Испытания кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Типовые испытания проводятся с целью оценки целесообразности и эффективности предлагаемых изменений в конструкции изделия, в технологии изготовления, применяемых материалах, которые могут повлиять на технические характеристики кабельной продукции. Объем испытаний должен быть достаточным для оценки качества продукции с учетом внесенных изменений.

Периодические испытания проводятся с целью контроля качества изделий, стабильности технологического процесса в период между предшествующими и очередными испытаниями, а также для подтверждения возможности продолжения изготовления изделий по действующей нормативной документации и их приемки. Периодические испытания проводятся ежегодно для каждого типа продукции в следующем объеме:

• проверка конструкции и конструктивных размеров элементов кабеля;

• определение электрического сопротивления токопроводящей жилы и металлического экрана;

• проверка стойкости изоляции кабеля к тепловой деформации (HotSetTest);

• измерение емкости кабеля;

• определение значения тангенса угла диэлектрических потерь;

• испытания импульсным и переменным напряжением;

• измерение удельного объемного электрического сопротивления электропроводящих экранов кабеля;

• проверка стойкости кабеля к навиванию;

• проверка прочности маркировки;

• испытание на водонепроницаемость;

• измерение твердости оболочки из поли­этилена;

• проверка прочности адгезии алюминиевой фольги к полиэтиленовой оболочке и стойкости к отслаиванию в месте перекрытия алюминиевой фольги.

И наконец, приемосдаточные испытания кабельной продукции осуществляются с целью проверки соответствия выпущенной продукции требованиям, установленным в соответствующих технических условиях. В ходе приемосдаточных испытаний осуществляется стопроцентный контроль каждой выпускаемой предприятием строительной длины, включая:

• проверку конструкции и конструктивных размеров элементов кабеля;

• проверку стойкости изоляции кабеля к тепловой деформации (HotSetTest);

• измерение размеров выступов на поверхности электропроводящих экранов и наличия полостей и инородных включений в изоляции;

• измерение удельного электрического сопротивления токопроводящей жилы постоянному току;

• измерение уровня частичных разрядов;

• измерение емкости кабеля;

• испытание повышенным переменным напряжением промышленной частоты;

• проверку маркировки и упаковки.

– По-видимому, комплекс заводских испытаний кабеля с СПЭ-изоляцией отличается, и довольно существенно, от комплекса диагностики, предусмотренного при производстве кабеля с БПИ-изоляцией. Какие потребности обуславливают необходимость этих испытаний, какие специ­фические риски, связанные с эксплуатацией кабеля с СПЭ-изоляцией, должна предотвратить диагностика?

– Один из специфических видов приемосдаточных испытаний, обязательных при производстве кабелей с СПЭ-изоляцией – измерение уровня частичных разрядов. В соответствии с определением ГОСТ 20074‑83 и международного стандарта IEC 60270 частичным разрядом называется локальный электрический разряд, который возникает в слабом месте кабеля под воздействием переменного напряжения и приводит к постепенному развитию дефекта и разрушению изоляции. Он не приводит к перекрытию всего изоляционного промежутка, но является одним из пагубных факторов старения изоляции. Следовательно, своевременное обнаружение частичных разрядов при заводских испытаниях позволяет избежать пробоя изоляции – одного из наиболее существенных рисков возникновения аварии на кабельных линиях.

Не менее важным этапом испытаний является измерение размеров выступов на поверхности электропроводящих экранов и наличия полостей и инородных включений в изоляции. Данным измерениям уделяется особое внимание как в процессе производства, так и на окончательной стадии выпуска кабельной продукции с изоляцией из сшитого полиэтилена, поскольку наличие таких дефектов значительно снижает срок службы кабеля.

Проверка наличия выступов в изоляции электропроводящего экрана проводится путем внешнего осмотра гладкой торцевой поверхности образца кабеля толщиной (5±1) миллиметров с удаленной токопроводящей жилой, нагретого в термостате до температуры не менее 130 °С.

Проверка наличия полостей и инородных включений в изоляции, а также проверка гладкости внешней поверхности электропроводящего экрана по жиле осуществляется с помощью внешнего осмотра образца кабеля длиной не менее 200 миллиметров с удаленным электропроводящим экраном поверх изоляции, нагретого до температуры не менее 130‑140 °С в прозрачной, нейтральной к полиэтилену жидкости (как правило, в силиконе).

Измерение размеров дефектов, вырезанных из образцов кабеля, выполняют посредством светового микроскопа, работающего на просвет, имеющего увеличение не менее 50 крат и снабженного измерительным окуляром или равноценным измерительным прибором.

– Один из методов заводской диагностики традиционной кабельной продукции с БПИ-изоляцией испытание напряжением постоянного тока. Верно ли, что этот способ не работает, более того, может спровоцировать повреждения при испытаниях кабеля с СПЭ-изоляцией?

– Действительно, испытания напряжением постоянного тока успешно применяются для тестирования кабелей с БПИ и оказываются совершенно непригодными в случае диагностики кабелей с СПЭ-изоляцией. При этих испытаниях в изоляции на инородных микровключениях образуется объемный заряд, который не разряжается при снятии остаточного заряда с кабеля путем заземления, так как сверху и снизу от этого внутреннего «конденсатора» находится диэлектрик. При последующей подаче рабочего напряжения переменного тока происходит суммирование напряженностей электрических полей, что может привести к локальному превышению предела прочности изоляции и появлению так называемых электрических древовидных структур. Возникает необратимое повреждение изоляции, и частичные разряды, появляющиеся в ослабленном участке изоляции, способствуют развитию пробоя. Испытания повышенным напряжением постоянного тока не позволяют диагностировать даже наиболее серьезные повреждения. Следовательно, для испытаний кабельной продукции с СПЭ-изоляцией необходимо использовать переменное напряжение.

– Какой совет хотели бы вы дать потребителям кабельной продукции с изоляцией из СПЭ?

– Понимание сути заводских испытаний и ответственное отношение к их результатам необходимо и компании-производителю, и потребителю кабельной продукции, заинтересованному в гарантированной многолетней службе кабельной линии. Только правильное и тщательное проведение заводских испытаний гарантирует, что выбранная вами кабельная продукция изготовлена в соответствии с заявленными требованиями.

Потребителю необходимо запрашивать протоколы заводских испытаний, по возможности присутствовать при диагностике, для того чтобы убедиться в том, что он получит соответствующим образом изготовленный кабель требуемого качества. Пренебрежение или недостаточное внимание к этим правилам предосторожности может обойтись слишком дорого и поставить под угрозу бесперебойное энергоснабжение предприятия, города, региона, в то время как знание основных алгоритмов выбора кабельной продукции обеспечит надежную службу кабеля и отсутствие неприятных сюрпризов на долгие годы.