16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/249/16256.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 13-14 (249-250) июль 2014 года

Испытания кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Производство для энергетики Беседовала Ольга МАРИНИЧЕВА

Высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) приобретают
все большую популярность в электроэнергетике России и стран СНГ. Многие ведущие отечественные производители кабельной продукции запустили современные линии по производству кабеля с СПЭ-изоляцией на среднее, высокое и сверхвысокое напряжение.

Но переход к выпуску инновационной кабельной продукции требует качественно нового подхода к организации испытаний, позволяющего предотвратить возможные при эксплуатации риски.

Как подходят к решению этой задачи российские компании, в чем заключается назначение испытаний, которые проходят кабели с СПЭ-изоляцией? Какие задачи должны решить не только производители кабельной продукции, но и потребители, заинтересованные в надежной работе кабельных линий в течение всего многолетнего срока эксплуатации? Об этом рассказывает Иван Романов, начальник отдела контроля качества завода «Таткабель» (на фото) – одного из самых молодых представителей отрасли, взявшего курс на построение производства высоковольтной кабельной продукции «с чистого листа».

– Иван Николаевич, насколько нам известно, переход к применению кабельной продукции с СПЭ-изоляцией – сравнительно новое явление и для российской кабельной промышленности, и для отечественной энергетики. Какие задачи ставит перед производителями внедрение инновационной кабельной продукции? Какие риски, связанные с промышленной эксплуатацией кабеля, должны они предвидеть и предупредить?

– Главная встающая перед производителем кабеля с СПЭ-изоляцией задача – обеспечить и гарантировать высокое качество выпускаемой продукции, подтвержденное результатами полного комплекса квалификационных, типовых, периодических и приемосдаточных испытаний.

Только при обязательном проведении всех вышеизложенных испытаний производитель кабеля может гарантировать многолетний (свыше тридцати лет) срок эксплуатации своей продукции, естественно при соблюдении условий транспортирования, хранения, прокладки, монтажа и эксплуатации. В противном случае могут возникнуть риски выхода из строя кабельной линии в период гарантированного срока эксплуатации, такие, как развитие частичного разряда или водного триинга, приводящие к пробою изоляции. Проверки позволяют исключить выпуск кабеля с нарушением конструкции, конструктивных размеров и технологии производства, которые также могут снижать срок службы кабельной линии.

Как правило, опытные производители еще и самостоятельно дополняют объем испытаний, тем самым дают дополнительные гарантии высокого качества кабельной продукции.

Так, завод «Таткабель» имеет свой аккредитованный испытательный центр, предназначенный для проведения всего комплекса проверок качества продукции и оснащенный самыми современными испытательными стендами и измерительными приборами ведущих производителей (Haefely – Hipotronics (Швейцария – США), SIFmdc (Италия), Mitutoyo (Япония) и других). Кроме того, испытательный центр взаимодействует с испытательными центрами России и стран Европы (КЕМА, CESI и др.).

– Расскажите о том, какие испытания проходит кабельная продукция с СПЭ-изоляцией, какие проблемы должны выявляться в процессе диагностики?

– Квалификационные испытания проводятся при постановке изделия на производство и включают полный объем испытаний по всем требованиям нормативных документов. Цель квалификационных испытаний – проверка готовности предприятия к выпуску данной продукции в заданном объеме, с соблюдением требуемого качества и соответствием требованиям нормативной документации.



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.


Измерение частичных разрядов

Кабели среднего напряжения
4 Uo, < 5 пКл, ANSI / ICEA S-94‑649‑2004
1,73‑2 Uo, < 2‑10 пКл, CENELEC HD620
1,73 Uo, < 10 пКл, МЭК 60502

Кабели высокого напряжения
2 Uo, < 5 пКл ANSI / ICEA S-108‑720‑2004
1,5 Uo, < 10 пКл, МЭК 60840

Кабели сверхвысокого напряжения
1,5 Uo, < 10пКл, МЭК 62067



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.


Испытание переменным напряжением

Среднее напряжение
4,0 Uo, 5 мин., ANSI / ICEA S-94‑649‑2004
2,5‑3.5 Uo, 5‑15 мин, CENELEC
3,5 Uo, 5 мин., МЭК 60502

Высокое напряжение
2‑3 Uo, 15‑60 мин, ANSI / ICEA S-108‑720‑2004
2,5 Uo, 30 мин., МЭК 60840

Сверхвысокое напряжение
2‑2,5 Uo, 30‑60 мин., МЭК 62067



– 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.

Испытания кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)




422624, Республика Татарстан,
Лаишевский район,
с. Столбище, Лесхозовская ул., 32
Тел. +7 (843) 221‑07‑00
Факс +7 (843) 221‑07‑22
Единый информационный центр: 8‑800‑200‑96‑97 (звонок бесплатный)
office@tatcable.ru | www.tatcable.ru

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 13-14 (249-250) июль 2014 года: