 Технология создания кабельной изоляции из сшитого ... годах 20 века. Сшивка – ...


В чем принципиальное отличие кабелей с изоляцией из сшитого
полиэтилена?
Технология создания кабельной изоляции из сшитого полиэтилена появилась в 70-х
годах 20 века. Сшивка – создание пространственной решетки за счет образования
продольно-поперечных связей между макромолекулами полимера – увеличивает жесткость
изоляции при повышенных температурах.
В процессе старения (деструкции) сшитого полиэтилена его эксплуатационные
характеристики снижаются. Основная причина этого – водные триинги – повреждения
полимера, развивающиеся на технологических дефектах изоляции при совместном действии
электрического поля и влаги, диффундирующей из окружающей среды.
Вместе с влагой в изоляцию проникают агрессивные вещества. Они разрушают
полимерные цепи, приводя к образованию микрополостей, которые в свою очередь служат
резервуарами для накопления влаги. Под воздействием электрического поля полярные
молекулы воды образуют древовидные структуры, направленные вдоль силовых линий
электрического поля,- водные триинги.

Возможно ли испытание кабельных линий, выполненных СПЭ кабелями
постоянным напряжением по нормам, принятым для кабелей с пропитанной бумажной
изоляцией?
Распределение постоянного напряжения по толщине электрической изоляции
кабелей из сшитого полиэтилена и пропитанной бумаги принципиально разное. За счет
образования объемных зарядов у электродов на внутренней и наружной поверхностях
изоляции из сшитого полиэтилена образуется локальная концентрация электрического поля,
которая может привести к разрушениям в виде скользящих разрядов и пробою в первую
очередь кабельных муфт, являющихся более слабыми в электрическом отношении
элементами КЛ. Такие случаи пробоя муфт неоднократно наблюдались при испытаниях КЛ
на номинальное напряжение 10 – 35 кВ постоянным (выпрямленным) напряжением по
нормам, предусмотренным в ПУЭ для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, где
величина испытательного напряжения составляет 10,3 U0.

Какой подход необходим к обслуживанию кабелей выполненных с изоляцией
из сшитого полиэтилена?
Применительно к силовым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена гораздо
более эффективным и экономичным является щадящий метод испытаний напряжением
сверхнизкой частоты 0,1 Гц, которое по величине не превышает более чем в 3 раза
номинальное напряжение КЛ. Испытания при очень низких частотах со сменой полярности
позволяют выявлять дефекты в изоляции без формирования объемных зарядов в структуре
полиэтиленовой изоляции, что приводит к резкому уменьшению ресурса такого кабеля, в
отличие от того, как это происходит при приложении постоянного напряжения. Поэтому за
рубежом кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена испытываются исключительно
напряжением сверхнизкой частоты. При испытаниях силовых кабелей с бумажной
пропитанной изоляцией применение этого метода позволяет в значительной степени
уменьшить испытательное напряжение по сравнению с испытаниями постоянным
напряжением.
Испытательное постоянное напряжение может вызывать повреждения твердой
изоляции (полляризация сшитого полиэтилена ведет к древовидным пробоям), ограничена
и его способность выявления многих типов дефектов. Поэтому в практике испытаний
многие стали отказываться от применения постоянного напряжения или снижать его
уровень, что приводит к дополнительному уменьшению объема информации о
состоянии кабеля.
В международных стандартах МЭК 60502-2, HD 620 для кабелей среднего
напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется испытание КЛ
проводить переменным напряжением, в т.ч. пониженной частотой 0,1 Гц. В качестве
альтернативы допускается! проводить испытания КЛ постоянным напряжением
величиной 4 Uo в течении 15 минут (п. 20.2.2 МЭК 60502-2) с характерным
напряжением постоянного тока
может повредить испытуемую систему изоляции“.
примечанием:
“испытание
Испытание переменным напряжением сверхнизкой частоты является наилучшим
способом
проверки
работоспособности
кабеля.
Это
испытание
типа
проходит/непроходит: или изоляция кабеля в нормальном состоянии и выдерживает
испытательное напряжение, или она
пробивается. Если повреждение произошло,
необходимо найти место повреждения и заменить поврежденный участок отрезком
кондиционного кабеля.
Вы только что проложили или отремонтировали кабель: что дальше?
 Способы реализации метода сверхнизких частот (СНЧ).
В последнее время становится типичной ситуация, когда функции уже эксплуатируемой
электротехнической лаборатории (ЭТЛ) становятся неактуальными. Тому могут быть разные
причины, начиная от полного морального и физического устаревания оборудования из
состава ЭТЛ и заканчивая изначальной ограниченностью функций лаборатории, которая
приобреталась пару лет назад. К примеру, изначальное отсутствие в функционале ЭТЛ
оборудования для работы с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-изоляции).
Для обеспечения выполнения данного вида работ ЗАО «ОбнинскЭнергоТех», разработали и
внедрили установку сверхнизкой частоты (0.1Гц), которая выполнена в качестве
дополнительной опцией в составе Автолаборатории. В автономном варианте установка в
стадии разработки. СНЧ Обнинского производства позволяют проводить полевые
испытания силовых кабельных линий номиналом 10кВ; 20 кВ, длиной 10км., что
соответствует присоединенной емкости 4мкФ.

