Виды повреждений кабельных линий
Кабельные линии электропередачи широко используются для приема, распределения и передачи электроэнергии потребителям. Кабельные линии, как и любой элемент электрических сетей, в процессе эксплуатации может повредиться.
Одна из основных задач в электроэнергетике – обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей, поэтому необходимо, по возможности, минимизировать риски повреждения кабельных линий.
Рассмотрим, какие бывают виды повреждений кабельных линий, и по какой причине происходит то или иное повреждение.
Однофазное замыкание на землю
Однофазное замыкание одной из фаз кабеля на землю является одним из наиболее распространенных повреждений кабельных линий. При данном повреждении одна из токоведущих фаз вследствие нарушения целостности изоляции контактирует с внешней, экранирующей оболочкой кабеля, которая заземлена.
Однофазные замыкания, в свою очередь, классифицируют по величине переходного сопротивления в месте замыкания.
Первый тип – замыкание с высоким сопротивлением в месте контакта, так называемый заплывающий пробой изоляции. При данном повреждении в электрической сети наблюдается хаотичное изменение фазных напряжений.
Второй тип – замыкание с небольшим сопротивлением от нескольких Ом до нескольких десятков кОм. В данном случае в электрической сети будет наблюдаться существенный перекос фазных напряжений, при этом на поврежденной фазе напряжение будет ниже, а на двух других фазах выше. Чем меньше сопротивление в месте замыкания фазы, тем больше перекос напряжения.
Третий тип – полное замыкание одной жилы кабеля, то есть переходное сопротивление в месте замыкания близко к нулю. При данном повреждении напряжение на поврежденной фазе отсутствует, на двух других фазах напряжение вырастает до линейного.
Однофазное замыкание на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью является аварийным режимом, поэтому линия с данным повреждением будет обесточена действием защиты от сверхтоков.
В сетях, работающих в режиме изолированной нейтрали, данный тип повреждения не является аварийным, поэтому кабель может продолжительное время находиться под напряжением, пока не будет обнаружен и отключен от сети поврежденный участок. Поэтому очень часто однофазное замыкание на землю на кабельной линии в сети с изолированной нейтралью быстро переходит в междуфазное замыкание и происходит автоматическое отключение линии.
Междуфазное замыкание двух или трех фаз
Второй по распространенности тип повреждения – короткое замыкание двух или трех фаз кабельной линии. В большинстве случаев замыкание между жилами кабеля происходит через экранирующую заземленную оболочку – то есть в данном случае наблюдается двух или трех фазное замыкание на землю.
Данный тип повреждения является наиболее тяжелым и характеризуется, как правило, большими токами, которые должны быть отключены действием защиты, независимо от класса напряжения и режима работы электрической сети. Если по какой-то причине происходит задержка срабатывания защиты кабельной линии, то в месте замыкания появляется видимое повреждение, вплоть до полного разрыва кабеля в месте короткого замыкания.
Причины однофазных и междуфазных коротких замыканий:
неправильный выбор типа и сечения кабеля, защитных аппаратов или неправильный выбор уставки устройств релейной защиты и автоматики;
эксплуатация кабеля в недопустимых условиях окружающей среды;
заводские дефекты либо дефекты, возникшие в результате ошибок при монтаже кабельной линии;
повреждение кабельной линии при эксплуатации в результате внешнего механического воздействия, негативного влияния сторонних объектов и коммуникаций, которые находятся на недопустимом расстоянии к кабелю (по причине ошибок при монтаже кабеля или из-за несогласованных действий при строительстве различных объектов и прокладке коммуникаций);
естественный износ изоляционного материала и коррозии металлических конструктивных элементов кабельной линии.
Обрыв одной или нескольких жил
Еще один возможный тип повреждения кабеля – обрыв одной или нескольких жил. Обрыв жил происходит в результате нежелательного смещения или растяжения кабеля, по причине неправильно выбранного типа кабеля, допущении ошибок при монтаже на опорах, различных конструкциях или при прокладке в земле, а также в результате внешних механических воздействий.
Обрыв также может сопровождаться замыканием на землю, если между оборванной жилой и внешней заземленной оболочкой кабеля нарушена целостность изоляции. При этом заземление может быть как оборванных, так и целостных жил.
Нередко обрыв жил кабельной линии возникает возле соединительных муфт, как наиболее уязвимого участка кабельной линии. Причиной данного повреждения может быть ошибка при монтаже муфты, а также из-за постоянных смещений и просадок грунта.
На одной кабельной линии может быть одновременно несколько поврежденных участков, причем повреждения могут быть разного характера. Подобные повреждения могут возникнуть при механическом воздействии на кабель на разных участках.
