производят импульсно-дуговым методом, который позволяет установить расстояние до места повреждения.
Для точного установления места, где нарушена целостность оболочки, применят метод шагового напряжения, а также импульсно-контактный.
Проведение таких измерений требует использования специализированного оборудования, обеспечивающего высокую точность. Как правило, это оборудование импортного производства, для работы с которым необходима высокая квалификация. При использовании современных методов испытаний, воздействие на часть изоляции кабеля, незатронутую повреждением, сводится к минимуму, а значит, снижается его износ. При этом точность измерений дает возможность быстро выявлять и устранять повреждения.
Проводить испытания защитной оболочки кабеля рекомендуют раз в 3-4 года. Это позволяет своевременно произвести поиск места повреждения кабеля и предотвратить выход электросети из строя.
Точное определение места повреждения защитной оболочки осуществляется методом шагового напряжения. Для этих задач применяется универсальный прибор для определения мест повреждений оболочки SHIRLA с универсальным приемником KMF-1 прибор для точного определения места повреждения кабельной оболочки, производства компании BAUR.
Cуществует более точный способ определения места повреждения оболочки биполярным падением напряжения, данный метод был разработан и широко применяется немецкой фирмой SebaKMT.
Прибор MFM 10 также оснащён функцией прожига оболочки применяемый при сложных повреждениях.
В комплекте к нему прилагается переносной приёмник ESG NT.
Специалисты ООО Фаворит Энерго Групп имеют большой опыт в определении мест повреждений оболочки кабелей из сшитого полиэтилена и нашли более 100 повреждений разной степени сложности.
fegroup.ru
Определение места повреждения кабеля - 3 проверенных метода
Производство и обслуживание кабелей и кабельных сетей – это хорошо знакомый и отлаженный процесс. Но повреждения кабеля всё равно случаются даже у профессионалов. Поэтому для ликвидации и предупредительной локализации повреждений очень важно иметь не только квалифицированный персонал, но и профессиональное оборудование.
Содержание статьи
Виды повреждений кабельных линий
Кабельные линии регулярно подвергаются неблагоприятному воздействию капризов природы. Но чаще всего неприятности происходят по вине человека. Например, при земляных работах или сдвигах грунта, среди самых частых причин повреждений можно назвать следующие: старение или окончание расчётного срока эксплуатации, перенапряжение, тепловая перегрузка, коррозия, неквалифицированная прокладка кабеля, дефекты производства, а также дефекты, возникающие при транспортировке и хранении.
Короткое замыкание
Поврежденная изоляция приводит к низкоомному замыканию двух или более проводников в месте повреждения.
Замыкание на землю/ короткое замыкание на землю
Повреждения могут возникать из-за замыкания на землю (низкоомное соединение с потенциалом земли) индуктивно заземленной сети или изолированной сети, и/или из-за короткого замыкания на землю заземленной сети. Еще один вид повреждения - двойное замыкание на землю, характеризующееся двумя замыканиями на землю на разных проводниках с отдельно расположенными начальными точками.
Обрывы кабеля
Механические повреждения и движение земной поверхности могут вызвать обрывы одного или нескольких проводников.
Заплывающие повреждения
Зачастую повреждение не стабильно, носит эпизодический характер и зависит от нагрузки на кабель. Причиной может быть высыхание кабелей с масляной изоляцией при низкой нагрузке. Еще одна причина - частичный разряд вследствие старения или электрического триинга в кабелях с полимерной изоляцией.
Повреждения кабельной оболочки
Повреждения внешней кабельной оболочки не всегда ведут к немедленному выходу кабельной линии из строя, но с течением времени могут вызывать повреждения кабеля, в частности, из-за проникновения влаги и повреждений изоляции.
Один участок может состоять из отрезков различных типов кабелей, особенно в густонаселённых местах с большим скоплением инженерных коммуникаций. Используются кабели с полимерной изоляцией или пропитанной бумажной изоляцией. На практике повреждения кабеля приходится определять на всех уровнях напряжения — как в низковольтных, так и в средне- и высоковольтных системах. Поэтому для каждодневного использования целесообразно применять оборудование для поиска повреждений кабеля, разработанное для средне- и высоковольтного диапазона, однако с таким же успехом могло бы использоваться и в низковольтных системах.
Поиск повреждений кабеля в нестандартных ситуациях к содержанию
Методика поиска повреждений кабеля предполагает следующий логический порядок выполнения действий в четыре этапа: При анализе повреждения устанавливаются характеристики дефекта и определяется дальнейшие действия. При предварительной локализации дефекта определяется место дефекта с точностью до одного метра. Далее выполняется точная локализация места повреждения, чтобы по возможности ограничить объем экскавации грунта и минимизировать время ремонта.
анализ повреждения;
предварительная локализация
идентификация кабелей
точная локализация
Повреждения кабеля необходимо локализовать быстро и точно, чтобы обеспечить условия для последующих ремонтных работ и ввода линии в эксплуатацию. Как можно быстрее и как можно точнее: главное — правильно выбрать метод измерения!
