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
Испытание высоковольтного кабеля 10 кВ | Полезные статьи
Во время использования кабель 10 кВ подвергается влиянию различных факторов внешней среды: сдвиг почвы и ее вес, температурные колебания и прочие воздействия, от которых так или иначе зависят характеристики изоляции. Со временем изоляция портится. По этой причине важно проводить испытание кабеля 10 кВ повышенным напряжением. Благодаря этой процедуре удастся определить его состояние и своевременно произвести замену. Как результат — безотказное функционирование кабельной линии, отсутствие аварий и иных неприятных ситуаций, решение которых требуется больших трат. Но каким напряжением испытывают кабель 10 кВ?
Кабель 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена: как и чем проводится его проверка?
.jpg)
Проверка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6/10 кВ выполняется переменным напряжением частотой 0,1 Гц в течение 30 минут (после ремонта — 20 минут). 30 кВ — напряжение испытание кабеля 10 кВ, 18 кВ — кабеля 6 кВ. Применяется специальное СНЧ-оборудование, созданное зарубежными производителями (High Voltage Diagnostic, Швейцария; High Voltage, США; Seba, Германия и др.).
Методика испытаний кабеля 10 кВ такова:
1. Осматриваются все элементы кабельной линии, туннелей и каналов, в которых она находится. Если концевые муфты имеют изъяны, то проверка продолжается только после их устранения. Экраны кабеля заземляются.
2. Испытательное напряжение подается на кабель (при помощи таймера контролируется время), и оно неспешно поднимается до требуемого показателя (по киловольтметру СНЧ-оборудования уточняется величина напряжения).
3. Величину напряжения и его изменение полярности демонстрирует киловольтметр. Одно значение полярности нередко отличается от другого на пять-десять процентов.
.jpg)
Испытание кабеля 10 кВ может осуществляться переменным номинальным напряжением на протяжении 24 часов, приложенным между металлическим экраном и жилой. Действовать нужно так:
• Следует осмотреть все элементы линии, и если концевые муфты имеют изъяны, их требуется ликвидировать.
• При проверке изоляции кабеля прикладывается напряжение к каждой жиле, а экран заземляется.
• Напряжение аккуратно поднимите до предельного значения и поддерживайте его неизменным на протяжении всего времени. Время необходимо рассчитывать, начиная с момента установления предельного значения.
Проверка оболочки кабеля при прокладке его в земле осуществляется раз в 5 лет (если кабель не имеет электрических пробоев при работе). При проведении земляных работ или наблюдении осадков почвы, оползней, размывов выполняется внеочередное испытание. По завершении работ также проводится дополнительная проверка. Для проверки кабеля в таком случае используется постоянный ток и кенотронная установка типа КИИ-70. Напряжение от данного прибора прикладывается поочередно к каждой жиле, заземляет металлическая оболочка.
Для кабеля 6 кВ ток утечки не должен составлять более 200 мкА, для 10 кВ — до 500 мкА.
Кабель 6/10 кВ с пропитанной бумажной изоляцией: как и чем производится его проверка?
.jpg)
Проверка данного вида кабеля реализуется повышенным напряжением выпрямленного тока. 60 кВ — величина испытательного напряжения для кабеля 10 кВ, 36 кВ — для кабеля 6 кВ. В обоих случаях проверка длится 10 минут. Используется особый прибор типа АИД-70М. Действовать нужно в такой же последовательности, как и с предыдущим кабелем.
Испытание высоковольтного кабеля 10 кВ повышенным напряжением осуществляется согласно ГОСТу. Величина применяемого напряжения указана в ГОСТе либо в ТУ на определенные кабели.
Установлены следующие нормы испытания кабеля 10 кВ:
• эксплуатируемые — при продолжительном отключении, после проведения ремонтных мероприятий (не по плану либо согласно графику).
Проверка осуществляется со следующей периодичностью:
.jpg)
Проверка осуществляется со следующей периодичностью:• Один раз в 5 лет — запасные кабельные линии.
• Один раз в 3 года — главные кабельные линии.
• Один раз в 12 месяцев — запасные и главные линии, которые питают особо важных пользователей.
Теперь вы знаете, как проводится испытание кабеля 10 кВ, поэтому этот процесс не вызовет у вас сложностей. Главное, придерживайтесь действующих норм и соблюдайте технику безопасности.
Испытание кабеля из сшитого полиэтилена 10 кв
Сшитый полиэтилен — как это испытывать?
- Как делать муфты?
- 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
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 полиэтиленаЭлектролаборатория GEOLINE-ES оказывает услуги по испытаниям и диагностике кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена с 2004 г.
В СССР кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) не производились и не применялись.