Возможно, также причина может быть в наличии “слабых мест” (частичное нарушение целостности изолирующих материалов, заводской брак), которые выдерживали номинальную нагрузку, но при значительном превышении тока, который протекал при замыкании, произошло повреждение кабеля в данных местах.
По этой причине нередко возникают ситуации, когда после устранения повреждения на кабель подается напряжение и повторно срабатывает защита, что свидетельствует о наличии другого поврежденного участка на кабельной линии.
Поэтому перед подачей напряжения необходимо удостовериться в отсутствии других поврежденных участков на кабеле. Для этого производят измерение сопротивления изоляции кабеля мегомметром, а в высоковольтных сетях на протяженных кабельных линиях для поиска повреждений используют специальную испытательную установку.
Дефекты кабеля для списания
.Как показывает опыт эксплуатации, много недостатков кабелей не определяются при профилактических испытаниях повышенным напряжением постоянного тока.
К таким недостаткам, которые значительно снижают надежность кабелей, относятся: осушение изоляции из-за перемещения или стекания пропиточного состава, электрическое старение изоляции, высыхание изоляции кабелей, работающих в тяжелых тепловых режимах, часто связанное с разложением пропиточного состава (кристаллизация) и т.д.
Не только старение, но и крупные дефекты не всегда выявляются при профилактических испытаниях. Не определяются повреждение в оболочках кабелей, если изоляция не отсырела. Повреждение и местные дефекты в изоляции могут быть обнаружены при испытании лишь в том случае, если оставшийся неповрежденный участок изоляции не превышает 15-20% ее толщины.
В момент аварии кабель часто получает вторичные повреждения (обжигается дугой, деформируется внутренним давлением, поглощает влагу через поврежденное место и т.д.).
Оболочка кабеля является одним из более важных конструктивных элементов силового кабеля. Изоляция кабеля может оставить высокие диэлектрические свойства только в том случае, если отсутствует возможность проникновения у нее воздуха или влаги.
Свинцова или алюминиевая оболочки являются герметизирующим покровом кабеля.
Длительная допустимая механическая нагрузка для свинца 0,1 кг/мм2, для алюминия 0,8 кг/мм2. В отличие от свинца алюминий является вибростойким материалом, но намного уступает ему в стойкости к действию грунтовой коррозии.
Кроме заводских дефектов, которые приводят к повреждениям кабелей имеются:
1) механические повреждения, которые были нанесены при прокладке или последующих раскопках и других строительных работах, выполняемых в зоне кабельных трасс;
2) спиралеподобные вспучины (иногда трещины) как результат длительного действия циклов нагрева и охлаждения или значительных перегрузок кабеля более допустимых норм.
3) межкристаллические разрушения свинцовой оболочки под действием сотрясений и вибраций.
4) грунтовая, химическая коррозия под воздействием разнообразных химических реагентов, которые содержатся в почве.
5) разрушение оболочек кабелей блуждающими токами электрифицированного транспорта;
Местные механические повреждения оболочек легко устанавливаются по внешнему виду, так как они сопровождаются повреждением джутовой оплетки и стальной брони. В большинстве случаев оказывается поврежденной и изоляция кабеля.
Механические повреждения носят локальный характер и после устранения поврежденного участка и монтажа вставки кабельная линия может продолжать быть в работе.
Межкристаллическое разрушение свинцовой оболочки – это рекристаллизация свинца, рост кристаллов и потеря связи между кристаллами. По внешнему виду в начальной стадии на оболочке появляется сетка мелких трещин. В последующем трещины все более увеличиваются и растрескивание оболочки сопровождается выпадением из нее групп кристаллов или даже отдельных кусков оболочки.
Масштаб межкристаллических разрушений (длина поврежденного участка кабеля) зависит от характера влияния, вызывающего сотрясения и вибрацию кабеля.
Чаще всего это вертикальный участок кабеля при переходе кабельной линии в воздушную, где сотрясения образуются проводами воздушной линии. Это могут быть участки кабелей на подходах к вращающимся машинам, создающие значительные вибрации, переходы кабельных линий под железнодорожными путями или шоссе, места прокладки кабелей по мостам, где вибрация и сотрясения создает двигающийся транспорт.
Наличие в продуктах коррозии перекиси (двуокиси) свинца указывает на ее электрическое происхождение от блуждающих токов. Характерным является цвет продуктов коррозии. Двуокись свинца, образуемая при протекании блуждающих токов имеет коричневый цвет (бурый осадок).
Продукты химической коррозии чаще всего имеют белый цвет, иногда с бледно-желтым или бледно-розовым оттенком.
При многократных изгибах кабеля, связанных из разматыванием, прокладкой, протяжкой в трубах и т.д., в местах возникших гофр алюминиевая оболочка дает продольную трещину или подрезается стальной бронелентой.
