Причины повреждения кабельных линий: Повреждения кабельных линий, причины, классификация, методы поиска повреждений

Повреждения кабельных линий, причины, классификация, методы поиска повреждений

Пример HTML-страницы

После фиксирования факта повреждения кабеля, первоначально определяется предварительная зона, с последующим уточнением конкретного места и характера возможных дефектов.

Для этого применяют следующие методы дефектоскопии:

— акустический. Применяется для определения повреждений непосредственно на трассе с помощью искусственно созданного акустического удара, с последующей его регистрацией соответствующими приборами;

— индукционный. Основан на принципе детектирования радиосигнала, который возникает в месте пробоя изоляции при прохождении через кабель импульса частотой от 800 до 1000 Гц с силой тока 15-20 А;

— емкостной. Позволяет определять с помощью соответствующих формул определить расстояние до места повреждения в том случае, когда происходит обрыв жил кабельных линий в соединительной муфте;

— петлевой. Используется в случаях, когда у одной из неповрежденных токоведущих жил нарушена изоляция, в то время как с соседними неповрежденными проводниками сопротивление в месте повреждения не должно быть более 5 кОм. Место повреждения определяется путем дожигания специальной газовой установкой или кенотроном с последующим применением соответствующих методик;

— импульсный. Предполагает использование специального прибора ИКЛ, который фиксирует интервал времени от посылки импульса вдоль кабеля до его отражения, с последующей обработкой результатов;

— колебательный разряд. Используется для выявления пробоев изоляции, которые возникают в кабельных муфтах. Расстояние до места пробоя определяется с помощью подачи напряжения от кенотронного аппарата, с фиксацией результатов соответствующими приборами типа ЭМКС-58.

Основные причины повреждения кабельных линий

К главным недостаткам, которые существенно влияют на надежность кабелей, относятся такие показатели, как осущение , электрическое старение и высыхание изоляции. Это связано, прежде всего, с естественным разложением (кристаллизацией) пропиточного состава.

Проведение профилактических испытаний повышенным постоянным напряжением постоянного тока далеко не всегда позволяет выявлять не только естественное старение изоляции, но и другие, более существенные дефекты. В частности, такие исследования неэффективны, если изолятор в данный момент не отсырела. Поврежденный участок можно обнаружить лишь в том случае, если у оставшейся неповрежденной части изоляция не превышает 15-20 % .

Как правило, при аварии кабелю наносятся и вторичные повреждения (обжиг дугой, деформация за счет созданного внутреннего давления, поглощение влаги в поврежденном месте и т. д.).

Главным конструктивным элементом является внешняя оболочка, т. к. высокие диэлектрические характеристики силового кабеля обеспечиваются при отсутствии активного воздействия на него влаги и воздуха. Основной материал – свинец и алюминий.

Помимо заводского брака, который со временем может привести к повреждению кабеля, существуют и другие причины выхода его из строя:

— механические повреждения при прокладке или других строительных работах;

— вспучивание в виде спирали (иногда с образованием трещин) в результате воздействия в течение длительного времени периодических циклов нагревания и охлаждения, а также при значительных сетевых перегрузках;

— разрушение внешней оболочки под воздействием внешних механических факторов;

— естественная химическая коррозия из-за воздействия различных реагентов, содержащихся в почве;

— разрушение внешнего защитного слоя благодаря блуждающим токам от электрифицированного транспорта.

Визуально механическое повреждение наружной оболочки легко определяется по внешнему виду: как, правило, в этом случае деформирована как стальная броня, так и джутовая оплетка. При этом обычно резко снижаются и диэлектрические характеристики кабеля.

При локальных повреждениях делается специальная вставка, и линия готова к дальнейшей эксплуатации.

Свинцовая оболочка часто подвергается межкристаллическому разрушению, что визуально выражается в появлением на первом этапе сетки из мелких трещин. В дальнейшем это приводит к увеличению их размеров с последующим разрушением отдельных фрагментов.

При наличии в составе продуктов коррозии двуокиси свинца, можно смело утверждать о ее электрическом происхождении за счет блуждающих токов. Такой окисел имеет характерный коричневый тон. В то же время в результате химической коррозии образуются продукты белого цвета, которые иногда имеют бледно-желтый или бледно-розовый оттенок.

