Испытание кабельных линий, повышенным напряжением, методы, цели

В ходе монтажа или эксплуатации кабельных линий подчас возникают различные типы повреждений, основные из которых:

— обрыв одной из жил;

— короткое замыкание между жилами либо на землю вследствие старения изоляции, по причине коррозии металлических оболочек и пр.;

— утечки масла в результате обрывов маслонаполненных кабелей;

— механические воздействия — эти повреждения относятся к линиям, проложенным в земле, пр.

Также при эксплуатации могут возникнуть «слабые» места в изоляции кабельных линий, вследствие ошибок, связанных с человеческим фактором, могут наблюдаться дефекты заделок, монтажа соединительных либо концевых муфт.

Для того, чтобы предварительно выявить и устранить любые вышеперечисленные повреждения кабелей и проводятся испытания. Методика их проведения регламентируется нормативно-техническими документами, СНиП, ПУЭ, ПТЭЭП и пр. Поэтапная очередность испытаний кабельных линий изложена в ПУЭ (гл. 1.8, п. 1.8.40), ПТЭЭП (прил. 3, п. 6). Их основная задача — доведение дефектных или слабых мест до пробоя, что тем самым способствует преждевременному аварийному выхода из строя кабеля.

Подвергаться испытаниям должны вновь вводимые в работу, после кап. ремонта, а также периодически в ходе работы все кабельные линии. Производить испытания рекомендовано в благоприятных погодных условиях.

Кабель-проводниковая продукция импортного производства должна испытываться согласно инструкциями и указаниями производителя.

Результаты замеров необходимо сравнивать с данными, полученными в ходе предыдущих испытаний, включая и первоначальные испытания, проеденные на заводе-изготовителе.

Результаты испытаний оформляются в виде «Протокола», установленной нормативами формы.

Объемы испытаний кабельных линий от 1000 В и более 1000 В

Силовые кабели номинальным напряжением до 1000 В испытываются в соответствии с разделами: 1, 2, 4.

Силовые кабели номинальным напряжением более 1000 В испытываются в соответствии с разделами: 1, 2, 3, 4.

Раздел 1 – Проверка на целостность и правильность фазировки жил кабеля

Раздел 2 – Замеры сопротивления изоляции

Измерения сопротивления изоляции проводят специальным прибором — мегомметром. Воздействие необходимо проводить в течении минуты напряжением 2,5 кВ. Сопротивление изоляции кабельной продукции до 1 кВ должно составлять 0,5 мОм и более.

Регламентированной величины сопротивления кабельной линии напряжением более 1 кВ не существует, но рекомендованной величиной является значение 10 МОм.

Раздел 3 – Испытание повышенным напряжением

Следующим этапом является испытание повышенным напряжением выпрямленного тока. Любые силовые линии с рабочим напряжение выше 1 кВ должны обязательно подвергаться этому испытанию. Эти испытания для кабельных линий с номинальным напряжением более 1 кВ выполняют в сроки, установленные очередностью, установленной таблицей планово-предупредительных ремонтов, однако не реже чем раз в 3 г. После ввода в работу либо капитального ремонта кабели подвергаться испытаниям рабочим напряжением до 10 кВ при Uном, а в ходе профилактических испытаниях — (5-6) Uном. Длительность испытания для фазы — 10 мин.

Итог испытания является удовлетворительным, если в ходе него не происходит пробоев, не наблюдаются скользящие разряды, толчки токов утечки либо нарастание его установившегося значения, сопротивление изоляции резко не изменяется.

Раздел 4 — Замеры токораспределения одножильных кабелей

Неравномерность распределения токов по кабельным линиям не должна составлять более 10%, поскольку такие режимы работы могут привести к перегрузкам, выходу из строя жил.

Испытание кабеля повышенным напряжением. Периодичность. Нормы, схемы испытания кабельных линий

2.1. Кабельные линии напряжением 6, 10,20, 35 кВ испытываются:

• вновь проложенные и после перекладки, перед засыпкой и перед включением,
• находящиеся в эксплуатации: по графику (плановые испытания), после ремонта, длительного отключения и т.п. (внеплановые испытания).

2.2. Кабельные линии напряжением до 1 кВ испытываются:

• вновь проложенные — перед включением,
• после ремонта, запаривания, заливания и т.п. (внеплановые испытания).