При установке муфт необходимо обращать внимание на состояние высыхания изоляции, разложения пропиточного материала и выпадения канифоли. У кабелей на напряжение 10 кВ и выше необходимо обращать внимание на электрическое старение изоляции и наличие у нее путей ионизации и частичных разрядов (ветвистые побеги, присутствие воскообразных веществ).
Воздушные включения – наиболее слабый элемент изоляции: в них начинают развиваться опасные ионизационные процессы и частичные разряды. Чем большие воздушные зазоры (особенно в радиальном направлении), тем они опаснее. В связи с этим жестко регламентировано количество допустимых совпадений бумажных лент. При большом количестве совпадений слой изоляции становится неустойчивым к выгибаниям. На бумажных лентах, расположенных под совпадающими зазорами (нижерасположенных лент), образуются продольные складки, которые под воздействием тепловых деформаций (нагревы и охлаждения кабеля) превращаются в продольные трещины, – такой же опасный дефект, как и совпадение бумажных лент.
Продольная складка нередко превращается в сплошную трещину, и при разборке изоляции кабеля вместо одной ленты сматываются две. Наиболее часто это наблюдается при величине перекрытия лент, близких до 50%.
При протекании токов короткого замыкания на очень короткое время (секунды) допускается подъем температуры жил (а, следовательно, и прилегающих слоев изоляции) к 125° или 200° соответственно для кабелей 20-35 кВ и 1-10 кВ.
Это обусловлено тем, что при температурах выше 135-140° в бумажнопропитанной изоляции быстро развиваются процессы необратимого старения бумажной основы изоляции (разрушение волокна целлюлозы, из которых состоит бумага).
Настолько же опасные и длительные аварийные перегрузки кабелей, когда нагрел жил и изоляции существенно превышает длительнодопустимые по нормам.
При вскрытии таких кабелей (после аварийного или профилактического пробоя) особенное внимание следует обращать на состояние фазной изоляции и бумажных лент, непосредственно примыкающих к жиле.
Опасные местные перегревы кабелей возможны в местах, где кабели проложены в земле с нарушением основных норм прокладки: с примыканием одного к другому или при выполнении в земле «запасов» в виде колец (запрещено правилами). В этих случаях, как установлено, кабели могут нагреваться к температурам, превышающих 100°.
В кабелях на напряжение 20-35кВ расчетные электрические градиенты приблизительно в два раза выше, чем в кабелях на 6 кВ. Потому уже при незначительном осушении, особенно на вертикальных участках, в них начинается ионизация воздушных включений и начинаются частичные разряды.
Необходимость замены вертикальных участков кабелей должна подтверждаться результатами рассечения, разборки и оглядел образцов кабелей.
Опасная степень электрического старения подтверждается наличием черных ветвистых побегов на бумажных лентах.
При обзорах токопроводящих жил кабеля необходимо обращать внимание на следующих наиболее часто встречающиеся дефекты:
– неправильную форму круглой или секторной жилы (например, один угол сектора острее, чем другой);
– выпирание или западание отдельных проволакиваний, пилообразный профиль жилы;
– наличие заусенцев на жилах.
Эти дефекты приводят к искривлению электрического поля, образованию местных повышенных напряженностей, что особенно опасно для кабелей на напряжение 10 кВ и выше. Жилы с отдельно выпирающими проволакиваниями или из заусенцами опасны в том отношении, что во время изгибов кабеля или при тепловых деформациях может быть смята, продавлена или разрезана примыкающая к жиле бумажная изоляция.
Наличие таких дефектов, значительно снижающих надежность кабеля, недопустимо.
Возможны и более грубые дефекты в жилах. Например, пересечение отдельных проволакиваний. В этом случае жила принимает неправильную форму, а в слое изоляции образуются глубокие складки. Кабели с такими дефектами не пригодны для прокладки.
При рассечении кабелей после аварийных пробоев следует учитывать ряд других изменений, связанных с горением дуги и образованием в кабеле значительных внутренних давлений.
Большим давлением может существенно деформироваться свинцовая оболочка кабеля, могут быть смещены и даже выброшены (вместе с газами) заполнители, смещенные бронеленты.
При профилактических испытаниях и пробоях, из-за малой мощности испытательных установок, такие деформации не возникают (прожигающая и ударная установки не учитываются).
Повреждения кабельных линий, причины, классификация, методы поиска повреждений
После фиксирования факта повреждения кабеля, первоначально определяется предварительная зона, с последующим уточнением конкретного места и характера возможных дефектов.
