16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/103/7891.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 11 (103) июнь 2008 года

Диагностика силовых кабельных линий

Тема номера Василий КОЛЬЦОВ, генеральный директор ООО «Себа Спектрум», к. т. н. Михаил ЗАХАРОВ, начальник отдела диагностики

Оценка состояния изоляции и гарнитур кабельных линий является основой для принятия решений по продолжению эксплуатации, ремонта или замены кабельных линий.

Состояние изоляции электрооборудования можно определить следующими способами:
• испытание повышенным напряжением в соответствии с действующими нормативами;
• единовременное испытание диагностическими методами (диагностика).

Из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением вовсе не гарантируют безаварийную последующую работу электрооборудования. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий нередко происходит выход их из строя в ближайшие после этого месяцы. Установлено, что причина этого в интенсивном разрушении изоляции частичными разрядами в проблемных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий. Наиболее опасны испытания повышенным напряжением для кабельных линий с большим сроком службы или низким качеством монтажа, уже имеющих высокий уровень частичных разрядов в проблемных местах.

Следующая диаграмма иллюстрирует сокращение срока службы эксплуатируемого кабеля при испытании повышенным напряжением.

Объективные данные о техническом состоянии электрооборудования можно получить современными диагностическими методами. Диагностические испытания электрооборудования, как правило, выполняются методами, не травмирующими изоляцию. Они позволяют определять не только техническое состояние объекта, но и локализовать имеющиеся проблемные места. Проведение комплексных диагностических испытаний различными методами неразрушающего контроля позволяет также оценить степень старения изоляции и остаточный ресурс кабеля.

Оптимальным с точки зрения получения наиболее достоверной и полной информации о состоянии изоляции кабелей и гарнитур является сочетание методов интегральной и локальной диагностики. Проверка работоспособности кабельной линии путем приложения повышенного постоянного напряжения обоснована после монтажа или ремонта и при отсутствии технической возможности для применения диагностических неразрушающих методов.

Рассмотрим подробнее проблемы, возникающие в процессе эксплуатации кабельных систем, и методы их обнаружения.



Проблемы кабелей с изоляцией из полиэтилена (PE) и сшитого полиэтилена (VPE)

Значительный эффект старения кабелей с изоляцией из РЕ / VPE вызывается возникновением и ростом водяных триингов (watertrees). Они возникают со временем под воздействием воды, тепла и напряженности электромагнитного поля. Разрастаются они постепенно и в конечном результате вследствие образования электрических триингов ведут к короткому замыканию и к выходу из строя кабеля. Другие эффекты старения появляются при термической перегрузке изоляции из РЕ / VPE. Влага в кабелях с дефектами оболочки особенно благоприятствует разрастанию водяных триингов. Так как водяные триинги, обусловленные физическими законами, не показывают частичных разрядов, то описанные процессы старения можно обнаружить и оценить лишь при помощи диэлектрической диагностики.



Проблемы на кабелях с пропитанной бумажной изоляцией

Вследствие повреждения оболочки (отверстие из‑за коррозии; трещины из‑за перемещения кабеля) и обусловленный старением, распад целлюлозы повышает содержание влаги в изоляции. При этом постепенно продолжает уменьшаться электрическая прочность изоляции, пока она не достигнет величины рабочего напряжения и кабель станет уже ненадежным для эксплуатации. Срок службы таких кабелей сильно зависит от качества изготовления и условий прокладки, так что лишь на основании технического ресурса кабеля нельзя дать какую‑либо информацию о качестве изоляции. Для определения влажности необходима диэлектрическая диагностика. Частичные разряды, как показывает опыт, не появляются во влажной бумажно-масляной изоляции.

Вытекание массы и недостаточная пропитка приводят к высыханию этих мест и образованию полых, наполненных газом пространств в изоляции кабеля. Из‑за уменьшенной электрической прочности в таких местах появляются частичные разряды (ЧР), которые могут привести к карбонизации бумаги и разрушить изоляцию. Такие ЧР можно обнаружить и локализовать при помощи диагностики ЧР. Часто локализация таких ЧР не показывает локальных концентраций, и вместе с тем нет непосредственной угрозы повреждения, а имеется распределение по более протяженным участкам кабеля.



Проблемы в муфтах и концевых заделках

Вследствие неправильного монтажа в муфтах и концевых заделках возникают ионизируемые, наполненные газом полости и зазоры, а также участки с повышенной напряженностью электромагнитного поля, которые уже при номинальном напряжении приводят к частичным разрядам. Затем термические процессы деградации в муфтах с ненадлежащим образом выполненными соединениями жил могут также воздействовать на участки, где могут образоваться ЧР. Такие поврежденные частичными разрядами места можно обнаружить и локализовать при помощи диагностики ЧР.