При монтаже муфт следует обратить особое внимание на влажность изоляторов, правильной укладке пропиточного материала и выделения необходимого объема канифоли.

Одним из самых слабых элементов изоляции являются воздушные включения. В них развиваются такие опасные процессы, как ионизация и частичные разряды. Именно с этим связано жесткое регламентирование совпадение бумажных лент. При несоблюдении этого регламента слой необходимой изоляции становится неустойчивым к изгибу.

В высоковольтных кабелях (20-35 кВольт) даже при незначительном нарушении изоляции из-за высокого напряжения начинается ионизация воздуха с появлением частичных разрядов.

При визуальном осмотре токопроводящих жил кабеля, прежде всего необходимо обратить внимание на такие характерные дефекты, как:

— неправильная форма секторной или круглой жилы;

— западание или, наоборот, выпирание отдельных элементов проволакивания;

— наличие заусениц на токопроводящих жилах.

Все эти дефекты способствуют искривлению напряженности электрического поля с образованием местных флуктуаций, что является уже серьезной проблемой при напряжении в сети более 10 кВольт.

Также возможны и другие, более грубые дефекты в жилах, которые могут быть связаны, в частности, что в результате неаккуратного проволакивания изоляция может быть повреждена механически. При этом могут быть и грубые дефекты в жилах, например, при возможных пересечениях в процессе укладки.

В такой ситуации токопроводящий провод может принять неправильную форму, а в изоляции возможно образование глубоких складок. Такой кабель нельзя использовать для прокладки.

При замене дефектных участков сети также необходимо учитывать весь комплекс изменений, который может возникнуть при горении дуги, а также образованию избыточных внутренних давлений.

Профилактические испытания , в связи с малой мощностью, не предполагают возникновение в сетевых сетях каких-либо дефектов.

Какие бывают повреждения высоковольтного кабеля и их причины

Проверка эксплуатируемого кабеля, проводящего через себя электричество с высоким напряжением, является достаточно важной, так как от нее зависит как безопасность человека, так и эффективность использования кабельных линий. Обычно его целостность проверяют при помощи профилактических испытаний высоким напряжением, но этот вид определения неисправностей не всегда может определить наличие повреждений.

К основным неисправностям кабельных линий можно отнести следующие поломки:

1. Стекание или перемещение пропиточного состава для высоковольтного кабеля. Эта проблема приводит к осушению изоляцию, ее повреждению. Следствием вышеописанной ситуации становится повреждения кабеля, межфазовое замыкание или попадание тока на нетоковедущие части. 
2. Распространенная проблема для предприятий и заводов, работающих не один год – это электрическое старение изоляции кабеля. В этом случае кабельные линии могут давать сбой при нагрузке, но визуально заметить место повреждения достаточно сложно. В некоторых обстоятельствах может потребоваться замена всего кабеля на новый.
3. При работе в температурных режимах, превышающих номинальные показатели для используемого вида кабеля, может возникнуть пересыхание изоляции, приводящее к разложению и кристаллизации изолирующей жидкости.  

Проведение профилактических испытаний далеко не всегда может точно определить характер неисправности, а в некоторых случаях и вовсе может не сообщить о наличии повреждения. Но особенно велика вероятность пропустить какую-либо поломку, если изоляция кабельных линий не отсырела. Испытания могут определить наличие неисправности в проводнике только в том случае, если изоляционные свойства кабеля были снижены не меньше чем на 80 – 90 %.

При возникновении аварийных ситуаций, кабель может получить достаточно значимые повреждения, которые могут нести опасность как для жизни и здоровья человека, так и препятствуют нормальной работе промышленных, муниципальных и гражданских сооружений. Наиболее распространенные повреждения появляются из-за следующего:

1. Кабель обжигается электрической дугой, которая наносит механические и термические повреждения. Вследствие этого токоведущих жилы перегорает, а изоляция высыхает и становится не эффективной.
2. Негативное механическое давление. Это повреждение возникает из-за неправильной эксплуатации кабельных линий или же является следствием воздействия катаклизмов, несчастных случаев и других неблагоприятных факторов.
3. Попадание влаги на поврежденные участки кабеля. Данная неисправность особенно актуальна для линий электропередачи, которые находятся в непосредственной близости к водопроводу или водоемам. 