2.3. Кабельные линии 6, 10, 20 и 35 кВ с бумажной изоляцией, включая кабельные вставки и выкидки на воздушных линиях, испытываются:

а) 1 раз в год — для ПКЛ и РКЛ, питающих особо ответственных потребителей и объекты жизнеобеспечения города;

б) 1 раз в 3 года — для остальных ПКЛ;

в) 1 раз в 5 лет все остальные РКЛ;

г) допускается не проводить испытание:

• КЛ которые являются выводами из РП и ТП на воздушные линии,
• КЛ, подлежащие выводу из работы в ближайшие 5 лет,

2.4. Кабельные линии 10, 20 и 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, включая кабельные вставки, испытываются:

• после ремонтов КЛ,

2.5. Испытания защитных пластмассовых оболочек кабелей 10-20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена осуществляются:

• перед включением КЛ в эксплуатацию,
• после ремонтов основной изоляции КЛ,
• в случаях проведения раскопок в охранной зоне КЛ и связанного с этим возможного нарушения целостности оболочек,
• периодически — через 2,5 года после включения в эксплуатацию затем 1 раз в 5 лет.

2.6. Испытание ПКЛ с помощью испытательных лабораторий или переносных испытательных установок, проводятся из РП. В случае невозможности проведения их из РП (нет доступа и т.п.) испытания могут проводиться со стороны центра питания. В этом случае в заявке должны быть указаны причины необходимости проведения этих работ с центра питания.

2.7. Допускается одновременное испытание нескольких последовательно соединенных распределительных КЛ с отключением силовых трансформаторов, пучков параллельных КЛ, сдвоенных или спаренных КЛ.

2.8. Кабельные выкидки и вставки испытываются без отсоединения от ВЛ и при этом установленные на ВЛ разрядники должны отсоединяться.

2.9. Величина и длительность испытательного напряжения, прикладываемого к жилам КЛ, указана в таблице №1.

Таблица № 1

Цель и объекты испытания	Рабочее напряжение линии (кВ)	Переменное испытательное напряжение 0,1 Гц (кВ)	Длительность приложения испыт. напряж. 0,1 Гц (мин)	Испытательно напряжение выпрямленного тока (кВ)	Длительность приложения выпрям. испыт. напряжения (мин)
1. Кабельные линии с бумажной изоляцией:
1.1. Перед включением в эксплуатацию (КЛ полностью или частично выполнены новым кабелем).
1.2. В эксплуатации:
Плановые по графику и внеочередные,				2,5 кВ (мегаомметром)
Для КЛ питающих особо ответственные объекты,
Для КЛ со сроком эксплуатации более 15 лет, кроме особо ответственных,
Для КЛ со сроком эксплуатации более 25 лет, кроме особо ответственных.
1.3. Перед включением, если КЛ находилась в отключенном состоянии более 5 дней.
2. Кабельные линии с пластмассовой изоляцией:
Вновь проложенные,
После ремонта				2,5 кВ (мегаомметр)
3. Кабельные перемычки в РП и ТП с бумаго-масляной изоляцией
4. Кабельные линии и кабельные перемычки в РП и ТП из одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена вновь проложенные и после ремонта.				Мегаомметр 2,5 кВ
			30 (20 после ремонта)
			30 (20 после ремонта)
			30 (20 после ремонта)
5. Пластмассовые оболочки (шланга) кабелей из сшитого полиэтилена вновь проложенные, после ремонта и периодические.	От 10 и выше

2.10. Для испытания кабельных линий постоянным выпрямленным напряжением используются испытательные установки, смонтированные на автомашинах (см. п.7.1 схема 1) и малогабаритные переносные установки (см.п.7.2.,7.4.-7.10.).

2.11. Испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена производится переменным напряжением сверх низкой частоты, которое генерируется специальными установками (см. п.7.11 — 7. 14.), Эти установки могут выполняться как стационарные, смонтированные на автомашине (п.7.11), и как мобильные, перевозимые любым пригодным для этого автомобильным транспортом (п.712 -7.14).

2.12. Для проведения испытаний оболочки КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена используются испытательные установки — генераторы постоянного тока с максимальным выходным напряжением до 5 кВ (п.7.15.) Допускается использовать высоковольтные испытательные уста

Испытания контрольных кабелей | Полезные статьи

Перед выполнением прокладки вторичных цепей контрольные кабели подготавливаются в соответствии с необходимыми длинами. Концы кабелей заделываются, после чего кабели сматываются на инвентарные барабаны и доставляются к месту выполнения монтажа.

Проверка целостности жил и соответствия их маркировки

Кабели раскладываются по трассе и подвергаются испытанию на предмет обрыва жил и правильности их маркировки. Проверка выполняется с помощью телефонных трубок и источников питания (электрических батарей или аккумуляторов) и переговорного устройства.