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.
Требования и нормы испытаний кабельных линий 6-10-35 кВ / Справка / Energoboard
Все работы по испытаниям и ОМП могут проводиться персоналом, допущенным к этим работам и имеющим соответствующую отметку в удостоверении по ТБ. При проведении этих работ можно пользоваться только испытательными и измерительными установками, прошедшими проверку и ежегодную аттестацию в СИИ электрических сетей. Использование персоналом электрических сетей установок, принадлежащих другим организациям (ЦП, абонентам) — запрещается.
КЛ 6-10-35 кВ испытываются:
- вновь проложенные и после перекладки — перед засыпкой траншеи и перед включением;
- находящиеся в эксплуатации — плановые по графику, внеплановые — после ремонта или длительного отключения (в раскопке и т.д.).
КЛ до 1 кВ испытываются:
- вновь проложенные и после перекладки — перед включением;
- внеплановые — после ремонта.
КЛ 6-10-35 кВ испытываются:
- 1 раз в год — для ПКЛ и РКЛ питающих особо ответственных потребителей;
- 1 раз в 3 года — все остальные ПКЛ;
- 1 раз в 5 лет — все остальные РКЛ;
- внутренние кабельные перемычки в РП и ТП испытываются только вновь проложенные и после ремонта.
Нормами допускается не испытывать КЛ длиной до 60 м, являющихся выводами из РП, ТП на воздушные линии.
Допускается единовременное испытание нескольких последовательно соединенных РКЛ с отключением силовых трансформаторов; пучков параллельных КЛ; сдвоенных или спаренных КЛ.
Величина и длительность испытательного напряжения, прикладываемого к жилам КЛ, приведена в табл. 1.
Табл.1
| Цель и объекты испытания | Uраб, кВ | Uраб, кВ | Длительность, мин. |
| 1. Кабельные линии с бумажной изоляцией |
|||
| 1.1. Перед включением (КЛ полностью или частично выполнены новым кабелем) |
до 1 кВ |
2,5 (мегаомметром) R изоляции должно быть не ниже 0,5 MOM |
|
| 6 | 36 | 10 | |
| 10 | 60 | 10 | |
| 35 | 175 | 10 | |
| 1.2. В эксплуатации плановые по графику и внеплановые | до 1 кВт |
2,5 (мегаомметром после ремонта) | |
| 6 | 30 | 5 | |
| 10 | 50 | 5 | |
| 35 | 175 | 5 | |
| КЛ, проходящие по сложным трассам и питающие особо ответственных потребителей (исключая КЛ, проходящие в туннелях метро) | 6 | 20 | 5 |
| 10 | 40 | 5 | |
| КЛ со сроком эксплуатации более 15 лет (кроме кабелей в туннелях метро) |
6 | 20 | 5 |
| 10 | 40 | 5 | |
| КЛ со сроком эксплуатации более 25 лет |
6 | 18 | 5 |
| 10 | 30 | 5 | |
| 1.3.При переводе КЛ с 6кВ на 10 кВ при конструктивном выполнении кабеля на 10 кВ |
10 | 50 | 5 |
| при конструктивном выполнении кабеля на 6 кВ | 40 | 5 | |
| 1.4. Перед включением, если КЛ находилась в отключенном состоянии более 5 дней |
6 | УПК -0,1М |
|
| 10 | |||
| 1.5. Вновь проложенные кабели с конструктивным выполнением 10 кВ включенных в сеть 6 кВ | 6 | 60 | 10 |
| 2. Кабельные линии с пластмассовой изоляцией | |||
| вновь проложенные | до 0,66 |
3,5 | 5 |
| 2,5 (мегаомметром) переменное напряжение 50 Гц |
|||
| после ремонта | до 0,66 |
||
| 3. Кабельные перемычки в РП, ТП, | |||
| в том числе: | |||
| выполненные одножильным кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена | 6 | 12 | 5 |
| 10 | 18 | 5 | |
| 20 | 25 | 10 | |
| 4. КЛ, выполненные одножильным кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена | переменное напряжение 0.1 Гц (сверхнизкой частоты-СНЧ) | ||
| 6 | 12 (3Uф) |
30 20 (после ремонта) |
|
| 10 | 18 (3Uф) |
— | |
| 20 | 36 (3Uф) |
— | |
| 5. Пластмассовые оболочки (шланги одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена) | от 10 и выше |
10 | 1 |
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:
сети напряжением 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью;
сети напряжением 6 – 35 кВ эффективно – заземленной нейтралью;
сети напряжением 6 – 35 В с нейтралью, заземленной через активное сопротивление;
сети напряжением 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью;
сети напряжением 110 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.