Наиболее важным в обеспечение работоспособности кабельной линии является ее изоляция. Она защищает конструктивные силовые элементы от внешнего воздействия, а также повышает уровень безопасности рабочего персонала. Однако чтобы эта защита была максимально эффективной, она должна не пропускать воздух или влагу. А изоляция, изготовленная из алюминия или свинца, и вовсе является герметизирующим покровом с высоким уровнем защитных свойств.

Кроме вышеописанных повреждений, кабельные линии могут иметь следующие дефекты:

1. Трещины спиралеподобного вида. Это повреждение появляется вследствие длительных циклов чрезмерного нагревания оболочки кабеля. Также подобные дефекты появляются и из-за значительных перегрузок кабельных линий или при частой эксплуатации проводника в чрезмерно низкой температуре.
2. Механические повреждения кабеля. Они появляются, как правило, при неаккуратно монтированных линиях, проведениях строительных работ и раскопках, которые проводятся на территориях кабельных трасс.
3. Химическое воздействие на изоляционный слой. Этот дефект появляется при длительном взаимодействии изоляции с реагентами, содержащимися в почве. Следствием этого дефекта является химическая и грунтовая коррозия, приводящая к разрушению оболочки кабеля.
4. Негативное воздействие вибраций. Кабель под данным воздействием теряет изоляционные свойства из-за кристаллизации.
5. Если кабельные линии расположены недалеко от электрифицированного транспорта, то они могут разрушаться из-за блуждающих токов.

В большинстве случаев определить вышеописанные повреждения достаточно просто при помощи визуального осмотра поверхности изоляционного слоя. В зависимости от характера повреждения, выбирается метод устранения неисправности и проводятся ремонтные работы.

Часто задаваемые вопросы: Причины выхода из строя электрического кабеля

Существует множество причин, по которым кабель может выйти из строя в процессе эксплуатации, наиболее серьезные из которых могут привести к пожару или другой серьезной неисправности.

Некоторые из основных причин отказа кабеля включают:

Старение:

Срок службы кабеля может значительно сократиться, если ожидается, что он будет работать за пределами оптимальных условий эксплуатации, для которых он был разработан. Процесс старения обычно приводит к охрупчиванию, растрескиванию и возможному выходу из строя изоляционных материалов и материалов оболочки, обнажая проводник и риску потенциального короткого замыкания, что является вероятной причиной электрического пожара.

Применение:

Если выбранный кабель не подходит для применения, вероятность отказа в эксплуатации выше. Например, кабель, который недостаточно прочен для окружающей среды, либо достаточно прочен для износа и истирания, либо химически устойчив к условиям окружающей среды, с большей вероятностью выйдет из строя, чем кабель, конструкция которого подходит для условий установки.

Механическая неисправность:

Если кабель поврежден во время установки или при последующем использовании, это повлияет на целостность кабеля и сократит его срок службы и пригодность.

Разложение оболочки кабеля:

Существует несколько причин, по которым материал оболочки может разлагаться, в том числе чрезмерное нагревание или охлаждение, химические вещества, погодные условия и истирание оболочки. Все эти факторы могут в конечном итоге привести к сбоям в электроснабжении, поскольку изолированные жилы больше не защищены оболочкой, как это было первоначально спроектировано.

Влага в изоляции:

Попадание влаги может вызвать серьезные проблемы, включая короткое замыкание и коррозию медных проводников.

Нагрев кабеля:

Чрезмерный нагрев кабеля приведет к разрушению изоляции и материала оболочки и преждевременному выходу из строя. Тепло может исходить от внешнего источника или может генерироваться сопротивлением протеканию тока в проводнике — особая проблема, если кабель перегружен и/или недооценен для приложения.

Электрическая перегрузка:

Электрическая перегрузка обычно возникает, когда кабель недооценен для приложения или когда на кабель возлагается слишком большая нагрузка. В домашних условиях это часто является результатом подключения слишком большого количества приборов к одной розетке и перегрузки проводки к этой отдельной розетке, адаптеру-удлинителю или групповой розетке.