Для проведения испытания необходимо два человека. На обоих концах кабеля телефонная трубка одним концом подключается к источнику питания. Второй полюс электрической батареи или аккумулятора заземляется. Если в контрольном кабеле есть броня или экран, они также должны быть заземлены. Для создания электрической цепи телефонные трубки должны подключаться к противоположным полюсам источника питания. Проверка осуществляется следующим образом:

• на одном конце кабеля к одной из его жил подключается второй конец трубки;
• первый рабочий сообщает напарнику по переговорному устройству номер или цвет жилы в пучке
• монтажник, находящийся на втором конце контрольного кабеля, начинает поочередно прикасаться к жилам кабеля с такой же маркировкой;
• щелчок в телефонной трубке свидетельствует о целостности жилы;
• тождественные жилы маркируются;
• проверка продолжается до нахождения всех соответствующих жил, после чего производится монтаж цепи согласно схеме.

Согласно требованиям пункта 2.6.15 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» жилы контрольных кабелей должны быть промаркированы на концах, в местах разветвлений, при проходе линии через строительные перегородки (стены и потолки).

Для нахождения тождественных токопроводящих жил силами одного рабочего может использоваться прибор ПЖ-30.

После этого проводятся измерения сопротивления изоляции токопроводящих жил и испытания контрольных кабелей повышенным напряжением.

Измерение сопротивления изоляции

Данные испытания проводятся для оценки состояния контрольного кабеля и контроля безопасности работы вторичных цепей. Периодичность измерений регламентируется правилами эксплуатации конкретных электроустановок и должна проводиться не реже одного раза в три года. В электроустановках наружного размещения или установках, эксплуатируемых в особо опасных условиях, в том числе в грузовых и пассажирских лифтах, а также в подъемных кранах проверка кабелей проводится не реже одного раза в год. Испытания проводятся без отключения токопроводящих жил от клемм или сборок зажимов.

В зависимости от спецификации контрольных кабелей для измерения сопротивления изоляции используются аналоговые или цифровые мегаомметры с рабочим напряжением от 500 до 2500 В. Перед началом измерений прибор калибруется следующим образом:

• при замкнутых щупах и подаче напряжения стрелка устанавливается на «ноль»;
• при разомкнутых щупах и подаче напряжения стрелка должна показывать бесконечность.

Скорость вращения рукоятки мегаомметров со встроенным генератором должна быть равномерной и составлять от 120 до 150 об/мин. 

Алгоритм испытания контрольных кабелей:

• проверяется отсутствие напряжения. Для снятия остаточного напряжения токоведущие жилы кабеля заземляются;
• все жилы, кроме испытуемой объединяются между собой и заземляются. Заземлению также подлежит броня или экран, если они присутствуют в конструкции кабеля;
• положительный («+») выход мегаомметра подключается к испытуемой жиле, а отрицательный – к заземленным жилам;
• на кабель в течение одной минуты подается испытательное напряжение, результаты которого заносятся в журнал;
• с испытуемой жилы снимается остаточное напряжение, и процесс повторяется со следующей жилой кабеля до тех пор, пока не будет произведен замер сопротивления всех жил.

Сопротивление изоляции жил не должно быть меньше значений, указанных в таблице.

 

 

Испытание повышенным напряжением

Испытания контрольных кабелей повышенным напряжением выполняются во вторичных цепях с повышенной вероятностью возникновения замыканий между токопроводящими жилами, которые могут вызвать возникновение аварийных ситуаций, имеющих серье6зные последствия. Испытания проводятся в обязательном порядке после монтажа и восстановления вторичных цепей, а также, если сопротивление изоляции, выявленное при предыдущем исследовании, не соответствует нормативным значениям. Длительность испытания составляет одну минуту при напряжении 1000 В с частотой тока 50 Гц.

Для проведения испытаний используются трансформатор напряжения типа НОМ-10 или НОМ-6, регулировочный блок типа К513 или ЛАТР, вольтметр с достаточным пределом измерения.

Алгоритм испытания повышенным напряжением:

• с обеих сторон заземляются броня или экраны, если они есть в конструкции;
• с испытуемой стороны кабеля одна из жил отводится в сторону, а остальные объединяются между собой и заземляются;
• напряжение на испытуемую жилу медленно поднимается до величины 600 В;
• замеряется выходное напряжение и проверяется утечка тока;
• если отсутствуют видимые места пробоя, напряжение поднимается до номинальной величины и выдерживается в течение одной минуты;
• по истечению времени испытания напряжение плавно снижается до нуля.