Итак, после прокладки кабеля проводятся два типа испытаний: испытания
основной изоляции и защитной наружной оболочки (наиболее повреждаемая часть
кабеля).
Для испытания и поиска повреждений защитной оболочки кабеля с изоляцией из
сшитого полиэтилена ЗАО «ОбнинскЭнергоТех» запустил в производство Прибор контроля
оболочки -ПКО-5.
Прибор производит полный цикл работ по диагностике и поиску повреждений.
По сравнению с импортными аналогами (MFO-5/1) обладает более высокой
чувствительностью, что позволяет определять расстояние до места повреждения при
меньшей величине тока через повреждение оболочки –до 2мА. При большем токе в месте
повреждения выделяется значительная мощность и может повредиться структура изоляции
кабеля. При малом токе не повреждаются слои под оболочкой , что облегчает ремонт
оболочки, также при малом токе облегчается нахождение повреждений при наличии двух и
более повреждений.
1. Испытания после прокладки кабеля или его ремонта
Кабельные линии и кабельные перемычки в РП и ТП из одножильного кабеля с
изоляцией из сшитого полиэтилена вновь проложенные или после ремонта номиналом 6кВ
–10кВ должен выдерживать 15-20мин напряжение 18кВ ; кабель номиналом 20кВ должен
выдерживать испытательное напряжение 15-20мин. Переменным напряжением 36кВ .
Поскольку большинство аварий обусловлены производственными дефектами и
дефектами прокладки, испытания
напряжением СНЧ необходимы для проверки
работоспособности кабеля. Это быстро, легко и дает надежные результаты.
Коммунальные и промышленные предприятия, которые используют внешних
подрядчиков для прокладки кабеля, должны требовать от них перед сдачей работ
провести испытания кабеля напряжением СНЧ. Если этого не сделать, вскоре после
завершения работ может произойти повреждение кабеля. Впоследствии проведение
испытаний будет Вашей обязанностью.
2. Система профилактических испытаний кабелей
Установки
СНЧ
должны
использоваться
при
плановых
испытаниях
ответственных кабельных участков: распределительных линий, кабелей подстанций,
отводов подстанций, кабелей ответственных потребителей, точной URD-локации и т.д.
Эти испытания проводятся только на вновь проложенных кабелях. Если требуется
испытание кабелей, находившихся в эксплуатации, испытательные напряжения
должны быть снижены с учетом наработки кабелей, условий окружающей среды,
повреждений кабеля и цели испытаний.
Следует отметить, что предложенные нормы в разных кабельных хозяйствах
регламентируются Главными инженерами, составляются периодичность, нормы и системы
испытаний кабельных линий исходя из состояния кабелей, их протяженности и условий
прокладки, а также требований производителей конкретных кабелей.