При работе с протяжёнными кабельными линиями может случиться так, что распространённый метод импульсной рефлектометрии окажется непригодным по причине слишком сильного угасания измерительного импульса или его отражения. Здесь на помощь может прийти метод импульсного тока (ICM). Для поиска заплывающих, т.е. нерегулярных и зависящих от напряжения повреждений – отлично подходит метод затухающего сигнала (Decay).
В случае, если наиболее распространённые методы определения мест повреждений кабеля, такие как метод импульсной рефлектометрии (TDR) или метод вторичного импульса/мультиимпульсный метод (SIM/MIM) оказались неэффективными, причиной может быть слишком сильное угасание измерительного сигнала на больших расстояниях, существенно усложняющее оценку импульса. Другой причиной может стать высокая ёмкость кабеля, препятствующая импульсному разряду, используемому в методе SIM/MIM, поскольку при выполнении SIM-измерения емкость импульсного конденсатора должна значительно превышать ёмкость кабеля. Поэтому в случае очень длинных кабелей рекомендуется использовать другой метод, а именно — метод импульсного тока ICM (Impulse Current Method).
Первая возможность — с помощью импульсного генератора с замкнутым импульсным переключателем зарядить кабель постоянным током до напряжения пробоя, что позволит использовать собственную ёмкость кабеля. Это повысит потенциальную ёмкость импульса. Тогда расстояние от импульсного генератора до повреждения импульсная энергия будет преодолевать не самостоятельно, а «переноситься» ёмкостью кабеля. Кроме того не требуется учитывать время ионизации, как в случае с импульсами.
Обнаружение повреждения с помощью импульсов тока к содержанию
При использовании метода импульсного тока в кабель подается импульс напряжения, чтобы в месте повреждения спровоцировать пробой. Этот пробой приводит к возникновению переходной волны, которая несколько раз проходит между местом повреждения и концом кабеля. При этом в каждой точке отражения она меняет свою полярность, поскольку в обоих случаях речь идет о низкоомных соединениях.
На основании интервала времени, с которым повторяется это отражение, можно определить расстояние до места повреждения (l=t*v/2 - измерительный кабель). Такой метод лучше всего предназначен для работы с длинными кабелями, поскольку распространяющийся по кабелю импульс очень широк (высокая энергия импульса).
У коротких кабелей множественные отражения накладываются друг на друга, что не позволяет определить временной интервал. Однако при использовании с длинными кабелями метод импульсного тока даёт хорошие результаты предварительной локализации дефектов.
Для анализа переходного импульса служит индуктивный датчик, регистрирующий ток в кабельной оболочке. Сигналы датчика отображаются с помощью импульсного рефлектометра (приборы BAUR серии IRG). На основании интервала времени между вторым и третьим, или между третьим и четвертым импульсом можно рассчитать расстояние. Для этого пользователю необходимо лишь отметить два следующих друг за другом пика или фронта отображаемой прибором IRG переходной волны. Расстояние от генератора импульсного напряжения до места повреждения равняется разнице рассчитанных прибором расстояний в метрах до обоих пиков (см. рис. ниже).
Расстояние до повреждения наглядно определяется по графику программного обеспечения импульсного рефлектометра. Чтобы на экране были отображены по возможности все пики этой переходной волны, диапазон расстояния импульсного рефлектометра IRG следует настроить таким образом, чтобы он в несколько раз превышал длину кабеля.
Метод затухающего сигнала к содержанию
Для трудно обнаруживаемых повреждений и, прежде всего, для повреждений, возникающих при высоких напряжениях подходит метод затухающего сигнала.
Большинство повреждений средне- и даже высоковольтных кабелей можно определить с помощью стандартного импульсного напряжения до 32 кВ. Однако в случае периодически возникающих повреждений (заплывающих повреждений) может произойти так, что это напряжение является недостаточным для возникновения пробоя и не даёт возможности достоверно определить место повреждения. Тогда добиться цели позволит метод затухающего сигнала (метод Decay).
При использовании данного метода кабель подключается к источнику испытательного напряжения и его ёмкость «заряжается» до тех пор, пока воздействующее напряжение не приведет к пробою.
В случае использования метода затухающего сигнала, импульсный рефлектометр выполняет оценку волны напряжения, осциллирующей после пробоя между источником напряжения и местом повреждения. В качестве датчика используется емкостный делитель напряжения.
Оценка полученных данных также проста, как и при использовании метода ICM, выполняется с помощью импульсного рефлектометра IRG. На диаграмме оценки пользователь отмечает два следующих друг за другом положительных пика напряжения, фронта кривой напряжения или, например, две точки прохождения кривой через нуль и считывает расстояние. Разница этих двух значений, деленная на 2, за вычетом длины измерительного кабеля образует расстояние до повреждения.
Поскольку у источника генератора высокий выходной импеданс, напряжение отражается только в месте повреждения, прибор самостоятельно рассчитывает отображаемое расстояние по заданной формуле.