Нападение грызунов:

Грызуны часто нападают на внешние слои кабелей. Это повреждение может быть обширным, что значительно ухудшает свойства оболочки или изоляции кабеля, что является еще одним вероятным источником возгорания.

УФ-облучение:

УФ-облучение может оказать значительное влияние на изоляцию и оболочку электрических кабелей. Кабели, которые могут подвергаться воздействию УФ-излучения, должны быть либо изготовлены из материалов, устойчивых к УФ-излучению, с соответствующим содержанием сажи, либо защищены от воздействия защитным покрытием, например, проложенным внутри кабельного канала, чтобы не подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Воздействие ультрафиолета часто вызывает растрескивание изоляции и, следовательно, потенциальные отказы от короткого замыкания.

Распространенные типы повреждений кабелей и причины выхода из строя

Кабели — невоспетые герои электронной техники. Независимо от типа продукта или приложения, они являются важным компонентом для подачи питания и передачи данных.

Что вызывает отказ кабеля?

Неисправности кабеля, особенно повреждения оболочки кабеля, могут нарушить нормальное функционирование устройства или оборудования. Здесь представлены наиболее распространенные виды повреждений кабеля   и причины нарушения изоляции. Давайте посмотрим, что это такое, почему они возникают и как их предотвратить, чтобы вы могли создавать более качественные продукты и минимизировать дефекты.

Животные и вредители

Грызуны и другие живые существа могут прогрызать оболочки кабелей и проводку внутри. Несмотря на то, что эти повреждения, как правило, затрагивают небольшую длину кабеля, поэтому нет необходимости заменять всю кабельную систему, часто требуется много времени, чтобы определить, где произошло повреждение. Если ваш вариант использования может подвергать оборудование воздействию естественных вредителей, расположите и закройте кабельную систему в своем проекте так, чтобы мелкие животные не могли добраться до них, чтобы предотвратить такое повреждение кабеля.

Старение материала

Процесс старения материалов приводит к охрупчиванию, растрескиванию, увяданию и выходу из строя кабельных оболочек. Использование кабеля вне условий эксплуатации, для которых он предназначен, может ускорить износ. Оголенные проводники могут привести к короткому замыканию и даже стать причиной возгорания. Предотвратите такое нарушение изоляции, выбрав соответствующие материалы оболочки для условий, в которых ваше изделие предназначено для работы.

Чрезмерный нагрев

Деградация и преждевременный выход из строя оболочки кабеля или изоляционных материалов может произойти, когда кабельная система работает при экстремальных температурах. Тепло может исходить от внешних источников (например, солнца), внутри оборудования (например, при перегрузке кабеля) или от обоих. Используйте кабели, соответствующие рабочей нагрузке, и учитывайте факторы окружающей среды во время проектирования и тестирования, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев.

Механические повреждения

Неправильная конструкция или монтаж могут привести к натяжению, чрезмерному изгибу, истиранию или натяжению, что может привести к повреждению кабелей, сокращению их срока службы и снижению их производительности. Напряжение также может привести к усталости материала и обрыву жилы проводника, что приведет к перфорации изоляции. Чтобы свести к минимуму эти повреждения, создайте прототипы для проверки конфигураций кабелей, чтобы вы могли быть уверены, что ваша проводка работает так же хорошо в реальной жизни, как и на бумаге.

Химические повреждения

Оболочка кабеля может набухнуть или треснуть под воздействием масел или химикатов, если вы используете материалы, не подходящие для данного применения. Растрескивание и износ оболочки, часто усугубляемые экстремальными температурами, подвергают экран кабеля дальнейшим повреждениям. Чтобы предотвратить такое повреждение кабеля, рассмотрите условия, в которых будет использоваться ваше изделие, а затем выберите подходящие материалы оболочки и оболочки.

Влага

Высокая влажность и колебания температуры могут вызвать образование конденсата, ускоряющего износ изоляционных материалов. Если кабель находится под землей, он может быть поврежден грунтовыми водами.