Для этого применяют следующие методы дефектоскопии:
— акустический. Применяется для определения повреждений непосредственно на трассе с помощью искусственно созданного акустического удара, с последующей его регистрацией соответствующими приборами;
— индукционный. Основан на принципе детектирования радиосигнала, который возникает в месте пробоя изоляции при прохождении через кабель импульса частотой от 800 до 1000 Гц с силой тока 15-20 А;
— емкостной. Позволяет определять с помощью соответствующих формул определить расстояние до места повреждения в том случае, когда происходит обрыв жил кабельных линий в соединительной муфте;
— петлевой. Используется в случаях, когда у одной из неповрежденных токоведущих жил нарушена изоляция, в то время как с соседними неповрежденными проводниками сопротивление в месте повреждения не должно быть более 5 кОм. Место повреждения определяется путем дожигания специальной газовой установкой или кенотроном с последующим применением соответствующих методик;
— импульсный. Предполагает использование специального прибора ИКЛ, который фиксирует интервал времени от посылки импульса вдоль кабеля до его отражения, с последующей обработкой результатов;
— колебательный разряд. Используется для выявления пробоев изоляции, которые возникают в кабельных муфтах. Расстояние до места пробоя определяется с помощью подачи напряжения от кенотронного аппарата, с фиксацией результатов соответствующими приборами типа ЭМКС-58.
Основные причины повреждения кабельных линий
К главным недостаткам, которые существенно влияют на надежность кабелей, относятся такие показатели, как осущение , электрическое старение и высыхание изоляции. Это связано, прежде всего, с естественным разложением (кристаллизацией) пропиточного состава.
Проведение профилактических испытаний повышенным постоянным напряжением постоянного тока далеко не всегда позволяет выявлять не только естественное старение изоляции, но и другие, более существенные дефекты. В частности, такие исследования неэффективны, если изолятор в данный момент не отсырела. Поврежденный участок можно обнаружить лишь в том случае, если у оставшейся неповрежденной части изоляция не превышает 15-20 % .
Как правило, при аварии кабелю наносятся и вторичные повреждения (обжиг дугой, деформация за счет созданного внутреннего давления, поглощение влаги в поврежденном месте и т. д.).
Главным конструктивным элементом является внешняя оболочка, т. к. высокие диэлектрические характеристики силового кабеля обеспечиваются при отсутствии активного воздействия на него влаги и воздуха. Основной материал – свинец и алюминий.
Помимо заводского брака, который со временем может привести к повреждению кабеля, существуют и другие причины выхода его из строя:
— механические повреждения при прокладке или других строительных работах;
— вспучивание в виде спирали (иногда с образованием трещин) в результате воздействия в течение длительного времени периодических циклов нагревания и охлаждения, а также при значительных сетевых перегрузках;
— разрушение внешней оболочки под воздействием внешних механических факторов;
— естественная химическая коррозия из-за воздействия различных реагентов, содержащихся в почве;
— разрушение внешнего защитного слоя благодаря блуждающим токам от электрифицированного транспорта.
Визуально механическое повреждение наружной оболочки легко определяется по внешнему виду: как, правило, в этом случае деформирована как стальная броня, так и джутовая оплетка. При этом обычно резко снижаются и диэлектрические характеристики кабеля.
При локальных повреждениях делается специальная вставка, и линия готова к дальнейшей эксплуатации.
Свинцовая оболочка часто подвергается межкристаллическому разрушению, что визуально выражается в появлением на первом этапе сетки из мелких трещин. В дальнейшем это приводит к увеличению их размеров с последующим разрушением отдельных фрагментов.
При наличии в составе продуктов коррозии двуокиси свинца, можно смело утверждать о ее электрическом происхождении за счет блуждающих токов. Такой окисел имеет характерный коричневый тон. В то же время в результате химической коррозии образуются продукты белого цвета, которые иногда имеют бледно-желтый или бледно-розовый оттенок.
При монтаже муфт следует обратить особое внимание на влажность изоляторов, правильной укладке пропиточного материала и выделения необходимого объема канифоли.
Одним из самых слабых элементов изоляции являются воздушные включения. В них развиваются такие опасные процессы, как ионизация и частичные разряды. Именно с этим связано жесткое регламентирование совпадение бумажных лент. При несоблюдении этого регламента слой необходимой изоляции становится неустойчивым к изгибу.
В высоковольтных кабелях (20-35 кВольт) даже при незначительном нарушении изоляции из-за высокого напряжения начинается ионизация воздуха с появлением частичных разрядов.
При визуальном осмотре токопроводящих жил кабеля, прежде всего необходимо обратить внимание на такие характерные дефекты, как:
— неправильная форма секторной или круглой жилы;
— западание или, наоборот, выпирание отдельных элементов проволакивания;
— наличие заусениц на токопроводящих жилах.
Все эти дефекты способствуют искривлению напряженности электрического поля с образованием местных флуктуаций, что является уже серьезной проблемой при напряжении в сети более 10 кВольт.
Также возможны и другие, более грубые дефекты в жилах, которые могут быть связаны, в частности, что в результате неаккуратного проволакивания изоляция может быть повреждена механически. При этом могут быть и грубые дефекты в жилах, например, при возможных пересечениях в процессе укладки.