Диэлектрическая диагностика

Кабели должны быть отключены и полностью разряжены. Перед началом диагностики необходимо обеспечить заземление при помощи кабеля заземления или измерительного кабеля со стороны измерения. Минимальное время заземления и короткого замыкания должно составлять 30 мин. При неблагоприятных обстоятельствах может быть необходимо более продолжительное время короткого замыкания. Необходимо отсоединить преобразователи напряжения, почистить загрязненные концевые заделки.

Смешанные линии из участков PE- и VPE- кабелей можно диагностировать вместе. Для проведения диагностики основная жила и экран кабеля должны быть полностью отключены с обоих концов от распределительного устройства, чтобы гарантированно исключить помехи и эффекты поляризации распределительной установки.

Для проведения диагностики жилы должны быть полностью отключены с обоих концов от распределительного устройства. В месте измерения остается подключенным металлическая оболочка / заземление подстанции. На другом конце кабеля это подключение, если можно, надо отключить от распределительной установки, чтобы исключить влияние помех на результаты измерения.

Согласно физическим законам на смешанных кабелях в результате диагностики возможна информация лишь о кабеле с пропитанной бумажной изоляцией. Разумеется, кабельная линия большей частью должна состоять из кабеля с пропитанной бумажной изоляцией, доля PE / VPE-кабелей должна составлять максимум 20 процентов от всей длины кабелей. Часто это имеет место при ремонте отдельных участков и вводов на подстанциях. Подготовительные работы такие же, как для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией.



Диагностика частичных разрядов (ЧР)

Для такой диагностики кабели должны быть отключены и разряжены. При наличии элегазовых установок переключения надо заранее подготовить измерительные адаптеры. Для точной локализации мест повреждения ЧР особенно важны точные схемы кабельных линий и муфт.

Характеристики частичных разрядов зависят от типа, размера и местоположения дефекта, изоляционного материала, приложенного напряжения, температуры кабеля, а также изменяются с течением времени. Повреждения из‑за ЧР зависят от ряда факторов и могут изменяться в диапазоне от незначительных до опасных, приводящих к отказам в сроки от ближайших дней до нескольких лет.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 11 (103) июнь 2008 года:

  • Диагностика оборудования: лучше предотвратить, чем лечить

    Еще от древних медиков дошел до нас ничуть не устаревший постулат: болезнь легче предотвратить, чем потом лечить. Но с течением времени стало ясно: это верно не только для человеческого организма, но и для техники. Так, в энергетике и электротехнике, где сбои в работе влекут за собой особенно тяжелые как технологические, так и социальные последствия (отключения электричества, тепла), а то и угрозу для жизни обслуживающего персонала, пр...

  • Ремонт ВЛ в «Горках»

    Вологодские электрические сети «Вологдаэнерго» приступили к реконструкции линий электро­передачи в совхозе «Горки» Усть-Кубинского района. Общая стоимость реконструкции составляет 25,3 миллиона рублей. Как сообщил главный инженер Вологодских электрических сетей Сергей Ковязин, сетевое хозяйство совхоза «Горки», многие объекты которого были построены еще в середине 1970‑х годов, находилось в неудовлетворительном состоянии. Всего...

  • Петербуржцы отремонтируют карельские сети

    Работы по реконструкции электрической сети в карельском поселке выполнит фирма из Санкт-Петербурга. Определен победитель конкурса на выполнение работ по реконструкции распределительной сети 10 кВ в поселке Лассанен Сортавальского района. Реконструкция позволит повысить надежность электроснабжения социально значимых объектов, в первую очередь поселковой котельной, а также жилого фонда. Работы будут выполнены в 2008 году. Конкурсная ко...

  • Анатолий Чубайс: «Да вы спятили!»
    Анатолий Чубайс: «Да вы спятили!»

    «Многие сомневающиеся говорили нам: вы хотите привлечь инвестиции? Миллиард, триллион? Да вы спятили! Этого сделать невозможно, задача неразрешима! В энергетику никто никогда в здравом уме не вложит ни рубля – только государство! Так говорило нам сборище экспертов, которые пытались отстоять свои позиции. Но всё, ребята, уже опозорились вы, провалились к чертовой матери! Признайте: все ваши аргументы грохнулись. Триллионы мы получи...

  • Частные инвесторы помогут «Газпрому»

    Частные инвесторы готовы помочь «Газпрому» в решении инфраструктурных задач при освоении Ямальских месторождений. «Решение инфраструктурных вопросов несколько отстает от значительных темпов ОАО «Газпром» по освоению новых нефтегазоконденсатных месторождений полуострова Ямал. В связи с этим есть намерение ряда частных инвесторов помочь госкомпании в решении данных задач», – сообщили источники в деловых кругах Ямало-Ненецкого автон...