Как и при использовании метода импульсного тока, настройки для отображения результата должны быть сделаны таким образом, чтобы зона отображения в несколько крат превышала длину кабеля. Это позволит показать несколько осцилляций.
Дифференциальный метод сравнения к содержанию
Ещё один проверенный метод определения повреждений кабельных линий – это дифференциальный метод сравнения.
Дифференциальный метод сравнения или дифференциальный метод относится к методам предварительной локализации повреждений кабеля. Используется в разветвленных электросетях, где стандартные рефлектометрические методы не могут дать необходимых результатов. Этот метод позволяет выполнять предварительную локализацию высокоомных и заплывающих повреждений. Название «дифференциальный метод сравнения» происходит от того, что выполняется сравнение двух параллельно полученных ICM-графиков, возникающих после подачи импульсной волны. Для этого генератор импульсной волны одновременно подсоединяется к поврежденной и к исправной фазе. Измерение методом импульсного тока выполняется один раз без перемычки и второй раз — с установленной в конце кабеля перемычкой между исправной и поврежденной фазой.
Если повреждение расположено на главной жиле между генератором и перемычкой, измерительный прибор выдаёт расстояние от перемычки до места повреждения. Однако если повреждение расположено на ответвлении, то измерение показывает расстояние от перемычки до начала этого ответвления.
По причине сложности и трудоемкости процесса реализации данного метода, он используется относительно редко – только в случае нечасто встречающихся разветвленных средневольтных сетей.
В оборудовании BAUR используются все современные методы измерения с максимальным уровнем поддержки в процессе поиска повреждений.
www.pergam.ru
Поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена
Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена является одной из часто встречающихся задач при обслуживании силовых линий. Нарушение оболочки составляет больше половины (до 70%) от всех неисправностей. При этом линия не теряет работоспособности полностью, но продолжительность ее эксплуатации значительно уменьшается. В случае же внутреннего дефекта изоляции из-за старения или механического износа, нуждается в ремонте.
Поиск места повреждения кабеля из сшитого полиэтилена может осуществляться различными методами. Это импульсный, индукционный, колебательным разрядом, акустический, импульсно-дуговой, с использованием способа шаговых напряжений. Каждый из них требует наличия соответствующей аппаратуры, навыка и наиболее эффективен в конкретных условиях.
Чтобы осуществить поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена с точной локализацией места пробоя или обрыва, передвижная лаборатория должна быть укомплектована приборами, которые предлагает компания Megger. С их помощью можно в минимальные сроки решить поставленные перед лабораторией задачи любой сложности.
Компактная, прочная конструкция, весьма небольшой вес (всего 17 kg), простейшее управление, высочайшая степень безопасности для пользователя.
Купить
Для длинных проводников, по нормам DIN VDE, IEC и IEEE. Отсутствие эффектов поляризации.
Цена
В соответствии с нормативами сети после укладки/ремонта тестируют на диэлектрическую прочность. Вес около 50 кг, мощная, переносная.
Купить
Портативная, благодаря двухблочной конструкции, высокая емкость, интегрированное разрядное устройство, протоколирование.
Цена
Использование: напряжения до 46 кВ. Преимущества СНЧ косинусно-прямоугольной формы подтверждаются научными исследованиями.
Купить
Высокая мощность до 5 мкФ, практичная, прочная и удобная конструкция, однокнопочное easyGO, встроенная система безопасности.
Цена
Многофункциональная, интуитивное меню пользователя с большим запоминающим блоком, автоматическая оценка полученных результатов.
Купить
Для пользователей может быть интегрирована в электролабораторию с OWTS. Однокнопочное управление.
Цена
54 кВ представляет собой идеальное решение для клиентов, которые должны проводить тестирования настоящим синусоидальным напряжением 0,1 Гц.
Купить
Высоковольтная профессиональная установка: переносная, мощный инструмент, вырабатывающий выпрямленное напряжение до 40 кВ.
Цена
Пространственное разделение блока управления и высоковольтных модулей позволяет использование за пределами зоны прямой опасности.
Купить
Компактная и легкая, длительное тестирование до 75 кВэфф при 1 кВА. Возможно дооснащение вторым трансформатором до 150 кВэфф
Цена
Однокнопочное управление и цветной ЖКД 5,7“, до макс. 800 кВ DC. Пульсация выпрямленного напряжения
Купить
Переносная, компактная и легкая модификация. Повсеместная применяемость обеспечена благодаря встроенному аккумулятору и разрядному устройству.
Цена
Безопасное использование благодаря системе контроля и простейшему регулированию. Быстро монтируется. Может комплектоваться по запросам заказчика
Конструкция кабелей из сшитого полиэтилена отличается от кабелей с пластмассовой или бумажной изоляцией. Поэтому и методы поиска повреждений в них имеют свои особенности.
Петлевой метод
Данные приборы фиксируют волну напряжения, распространяющуюся от места пробоя. Последний может быть спровоцирован от источника постоянного повышенного напряжения. Для этого жилу с повреждением испытывают с подключенным к ней входом прибора.