В такой ситуации токопроводящий провод может принять неправильную форму, а в изоляции возможно образование глубоких складок. Такой кабель нельзя использовать для прокладки.
При замене дефектных участков сети также необходимо учитывать весь комплекс изменений, который может возникнуть при горении дуги, а также образованию избыточных внутренних давлений.
Профилактические испытания , в связи с малой мощностью, не предполагают возникновение в сетевых сетях каких-либо дефектов.
Основные неисправности кабельных линий, причины возникновения и способы устранения
Повреждения кабеля могут быть вызваны в процессе эксплуатации, к которым относятся: осушение изоляции из- за перемещения или стекания приточного состава; высыхание изоляции кабелей работающих в тяжелых режимах, частично связано с разложением пропиточного состава.
Выход из строя кабельных линий происходит также из-за механических повреждений кабелей при прокладке и перекладке их в процессе эксплуатации, коррозия металлической оболочки, которая возникает главным образом на старых кабелях. При эксплуатации возможны повреждения алюминиевой оболочки кабеля из-за разрыва шланга в процессе монтажа. Повреждения концевых и соединительных муфт происходит главным образом из-за несоблюдения технологии их монтажа, применения неконденционных комплектирующих материалов и материалов с просроченным сроком годности, а также муфт, не соответствующих сечению и U кабеля. Свинцовые соединительные муфты повреждаются из- за нехорошей пайки свинцового корпуса к оболочке кабеля, образование пустот при восстановлении изоляции роликами и рулонами, не доливки кабельного состава, отсутствие контроля за температурой заливочных и пропарочных составов, кристаллизации пропиточного состава в процессе эксплуатации.
Механические повреждения делятся на прямые, которые приводят к одновременному отказу кабельной линии, и предшествующие, при которых развитие дефекта кабеля до пробоя происходит в течении времени и которые выявляются при испытаниях, а также могут вызвать отказы линии в рабочем режиме.
Ремонтные работы на кабельных линиях осуществляют по плану, разработанному на основании данных осмотра и испытаний, а также анализа общего состояния линии. Неисправности кабельных линий или их трасс, представляющие угрозу безаварийной работы, устраняют незамедлительно, а неисправности, не вызывающие прямой угрозы надежности работы линии,- в плавном порядке.
Раскопку кабельных трасс производят только с разрешения эксплуатирующей организации. При этом обеспечивают надзор за сохранностью кабелей на весь период производства работ, а вскрытые кабели укрепляют для предупреждения провисания и защиты от механических повреждений. На месте работ устанавливают сигнальные огни и предупредительные плакаты. Подлежащую к ремонту кабельную линию отключают и заземляют. Универсальным способом ремонта кабельной линии является замена кабеля на участке трассы с ее разрытием, прокладкой кабельной вставки и заготовлением муфт. Концы разомкнутой линии замыкают кабельной вставкой в месте повреждения таким, образом, чтобы при этом было обеспечено правильное соединение одноименных шин между собой. На месте ремонта предварительно проверяют и устанавливают наименование фаз с последующей подготовкой жил.
Ремонт разрушенного броневого покрова производят из такой последовательности: снимают поврежденную часть, после чего обрез брони спаивают с металлической оболочкой кабеля. Металлическую оболочку незащищенную броней, покрывают антикоррозийным составом или выполняют подмотку пластмассовыми лентами. Характер ремонта металлической оболочки кабеля зависит от того, проникла ли влага внутрь него или нет. Для этого удаляют часть оболочки с обеих сторон от места его повреждения и проверяют верхний слой поясной изоляции на наличие влаги. Если влаги внутри кабеля нет, на поврежденную часть оболочки накладывают свинцовую трубу соответствующего размера с двумя заливочными отверстиями.
Муфту заполняют кабельным составом. Если внутри кабеля есть влага, поврежденный участок вырезают и вместо него вставляют отрезок кабеля, соответствующий по марке, сечению и длине ремонтируемого. С обоих сторон кабельной вставки монтируют соединительную муфту.
Как правило, вышедшие из строя заделки вырезают и монтируют новые. Если длина кабеля имеет достаточный запас, ремонт ограничивается монтажом только концевой заделки. В противном случае кабель наращивают и дополнительно монтируют соединительную муфту. Течь пропиточного состава из концевой эпоксидной заделки возможна в месте окончания корпуса, а также в месте выхода жил из корпуса заделки. Дефекты, связанные с нарушением герметичности заделки, могут возникнуть из-за плохой обработки поверхности найритовых трубок, несоблюдения размеров, указаний по обезжириванию. Течь пропиточного состава в местах окончание корпуса заделки и выхода жил из корпуса устраняют с помощью установки ремонтной формы и заливки ее эпоксидным компаундом (рис) коронирование по поверхности найритовых трубок устраняют подмоткой по трубкам липкой ленты в два слоя.
Дата добавления: 2016-10-27 ; просмотров: 10672 | Нарушение авторских прав
Профилактика повреждений кабельных линий
Выявление дефектов при профилактических испытаниях кабельных линий 6—10 кВ является их основной задачей. Продолжительность и уровень испытательных напряжений основываются на гарантировании безаварийной работы кабельной линии до следующих испытаний. Однако при профилактике КЛ 6—10 кВ может произойти только электрический вид пробоя, поскольку тепловой и ионизационный виды пробоя изоляции развиваются в период эксплуатации от нескольких часов до нескольких месяцев. При профилактических испытаниях напряженность электрического поля в кабельной изоляции должна быть не выше критической напряженности электрического поля, при которой происходит пробой диэлектрика. Напряженность критической ионизации экспериментально установлена и имеет значение Екр=30 кВ/мм. При испытании напряженность электрического поля Еисп =18 кВ/мм, что гарантирует выявление только дефектных мест кабельной изоляции.
При эксплуатации с рабочим напряжением либо при профилактических испытаниях повреждение кабельной линии происходит достаточно редко. Гораздо чаще кабели повреждаются в кабельной арматуре: концевых и соединительных муфтах. На Уральском электрохимическом комбинате эксплуатируется более 250 км кабельных сетей напряжением 6—10 кВ, и такого типа повреждения составляют около 85% от общего количества. Это, с одной стороны, связано с более неравномерным распределением напряженности электромагнитного поля в кабельной арматуре, а с другой — с несоблюдением технологии изготовления муфт при монтаже кабельной арматуры в полевых условиях. Поэтому работы по определению причин отказа кабельной арматуры должны производиться на всех предприятиях, занимающихся ремонтом кабельных линий.
С появлением термоусаживаемых муфт типа Raychem количество повреждений снизилось, однако наиболее характерные их причины остались прежними:
• нарушение радиусов при изгибе жил, что приводит к частичному разрыву бумажных лент из-за малого радиуса либо из-за пореза о кромку оболочки;
• некачественная обработка оболочек кабеля при установке муфты, способствующая коррозии оболочки с последующим увлажнением поясной и фазной изоляции;
• попадание загрязнений на бумажно-масляную изоляцию в процессе монтажа с ее наложением, что приводит к развитию ползущего пробоя;
• неправильная оценка состояния бумажно-масляной изоляции при ремонте кабеля, что способствует повторному пробою кабеля в целом месте с выходом из строя установленной арматуры;
• нарушение технологии монтажа кабельной арматуры (рис. 1).
Поэтому при выполнении монтажа кабельной арматуры необходимо учитывать вышеуказанные факторы.
В настоящее время появились объективные данные, основанные на статистической обработке результатов вскрытий кабельной термоусаживающей арматуры, которые свидетельствуют о некачественных материалах, использующихся при ее изготовлении. Причем вышедшая из строя арматура была в эксплуатации от 1 года до 3 лет.
Так, например, в концевых муфтах развиваются частичные разряды в месте развилки перчатки между фазами, затем происходит развитие ползущих разрядов с повреждением изоляции одной из фаз и перекрытие по поверхности фазы на оболочку кабеля.
Но особую озабоченность при эксплуатации вызывает выход из строя соединительных термоусаживающих муфт. В них повреждение возникает по краю соединительной гильзы жил кабеля на сетку, соединенную с его оболочкой (рис. 2).
Механизм развития пробоя аналогичен его появлению в концевых муфтах. Сначала развиваются частичные разряды на краю наружных участков соединительной гильзы фазной изоляции — ионизационный пробой (рис. 3). На данном этапе происходит разрушение только фазной изоляции, поясная же остается неповрежденной. Жила, изображенная на рис. 3, профилактические высоковольтные испытания выдержала, дефект развивался только под рабочим напряжением.
Затем идет развитие ползущих разрядов, которые охватывают всю внешнюю поверхность фазной изоляции гильзы (рис.4). Хорошо видны дорожки ползущих разрядов, развивающихся в различных направлениях. Эта жила была выявлена при профилактических испытаниях без прожигания изоляции. В дальнейшем происходит повреждение поясной изоляции соединительной муфты, приводящее к полному пробою. Как правило, данный механизм развития пробоя бывает при рабочем напряжении и имеет ионизационную форму. Пробой может развиваться несколько месяцев.
Диагностика таких повреждений осложняется тем, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением отнюдь не гарантируют последующую безаварийную работу КЛ. Были случаи, когда после успешных испытаний повышенным напряжением случался выход кабеля из строя в ближайшие после этого месяцы, и даже дни.