Изоляция прошла проверку, если в течение всего испытания не возникали скользящие разряды, отсутствовали пробои изоляции и утечки тока. Все остальные жилы кабеля проверяются согласно описанному алгоритму.

При обнаружении пробоя необходимо устранить повреждение изоляции и провести повторное испытание повышенным напряжением. В некоторых случаях производится повторное измерение сопротивления изоляции, после чего проводится сравнение результатов. Если различия минимальны, то кабель прошел проверку.

Испытание кабелей повышенным напряжением: правила, технологии, оборудование

При эксплуатации кабельных линий электропередач большой проблемой является пробой изоляции там, где это невозможно определить ни визуальным осмотром, ни применением низковольтного мегаомметра. Наглядный пример — образование микротрещин в изоляции кабеля, которые заполняются влагой. Когда такие трещины не доходят от внешней поверхности кабеля до токопроводящей жилы, мегаомметр не может определить их наличие. В то же время, между трещиной, заполненной влагой, и токопроводящей жилой есть тонкий слой изоляции. При подаче рабочего напряжения этот тонкий слой изоляции не выдерживает и происходит пробой.

Поэтому кабели тестируют под напряжением выше номинального, что позволяет выявить скрытые дефекты. Правила испытаний описаны в действующем ПУЭ-7.

Для кабелей на напряжение, не превышающее 1 кВ, применяется только измерение сопротивления изоляции высоковольтным (на 2,5 кВ) мегаомметром. При этом оно не должно быть меньше 0,5 МОм. Исключение составляют лишь кабели на 1 кВ с пластмассовой изоляцией — они испытываются повышенным напряжением (см. табл. № 1).

Для кабелей на напряжение свыше 1 кВ используется испытание повышенным напряжением выпрямленного тока (использование в ПУЭ-7 термина «выпрямленного тока» связано с тем, что на практике применяются выпрямители без фильтров, то есть на выходе у них есть пульсации) согласно табл. № 1. Для кабелей в бумажной и пластмассовой изоляцией до 35 кВ длительность испытания составляет 10 мин., для кабелей с резиновой изоляцией на 3 – 10 кВ — 5 мин, для кабелей с любым типом изоляции на 110 – 500 кВ — 15 мин.

Таблица № 1. Испытательные напряжения выпрямленного тока для различных типов силовых кабелей

Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ
2	3	6	10	20	35	110	150	220	330	500
12	18	36	60	100	175	285	347	510	670	865
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ					Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ
1	3	6	10	110	3		6		10
5	15	36	60	285	6		12		20

 

Если речь идет о кабеле в пластмассовой изоляции, не имеющем брони и расположенном на открытом пространстве, то его испытывать выпрямленным напряжением не требуется.

Кабели на 110 – 500 кВ с изоляцией любого типа, можно испытывать не только выпрямленным, но и переменным напряжением частотой 50 Гц. В таком случае эффективное значение напряжения должно составлять 1,73 от указанного в документации для данного кабеля номинального значения напряжения.
Сопротивления изоляции кабеля нужно измерять специальным мегаомметром, который дает разницу потенциалов на измерительных клеммах, равную 2,5 кВ. Измерения делаются до и после испытаний на пробой, по ним делаются выводы о состоянии изоляции. Но как трактовать результаты измерений, если для кабелей на напряжение свыше 1 кВ в ПУЭ-7 не нормируется значение сопротивления изоляции? Есть два варианта. Первый — следует или ориентироваться на характеристики, заявленные производителем кабеля. Если же таковых нет, то переходим ко второму варианту. Нужно воспользоваться эмпирическим правилом — данное сопротивление должно быть не менее 10 МОм.

Для кабелей на напряжение от 6 до 35 кВ нормируются ток утечки. Кроме этого, может нормироваться асимметрия токов утечки для нескольких жил в кабеле (отношение между минимальной и максимальной утечками тока). При испытаниях на наличие дефектов в изоляции важно не столько абсолютное значение тока утечки, сколько динамика его изменения за время испытаний. Если изоляция исправна, то ток должен быть стабильным, обнаруживая небольшую тенденцию к снижению. Возможно в самом начале возникновение всплеска тока утечки, который, на самом деле, связан с зарядом паразитной емкости кабеля. Если во время испытаний ток увеличивается, то это свидетельствует о возможном наличии дефектов изоляции. При колебаниях значения тока время испытаний увеличивают до момента, когда направление изменения тока стабилизируется и станет ясна ситуация с состоянием изоляции, но не более 15 минут. Нормы ПУЭ-7 по токам утечки и коэффициенту асимметрии приведены в табл. №2.

