Как испытать кабель из сшитого полиэтилена

Кабели из сшитого полиэтилена — это давно уже не новинка в электроустановках, где приходится работать. Изучив в разрезе виды и типы кабелей из СПЭ, можно сказать пару слов и о том, как же их испытывать. Рассматривать будем на примере норм РБ и РФ, так как встречаюсь с этим в работе.

Первым пунктом естественно идет прозвонка жил кабеля и проверка сопротивления изоляции. Без этого мы не знаем, что и куда мы будем подавать. То ли на отключенный кабель, то ли на бедолагу-монтажника. Лучше перестраховаться и проверить.

Испытывается мегаомметром на 2500 вольт. У кабелей до 1кВ норма – 0,5МОм, у кабелей выше 1кВ – величина сопротивления изоляции не нормируется. Далее уже идет более интересная и волнующая всех тема, а именно — испытания повышенным напряжением.

В последней редакции СТП РБ по испытанию электрооборудования появился пунктик насчет кабелей из сшитого полиэтилена. В нем говорится, что рекомендуется испытывать переменным напряжением частотой 0,1 Гц. А вот, если данной установки в хозяйстве не нашлось, то по решению главного инженера предприятия, допускается испытывать выпрямленным напряжением. Той же установкой АИД.

Вот все и испытывают АИДом, хотя на выставках уже давно анонсировали установки типа «Виола» для испытания низкой частотой переменного напряжения. Сам с ней работал. Но не много, ибо обычно как. Проложат пару новых кабелей вместо старых, и тащи эту установку ради пары испытаний. Хотя бывают и пусконаладки, где эта вещь пригодится в самый раз. Но люди всё равно испытывают АИДом по привычке. Ведь в нормах нет строгой фурмулировки. А если строгости нет, то никто и не придерживается данной рекомендации.

При испытаниях постоянкой время испытания на каждую жилу составляет 15 минут, а величину подаваемого напряжения берут из таблицы:

При испытаниях установкой 0,1 ГЦ время подачи напряжения составляет от 15 минут до 60 минут (П, К) или от 15 до 30 минут в эксплуатации, а величину подаваемого напряжения выбирают исходя из условий согласно таблице:

Кроме этого необходимо испытывать экран (платмассовую оболочку, шланг) у кабелей из СПЭ относительно земли. Величиной 10кВ выпрямленного напряжения при ремонтах или вводе в эксплуатацию, или 5кВ в эксплуатации. Время испытаний рекомендуют 10 минут или 5 минут. Легко запомнить – 10кВ в течение 10 минут, или 5кВ – 5 минут. После этого испытания важно заземлить экран на 60 минут, а сам кабель на три часа, для того, чтобы снять накопившийся заряд.

Кстати, есть интересное видео, как пытались испытать кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, но забыли снять внешний полупроводящий слой. Что получилось в итоге? В итоге искры и дым на конце кабеля. Испытывали с другой стороны, поэтому не видно проводов.

Если не отображается плеер (значит у вас старый браузер), можете скачать видео в формате mp4 по этой ссылке

Если кто не понял, то при нормальных испытаниях искр и дыма быть не должно. А всего-то надо было зачистить вот так:

Ну а в РФ, как я понимаю, используют инструкции заводов-изготовителей на данные кабели, которые и устанавливают собственные нормы и объемы испытания кабелей.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

---

---

Последние статьи

---

Самое популярное

2. Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена

Вторым 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

Напряжение кабельной линии, кВ	Испытательное напряжение постоянного тока, кВ	Длительность приложения испытательного напряжения
10-20	5	10 мин

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:

• перед осуществлением включения кабельных линий в эксплуатацию;

• после проведения ремонтных работ основной изоляции кабельной линии;

• при раскопках, которые проводятся в охранной зоне конкретной кабельной линии, в связи с возможным нарушением целостности кабельных оболочек;

• периодически – после сдачи в эксплуатацию (через 2,5 года), потом 1 раз в течение 5 лет.

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 полиэтилена

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена предполагает проведение работ в трёх направлениях:

• нахождение мест повреждений кабельной изоляции;

• нахождение мест повреждений кабельной оболочки;

• нахождение мест повреждений кабельных жил.

3.1. Нахождение мест повреждённой кабельной изоляции

Данное направление включает в себя два определённых этапа:

• Определение предварительной локализации места имеющегося повреждения изоляции, которое выполняется с применением петлевого метода (длина кабеля должна быть больше 50 м). На данном этапе применяется прецизионный мост.

• Обозначение точной локализации с применением метода шагового напряжения.

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:

• в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и ме­таллические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ — более 10 А;

• в кабельных сетях и в воздушных сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:

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:

1. сети напряжением 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью;

2. сети напряжением 6 – 35 кВ эффективно – заземленной нейтралью;

3. сети напряжением 6 – 35 В с нейтралью, заземленной через активное сопротивление;

4. сети напряжением 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью;

5. сети напряжением 110 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.

Методика испытаний кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена

Доброго 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.

 

Испытания кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена

Электролаборатория 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.