Поэтому перед службами, занимающимися диагностикой кабельных линий 6—10 кВ, стоят две задачи. Первой и основной является разработка метода, способного при профилактических испытаниях выявлять дефекты термоусаживающих материалов на ранних стадиях развития пробоя в кабельной арматуре.
Другой задачей является рассмотрение процесса заключения договоров на поставку кабельной арматуры в которых гарантируется качество поставляемой продукции. Этот вопрос чрезвычайно сложен, поскольку при входных лабораторных испытаниях материалов для монтажа муфт Raychem фазная изоляция выдерживает двадцатикратное рабочее напряжение, а поясная — пятнадцатикратное. Поэтому идеальным вариантом была бы гарантия безаварийной работы кабельной арматуры по крайней мере в течение 10 лет.
Список литературы
1. Канискин В.А., Таджибаев А.И. и др. Эксплуатация силовых электрических кабелей. Часть 7. Методы испытаний и диагностики силовых кабелей. Учебное пособие. С-П., Издательство Петербургского энергетического института повышения квалификации руководящих работников и специалистов Министерства энергетики РФ, 2003.
2. Шабанов В.А. Особенности диагностики повреждений в кабелях с соединительными муфтами «Райхем». // Энергетик, 2009, № 7, с. 37.
Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter
Ремонт электропроводки. Обнаружение дефектов и устранение неисправностей
Подписка на рассылку
Электроснабжение без сбоев, вне зависимости от объекта, возможно только при условии целостности кабеля. Кабель может быть поврежден из-за заводских дефектов, например, поперечных или продольных разрывов и порезов, а также дефектов жил или оболочки. Для того чтобы проверить качество кабеля, на заводах проводят испытания повышенным напряжением, однако некоторые дефекты невозможно обнаружить даже таким способом. В итоге некачественные кабели вводятся в эксплуатацию и нередко являются причиной различных аварий. Еще одной возможной причиной повреждения кабеля может быть механическое воздействие на него. В любом случае для восстановления нормальной работы электроприборов потребуется ремонт кабеля.
Для разных видов кабеля требуется разный ремонт — какой-то можно починить самостоятельно, а для другого вида необходимо вызывать специалистов.
Ремонт информационного и коаксиального кабеля
Рисунок 1. Соединение кабелей способом встык К примеру, ремонт телефонного провода (например, ТРП 2х0,4) можно осуществить самостоятельно. Если обнаружено механическое повреждение кабеля — разрыв жил, нужно обрезать его на один сантиметр в обе стороны от места повреждения, затем с помощью ножа снять изоляцию и спаять жилы. После этого каждую жилу обмотать изоляцией в отдельности, а также обмотать изоляцией весь поврежденный участок.
Ремонт антенного кабеля похож на ремонт телефонного провода, однако имеет некоторые особенности. Если кабель расположен вне вашей квартиры — на улице, где он подвергается влиянию осадков, резкой перемене температур и прочих негативных факторов, место «сращивания» кабеля разрушается, после чего может потребоваться ремонт телевизионного кабеля. Чтобы этого не происходило, соединение требуется осуществлять в распределительной коробке со степенью защиты IP44 или более.
Если телевизионная антенна оснащена мачтой, ремонт несколько усложняется. Для начала необходимо поместить мачту на земле. В это время следует проверять натяжение кабеля, предотвращая сильный натяг. Затем необходимо проверить те места, где кабель присоединяется к распределителю — если несколько болтов ослаблены, необходимо заменить их. Если в местах крепления выявлен дефект, необходимо отрезать этот кусок кабеля, зачистить конец и крепко зафиксировать новыми болтами. Если какие-то части кабеля содержат разрывы, трещины и прочие дефекты, тогда как остальные части в пригодном состоянии, необходимо удалить дефектное место кабеля, очистить жилы от изоляции и скрепить концы специальной муфтой.
Обнаружение и ремонт нагревательного кабеля
Рисунок 2. Прибор для обнаружения повреждений в электрических системах теплых полов Ремонт кабеля теплого пола также имеет свои особенности. Если его повреждение произошло посредством сверления пола или прочих механических воздействий и нет необходимости выявлять место пробоя, можно сразу ремонтировать его. Однако если кабель повредился посредством других причин, необходим специальный прибор — рефлектометр или трассоискатель, с помощью которого возможно выявить поврежденный участок кабеля.
Обойдя неисправный пол с данным прибором, по его сигналу можно узнать, где именно находится повреждение. После этого необходимо демонтировать пол и вскрыть бетонную стяжку молотком. Когда участок с дефектным кабелем будет раскрыт, необходимо освободить концы провода от изоляции, зачистить их и поставить муфту. Для того чтобы соединить концы кабеля, можно воспользоваться готовым набором для соединения, а можно изготовить его самостоятельно. Для этого необходимо найти такой же кабель, как и в остальной проводке. Концы кабеля зачищаются, а затем соединяются с краями провода и закручиваются спиралью. Далее необходимо включить электричество и проверить работу. Если все нормально — необходимо спаять соединения и заизолировать оголенные участки.
Обнаружение дефектов и ремонт силового кабеля
Часто ремонт силового кабеля требуется в случае повреждений, связанных со снижением сопротивления изоляции жилы кабеля на землю. Для обнаружения неисправности замеряют сопротивление изоляции между жилой кабеля и его оболочкой с помощью мегомметра, а затем между несколькими жилами. Целостность жил устанавливают с помощью закрепления перемычки на конце кабеля и измерения сопротивления на другом его конце.
Существует несколько методов поиска дефекта кабеля:
- Импульсивный метод, который заключается в посылании импульса и его отражении. Измеряется временная задержка данного импульса и таким образом вычисляется место повреждения.
- Колебательный разряд — метод, который используется для нахождения заплывающих пробоев, образующихся посредством перегрева кабеля. На кабель подается постепенно возрастающее напряжение — до того момента, пока не произойдет пробой. Место повреждения находят с помощью периода колебаний разряда пробоя.
- Емкостный метод. Данный метод используют для выяснения расстояния между концом линии и точкой обрыва. При помощи моста переменного либо постоянного тока устанавливается емкость поврежденного проводника.
- Метод эхолокации. При помощи генератора формируются акустические удары, которые посылаются в землю в том месте, где проходит кабель. С помощью приемника улавливается отраженный сигнал; место наиболее мощного сигнала является местом аварии.
- Индукционный метод. На кабель подается высокочастотный ток, а специальный прибор фиксирует электромагнитные поля. Измененные параметры поля указывают место повреждения кабеля.
Рисунок 3. 1-кабель; 2-тело муфты; 3-гелевый наполнитель; 4-соединитель Когда повреждение найдено, происходит выкапывание и ремонт высоковольтного кабеля путем установки кабельной муфты. Удаляется оболочка джутовый покров, подушка, броня, а также изоляция и устанавливается ремонтная соединительная муфта. Если в кабель с бумажной изоляцией проникла влага, ремонт кабеля заключается в удалении поврежденного участка и замене его на новый. После этого на кабель устанавливается муфта. Муфты могут быть различные в зависимости от способа прокладки и типа кабеля. Например, оснащенные гелевым наполнителем — для предотвращения попадания воды, как показано на рисунке.
Ремонт электропроводки в квартире
Неисправности в проводке, как правило, возникают посредством механических воздействий либо токовой перегрузки при условии неисправной защиты.
Ремонт электропроводки в квартире включает в себя поиск неисправности. Очень часто неисправность в проводке возникает в результате повреждения скрытого под штукатуркой кабеля, например от забивания гвоздя. В таком случае ремонт электропроводки заключается в демонтаже штукатурки, разделке кабеля, установке муфты или соединения посредством наконечников и запайке термоусадкой места соединения. Если же повреждения более серьезные и ремонт электропроводки требует полной замены кабелей, необходимо соблюдать несколько правил.
- Замена электропроводки в квартире должна осуществляться целиком, поскольку частичная замена приводит к большому количеству соединений и скруток, которые могут привести к пожару.
- Если вам необходима замена электропроводки, нужно составить план расположения розеток, выключателей и осветительных приборов, решить, где будут размещены мощные электроприборы.
- Замена электропроводки предполагает расчет потребления электроэнергии. Необходимо просмотреть паспортные данные приборов, их мощность и количество потребляемой энергии. После чего надо сложить показатели оборудования, запитанного от одной линии. На основании этих показателей можно выбирать кабель, подходящий для вашей квартиры.
- Качественная замена электропроводки в квартире не предполагает экономию. Для того чтобы обеспечить надежность и долговечность, замена электропроводки должна включать покупку качественной электрофурнитуры: выключателей, розеток.
- Замена электропроводки в доме предполагает обязательное отключение электропитания перед проведением любых работ с электричеством.
Рисунок 4. Штробы в стенах Замена электропроводки в доме осуществляется после того, как сделана перепланировка, но до покраски и штукатурки стен. Если требуется замена кабеля, в таком случае после демонтажа старого кабеля новый укладывается в ту же штробу. Если же требуется осуществить новую прокладку кабеля, то для этого применяют штроборез или перфоратор, с помощью которого в стенах проделываются специальные углубления — штробы, в которых укладывается проводка. Также с помощью перфоратора делаются углубления для розеток и распаечных коробок. Последние не должны слишком глубоко уходить в стену, чтобы в случае необходимости можно было быстро надрезать обои и получить доступ к коробке. После укладки кабеля в штробы он фиксируются алебастром, а сами штробы замазываются цементным раствором или гипсовой смесью.
