Испытания кабеля

Испытания кабельной продукции высокого напряжения до 110 кВ) – один из ключевых моментов важных для безаварийной эксплуатации высоковольтных кабельных линий (КЛ).

Почему надо испытывать силовой кабель

Цель испытаний высоковольтного кабеля номиналом 6, 10, 35, 110 кВ – проверка электрической прочности кабельной оболочки, которая зависит от ее целостности и величины сопротивления. 

Основная причина отказа КЛ после укладки ее в кабельный трубопровод – это механические повреждения оболочки, разрушение изоляции или воздействие проводящей среды в виде загрязненной воды. Даже незначительный дефект может разрастись в большое повреждение и привести к дуговому КЗ или повреждению смежного соседнего кабеля. Отказ может поставить под угрозу безопасность людей и повлечь непредвиденную остановку оборудования.

Специалисты нашей электролаборатории «Гефест» во время проверки маслонаполненных силовых КЛ используют следующие процедуры испытаний и контроля:

• измерение сопротивления;
• испытания повышенным выпрямленным напряжением постоянного тока;
• проверка повышенным напряжением с контролем тока утечки.

Обычно этих испытательных мероприятий достаточно, чтобы быть уверенным в надежности кабельной линии. По окончании проверки, мы производим контрольное измерение мегомметром. Мы делаем это для того, чтобы убедиться в целостности изделия и для сравнения результатов до и после проверки.

В своей работе по выявлению дефектов в КЛ наши специалисты руководствуются методиками испытаний, правилами ПУЭ и условиями, в которых проводят испытания.

Критерии для получения точных результатов

1. Работу рекомендуется проводить в погоду, приближенную к нормальным атмосферным условиям. Температура должна быть не менее -30 и не более +45оС, влажность воздуха не должна превышать 90%.
2. Для испытания переменным напряжением используются повышающие измерительные трансформаторы. 
3. Для проверки продукции высокого и сверхвысокого напряжения. Мы используем трансформаторные схемы, для этого у нас есть энергоемкое оборудование.
4. Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена до 500кВ. Мы не рекомендуем длительно нагружать изделия постоянным или переменным напряжением – это чревато деградацией изоляции.

Должны предупредить, что не для каждого кабеля подойдут подобные измерительные процедуры. Например:

1. Для кабеля с бумажно-масляной изоляцией применение повышенного напряжения могут вызвать повреждение изоляции, но для этого типа кабеля, она обладает способностью восстанавливаться. 
2. Для изоляции из сшитого полиэтилена, после пробоя оболочки, сопротивление изоляции не возвращает свои способности. Оболочка на может накапливать объемные заряды от постоянного источника. Продукция СПЭ требует испытательного оборудования класса, которое предназначено только для него

Наши специалисты в обязательном порядке выполняют измерение целостности оболочки мегомметром на напряжение 2500В.

Зачем нужен мегомметр, если есть испытания

Замер сопротивления изоляции, целостности и надежности жилы относительно «земли».

  Действие предваряет любые проверки, потому что является гарантом безопасности сотрудников, которые выполняют замеры, служит для сравнения результатов до и после испытания. Иногда уже после мегерения становится ясно, что случилось, и что способна выдержать КЛ.

Также, после измерения, проверив сопротивление прибором, видно ухудшилось состояние изоляции или нет.

Проверка относится к типу проверки «годен/негоден». Испытывая повышенным переменным напряжением можно привести ослабленную изоляцию к принудительному пробою, тем самым предварить возможный аварийный выход из строя КЛ.

Зачем нужна проверка

Наши специалисты считают, что применение повышенного напряжения один из самых действенных методов проверки кабеля 0,4, 6, 10, 35, 110 кВ.

Выявляются локальные дефекты, не обнаруживаемые иными методами; кроме того, такой метод является прямым способом контроля возможности кабеля выдерживать воздействия перенапряжений и дает уверенность в качестве продукции.

Как делаем. Прикладывается испытательное напряжение, превышающее рабочее значение, и нормальная изоляция выдерживает проверку, а дефектная пробивается.

После всего мы проверяем целостность кабеля и измерение сопротивления относительно «земли».

Приложением постоянного напряжения дополнительно контролируется ток утечки. Время приложения составляет от 5 до 15 мин. Изоляция считается выдержавшей проверку, если значение тока утечки к концу проверки не изменилось или снизилось.

Недостаток постоянного испытательного напряжения состоит в том, что его распределение происходит по толще оболочки в соответствии с сопротивлениями слоев. 

Преимущества:

• Небольшой вес оборудования с невысокой ценой, простота в обслуживании;
• Идеально для работы в полевых условиях;
• Зависимость тока утечки от величины испытательного напряжения поможет для диагностики.

Важно:

Испытание повышенным напряжением не подходит для высоковольтных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. (В этом случае в изоляционном материале образуется объемный заряд, который приводит к быстрой деградации и выходу его из строя).

Существует три основных критерия, влияющих на время проведения работ

1. Промерзание или осаживание почвы.
2. Старение изоляционного материала.
3. Коррозия металлической защитной оплетки влияют на жизненный цикл кабеля.

Проведение подрядчиком работ в местах прохождения кабельных линий, нарушение охранной зоны кабеля приводят к повреждениям электропередач. Зачастую во время проверок основного оборудования производятся дополнительные измерения характеристик надежности питающей КЛ.

Процедура производится согласно плановому графику:

• Кабельная продукция напряжением от 2 до 35кВ проверяют с частотой 1 раз в год в течение 2 лет после прокладки и сдачи в эксплуатацию.
• В том случае, если аварий в работе сданной в эксплуатацию линии не было, кабели испытывают 1 раз в 2 года.
• На территории ПС 35/6 для кабелей 6,10, 35,110 кВ, проложенных в закрытых лотках, и кабелей, находящихся внутри помещений, контроль целостности производят 1 раз в 3 года.
• При проверке вводимого в ремонт оборудования, обязательно перед вводом в работу, определяют состояние питающего кабеля.

Испытания кабеля 6-10 кВ позволяют выявить целостность кабельных жил, степень старения, уровень работоспособности кабельной линии и надежность соединительных и концевых муфт.

  Результаты измерений, обработки и вычислений заносятся в рабочую тетрадь, журнал испытаний, затем составляется протокол. По полученным результатам в протоколе оставляют рекомендации. 

Например, мы определим значение асимметрим токов утечки по фазам, т. е. если наибольшее отношение токов утечки, превышает 8-10%, то это является признаком дефекта кабельной линии (обычно это следствие плохой разделки концевых муфт).

  В каких случаях результаты удовлетворяют нормам:

• если не было пробоя;
• не отмечено нарушение целостности;
• не наблюдалось резких бросков тока в сторону увеличения и напряжения в сторону уменьшения;
• ток утечки не возрастал и не превышал допустимых значений;
• не наблюдалось скользящих разрядов;
• сопротивление изоляции осталось неизменным.