В связи с этим, нормативная база ГОСТ по ним отсутствует (исключая ГОСТ Р 55025—2012, носящий по отношению к СПЭ-кабелям рекомендательный характер). 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 изоляцией

Кабели 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 полиэтилена

СПЭ 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 напряжением

Испытание 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 кабелей

Для 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 полиэтилена

К 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.

Цель и объекты испытания	U рабочее, кВ	U испытательное, кВ (переменное напряжение 0,1 Гц сверхнизкой частоты, 3*Uф)	Длительность, мин.
Кабельные линии, выполненные одножильным кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена вновь проложенные (после ремонта)	6	12	30 (20)
	10	18	30 (20)
	20	36	30 (20)
Пластмассовые оболочки (шланги одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена)	От 10 и выше	10	1

Кабельные перемычки длиной до 15 м испытываются выпрямленным напряжением, но в «щадящем режиме».

Цель и объекты испытания	U рабочее, кВ	U испытательное, кВ (выпрямленное)	Длительность, мин.
Кабельные перемычки в РП, ТП, выполненные кабелем из сшитого полиэтилена	6	12	5
	10	18	5
	20	25	10

Форма испытательного напряжения

На 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.

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена 10 кв

Сшитый полиэтилен — как это испытывать?

1. Как делать муфты?
2. Как испытывать такую кабельную линию?
3. И что делать с экраном?

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

Испытание кабеля повышенным напряжением

Здравствуйте, уважаемые читатели блога «Заметки электрика».

Продолжаю Вам рассказывать об испытаниях кабельных линий.

И сегодня мы поговорим об испытании кабелей с бумажно-пропитанной, пластмассовой и резиновой изоляцией повышенным напряжением выпрямленного тока.

Контроль изоляции силового кабеля напряжением выше 1000 (В) производится методом приложенного напряжения, что позволяет обнаружить дефекты, которые могут при дальнейшей эксплуатации кабеля снизить электрическую прочность его изоляции.

Подготовка к испытанию кабеля повышенным напряжением

Сразу напомню Вам, что проводить испытания повышенным напряжением (высоковольтные испытания) разрешено работнику старше 18 лет, прошедшему специальную подготовку и проверку знаний (отражается в таблице проведения специальных работ его удостоверения). Выглядит это примерно вот так.

Кстати, для Вас я специально создал онлайн тест по электробезопасности — можете проверить свои знания.

Перед испытанием силового кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока необходимо произвести его осмотр и протереть воронки от пыли и грязи. Если во время осмотра видны дефекты изоляции или наружная поверхность кабеля сильно загрязнена, то приступать к испытаниям запрещено.

Также стоит обратить внимание на температуру окружающего воздуха. 

Температура окружающего воздуха должна быть только положительной, потому что при отрицательной температуре воздуха и  при наличии внутри кабеля частичек воды, они будут находиться в замерзшем состоянии (лед является диэлектриком),  а такой дефект при высоковольтном испытании не проявится.

Непосредственно перед испытанием кабеля повышенным напряжением необходимо измерить сопротивление его изоляции. Более подробно об этом Вы можете прочитать в статье измерение сопротивления изоляции кабеля.

Схема испытания кабеля повышенным напряжением

Как я уже говорил выше, испытание силовых кабельных линий проводят повышенным напряжением выпрямленного тока.

Повышенное выпрямленное напряжение прикладывается к каждой жиле силового кабеля поочередно. Во время испытания другие жилы кабеля и металлические оболочки (броня, экраны) должны быть заземлены. В этом случае мы сразу проверяем прочность изоляции между жилой и землей, а также относительно других фаз.

Если силовой кабель выполнен без металлической оболочки (брони, экрана), то повышенное напряжение выпрямленного тока прикладываем между жилой и другими жилами, которые предварительно соед

Испытание силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена СПЭ

Особенности применения

Кабель, имеющий изоляцию из сшитого полиэтилена появился в России не так уж и давно, его стали применять в 90х годах и с тех пор широко используют при прокладке соответствующих кабельных линий для обеспечения электроснабжения на объектах различного предназначения. Кабель данного типа имеет существенные преимущества, которые и обуславливают широкий диапазон его применения в современном энергохозяйстве.

Преимущества использования кабеля со СПЭ изоляцией:

• возможность осуществления прокладки кабельных линий на участках с имеющимися перепадами высот (даже значительными). Обусловлено такое обстоятельство тем, что в изоляции нет масла, которое имеет способность перетекать при разноуровневом положении кабеля с участка, который расположен выше на участки, размещённые внизу;
• долговечность. Срок эксплуатации такого кабеля гораздо больше, чем того, изоляция которого изготовлена из пропитанной маслом особой бумаги;
• высокоуровневая надёжность кабеля с полиэтиленовой сшитой изоляцией обеспечивает меньшее количество различных повреждений;
• гибкая структура кабеля, значительно облегчающая выполнение прокладки на особо сложных трассах, в местах с трудным доступом. При использовании данного кабеля, благодаря его гибкости, уменьшаются сроки выполнения работ, сокращаются денежные расходы и трудозатраты компаний, выполняющих монтаж;
• отсутствие необходимости разогрева кабеля при выполнении прокладки в условиях с пониженной температурой (до показателя -20°С). Изготавливается такой кабель из качественных полимерных материалов нового поколения, свойства которых позволяют работать с ним в таких условиях.
• меньшее количество диэлектрических потерь относительно применения кабеля с бумажно-масляной изоляцией.

 

Но даже самые значительные преимущества, высокие технические заводские характеристики и правильность осуществления монтажа не могут гарантировать 100% надёжность кабеля. Очень важную роль играет квалифицированное обслуживание проложенных кабельных линий, своевременная диагностика кабеля из сшитого полиэтилена при его сдаче в эксплуатацию, а также в течение всего срока использования.

Сложностью для специалистов является отсутствие необходимой нормативной базы, в которой бы имелась соответствующая информация относительно различных видов работ, таких, к примеру, как периодические испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, периодичность их проведения, диагностика кабеля из сшитого полиэтилена и другие. Над решением данной проблемы проводится большая работа, в основном действующие нормы испытаний кабелей со СПЭ-изоляцией устанавливаются производителями данной продукции, заимствуются из информативных источников и опыта деятельности коллег из других стран.

Испытание кабелей со спэ изоляцией вызывает интерес, учитывая характеристики используемых для производства кабеля материалов, а также его особую конструкцию. Не обделены вниманием такие вопросы, как диагностика и периодичность испытаний кабельных линий с СПЭ-изоляцией. Перенимая ценный опыт квалифицированных специалистов из Европы, удаётся структурировать имеющуюся информацию и данные относительно монтажа, диагностики, испытаний и обслуживания кабеля данного типа.

Виды возможных повреждений кабелей со СПЭ изоляцией

В результате исследовательской деятельности были установлены четыре типа возможных повреждений кабелей со СПЭ-изоляцией, которые считаются основными:

• внешние – данные повреждения изоляции возникают при имеющихся нарушениях технологии в процессе прокладки кабеля. Массовая доля таких повреждений — 70% от регистрируемого общего количества;
• внутренние – эти повреждения возникают в случае несоблюдения или нечёткого выполнения правил эксплуатации кабеля (испытание постоянным напряжением). Повреждения данного типа также могут появиться вследствие естественного старения кабеля, сопровождаемого образованием водных деревьев, триингов;
• защитного экрана – повреждения различного характера, в результате которых нарушается сам защитный экран;
• кабельных жил – повреждения разных типов.

Чтобы провести испытание кабеля из сшитого полиэтилена, следует использовать переменное напряжение. При постоянно меняющейся полярности заряда обеспечивается надлежащая компенсация накапливающихся зарядов с последующей их разрядкой. Доказана эффективность способа, при котором проводится испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ. Использование напряжения сверхнизкой частоты даёт возможность достичь наибольшей скорости развития пробоя для выявления имеющихся дефектов в ходе осуществляемого испытания. Необходимо соблюдение основного условия – наличия выходного напряжения симметричной формы.

Особенности технологии формирования выходного сигнала:

• обеспечение выходного сигнала абсолютной симметричности, при этом ни длина кабеля, ни уровень испытательного напряжения влияния не оказывают;
• симметричное синусоидальное напряжение для проведения испытаний, обеспечивающее направленность распространения образовавшегося повреждения (определение потенциальных пробоев (90%) за короткое время 30мин., а также возможность испытания особо надёжных кабелей).

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена

 

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена связано с происходящими коррозионными процессами и с определёнными воздействиями, которые носят механический характер. Не проведённый своевременно ремонт повреждённой оболочки кабеля, приведёт к ослаблению защитных свойств основной изоляции, дальнейшей их утрате и пробою кабельной линии.

Производится испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена повышенным напряжением постоянного тока. В случае возникновения пробоя выполняется локальный поиск места имеющегося повреждения кабеля.

Нормы испытаний оболочки кабелей с СПЭ-изоляцией устанавливают периодичность их осуществления:

• до выполнения включения кабельных линий;
• после окончания ремонта основной изоляции конкретной кабельной линии;
• при проведении раскопок и предполагаемым нарушением целостности оболочки кабеля;
• в установленные периоды – по истечению 2,5 лет после приёмки в эксплуатацию, затем 1 раз в 5лет.

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Проводится поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена в трёх направлениях:

• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельной изоляции;
• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельной оболочки;
• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельных жил.

Проведение работ по нахождению мест, в которых имеются повреждения кабельной изоляции проводится в два этапа

• Определяется предварительная локализации места, в котором имеется повреждение изоляции, осуществляется с использованием петлевого метода при длине кабеля не меньшей 50 метров. Эффективно применение на данном этапе прецизионного моста «Shirla».
• Выявление точной локализации. Используется метод шагового напряжения.

Выполнение работ по нахождению имеющихся мест повреждений кабельных жил

Применяются: прожиг (используется только при наличии 3х жильного кабеля), беспрожиговые методы для предварительной локализации, акустический метод для точной локализации.

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:

1. 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.
2. 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.