Таблица № 2. Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей

Кабель напряжением, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Допустимое значение тока утечки, не более, мА	Допустимое значение коэффициента асимметрии (Imax/Imin), не более
6	36	0,2	8
10	60	0,5	8
20	100	1,5	10
35	175	2,5	10

 

Испытание кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ в качестве изоляции для таких кабелей применяется сшитый полиэтилен. Основной проблемой при испытании кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена выпрямленным током является накопление объемного заряда в толще материала изоляции, что снижает срок службы кабелей. В США, где с такой проблемой столкнулись раньше, чем в нашей стране, уже действует стандарт IEEE400.2 – 2013, рекомендующий проводить испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением синусоидальной или квазисинусоидальной формы очень низкой частоты (VLF – Very Low Frequency) — менее 1 Гц. На практике используются частоты от 0,01 до 0,1 Гц. При этом время испытания может достигать 60 мин. Наличие функции VLF является важным преимуществом применяемого для тестирования оборудования. И далее данная функция будет все более и более актуальной из-за все более широкого распространения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Указанная особенность, а также относительная новизна материала изоляции, являются основными причинами, почему в действующем ПУЭ для кабелей с пластмассовой изоляцией на 110 – 500 кВ параметры испытаний пока не нормируются. Следует пользоваться методиками испытаний, которые предлагает завод-изготовитель кабеля.

Функция прожига

После того, как высоковольтные испытания показали наличие дефектов, определяют места повреждения изоляции. Приборы, обнаруживающие такие повреждения, способны точно указать место, если сопротивление между жилами кабеля составляет менее 1 кОм. Чтобы обеспечить такое сопротивление, применяется прожиг — изменение напряжения и тока, подаваемого на жилы кабеля по определенному алгоритму с целью полного разрушения изоляции жил в месте, где наличествует дефект. В идеале, после прожига, две жилы соединяются между собой металлическим «мостиком». Помимо специального оборудования, функция прожига присутствует в некоторых моделях приборов для испытания изоляции кабелей.

Примеры оборудования для испытания кабелей

Для тестирования силовых кабелей повышенным напряжением выпускается разнообразное оборудование. Приведем несколько наиболее характерных примеров.

Прибор для испытаний HPG 70 K

Прибор для испытаний HPG 70 K

Установка для тестирования кабелей напряжением от 0 до 70 кВ постоянного тока. При этом ток можно но изменять в пределах от 0 до 10 мА. В базовой комплектации Установка состоит из двух блоков: управления и индикации HSG 1 и высоковольтного блока HPG-70 K. В HSG 1 имеются аналоговые вольтметр и миллиамперметр, а также таймер на время до 60 мин. Для проверки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена по методу VLF добавляется третий блок. Он позволяет тестировать кабели под напряжением 36 или 52 кВ на частоте 0,1 Гц.

Прибор для прожига BT 5000-1

Прибор для прожига BT 5000-1 , 14 кВ DC, макс. 110 A

В зависимости от модификации, данная установка, состоящая из четырех блоков, способна проверять кабели напряжением постоянного тока до 14 кВ и максимальным током 8 – 17 мА, а также осуществлять прожиг изоляции на напряжении 14 кВ с током до 110 мА. Некоторые модификации имеют также функцию VLF тестирования кабелей переменным напряжением 54 кВ с частотой 0,1 Гц. Автоматический разряд емкости тестируемого кабеля после подачи на него высокого напряжения обеспечивает повышенный уровень безопасности персонала и оборудования.

Установка HV Tester 25

Установка HV Tester 25

Благодаря наличию встроенного аккумулятора SebaKMT HV Tester 25 можно использовать в самых различных условиях.

Нередко испытание кабеля приходится осуществлять в условиях аварийной ситуации, когда электропитание в место проведения работ не поступает. В таком случае выручит устройство SebaKMT HV Tester 25, питающееся от встроенного аккумулятора. В том случае, если емкости встроенного аккумулятора, например, при длительных работах по устранению неисправностей, оказывается недостаточно, можно подключить прибор к автомобильному аккумулятору. При этом выходное напряжение постоянного тока будет ограничено величиной 25 кВ, а выходной ток — 1,5 мА. Это позволяет испытывать кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение не более 3 кВ, а с резиновой изоляцией — не более 10 кВ. В установке есть функция автоматического разряда емкости кабеля. Прибор выполнен в виде моноблока, что удобно при транспортировке.

Если вам нужна профессиональная консультация по испытанию кабелей повышенным напряжением, просто отправьте нам сообщение!

Примеры оборудования

Смотрите также: