I přes systematickou kontrolu kabelových tras a kabelů a preventivní zkoušky dochází na kabelových vedeních k poškození.
Vady kabelů, které způsobují poškození kabelových vedení, lze nalézt v továrně, provozu, instalaci, přepravě a skladování.
Mezi závady při přepravě a skladování kabelů patří nárazy, promáčknutí a poškození konců kabelů utěsněných ve výrobě. Poškozenými konci kabelu může snadno proniknout vlhkost. Pokud vlhkost proniká z konce, dochází k rychlejšímu poškození kabelu (vlhkost, jako knot, proniká kabelem na velké vzdálenosti). V případě bočního poškození pancíře (například neznatelné proražení) proces probíhá velmi pomalu, dokud vlhkost nepronikne do vodičů vedoucích proud.
Závady při instalaci jsou různé. Mezi hlavní patří špatné pájení hrdel spojky, porušená izolace při vedení žil kabelu při jeho řezání, špatné, nekvalitní pájení spojovacích objímek, neúplné nebo příliš rychlé plnění spojky, ostré ohyby v závitech kabelu, které porušení pásové izolace žil kabelu, zkroucení kabelu, což vede k porušení izolace, promáčknutí a nárazům.
Je vhodné bojovat proti tomuto druhu závad pečlivou technickou kontrolou a také instalačními pracemi prováděnými kvalifikovaným personálem.
Provozní závady zahrnují prasknutí kabelu ve spojkách v důsledku sedání země, únik hmoty z kabelu nebo spojky, pronikání vlhkosti do spojek, korozi kabelu chemickými roztoky a bludnými proudy, poškození izolace kabelu zvýšenými teplotami (přetížení kabelu, přítomnost cizího tepla zdroje v blízkosti kabelu, což zvyšuje teplotu kabelu).
Provozní závady jsou odstraňovány systematickým a pečlivým sledováním stavu spojek a kabelů a kontrolních výkopů.
Určení povahy poškození kabelu. Kabel se zkontroluje pomocí megaohmmetru a určí se povaha poškození.
U třífázových kabelů dochází k následujícím typům poškození:
– porušení izolace jedné, dvou nebo tří fází bez přerušení vodiče;
– přerušení jednoho, dvou nebo tří vodičů bez uzemnění;
– přerušení jednoho, dvou nebo tří vodičů s uzemněním.
Při určování povahy poškození použijte megger k vyhodnocení stavu izolace fáze-zem a mezi fázemi a změřte ohmický odpor izolace kabelu. Na Obr. Obrázek 3.1 ukazuje schematický diagram nejběžnějšího megaohmmetru typu M 1101, který má dvě oblasti měření.
Obr. Schematické schéma megaohmmetru typu Ml 101
Megaohmmetr se skládá z generátoru stejnosměrného proudu G, otáčeného rukou, měřeného magnetoelektrického zařízení I, poměrového systému a přídavných odporů. Normální rychlost otáčení rukojeti zařízení je 120 ot./min. Přepínač P se používá k přepínání mezí měření meggeru. Přístroj má tři svorky s nápisy: čára L, zem Z, stínění E. Svorky L Z se připojují k předmětu a uzemňují v případě měření izolačního odporu vůči zemi nebo obě svorky jsou připojeny k elektrickým obvodům, mezi kterými je izolace měří se odpor. Pokud je výsledek měření izolace objektu zkreslen povrchovými proudy v izolaci, přiloží se na izolaci objektu stínící elektrody, které se připojí na svorky meggeru E. Na horní hranici měření jsou kontakty 2 resp. 3 koncového spínače P jsou sepnuty. V tomto případě je vytvořen sériový proudový obvod: plus generátor, poměrový měřič pracovního rámce 5, rezistor R1, kontakty spínače 3 a 2, svorka L, měřený odpor, svorka 3, rezistor R2 a generátor mínus. Měřený odpor je zapojen do série v obvodu mezi svorky L a 3. Při zkratování svorek L a 3 a otáčení generátoru normální rychlostí je ručička poměrového měřiče nastavena na počáteční značku stupnice – nulu. Při otevřených svorkách L a 3 a stejných podmínkách je ručička logometru nastavena na koncovou značku stupnice – nekonečno.
Na spodní hranici měření jsou sepnuté kontakty 3-4 a 1-2 koncového spínače P. V tomto případě je vytvořen paralelní proudový obvod: plus generátoru, pracovní rám poměrového měřiče 5, rezistor R1, kontakty 3 a 4, odpor R2, mínus generátoru. Kontakty 1-2 pak připojí svorku L ke kladnému pólu generátoru a měřený odpor je připojen paralelně k rezistoru. V tomto případě při zkratovaných svorkách L a 3 je šipka nastavena na značku stupnice – nekonečno horní meze měření, která odpovídá nule spodní meze.
Měření izolace mezi fází a zemí se provádí na obou koncích kabelu. Izolační stav mezi fázemi kabelu se testuje stejným způsobem. Poté začnou určovat integritu kabelových jader.
Zkratování kabelu na jednom konci a jeho uzemnění je nutné z následujících důvodů. Při určování povahy poškození je žádoucí přesně zjistit, zda nedošlo k přerušení jedné, dvou nebo tří fází kabelu. Pokud zkratujete pouze konec kabelu bez uzemnění, pak testy kabelu ukážou, že v obou případech došlo k přerušení všech tří fází, přičemž ve skutečnosti v jednom případě dojde k přerušení dvou fází a v u druhého je přestávka ve všech třech. Uzemnění kabelu při zkratu na jeho konci umožňuje přesně určit povahu poškození.
Pokud se jádro kabelu rozbije, megohmetr ukáže, že izolační odpor je roven nekonečnu a v případě uzemnění – na fázi, která není poškozena, bude izolační odpor nulový a na zbývajících dvou bude stejný do nekonečna. Tímto způsobem bude přesně určen skutečný stav žil kabelu.
Po určení charakteru poškození kabelu začíná měření a určení místa poškození. Pro dosažení nejlepší přesnosti měření při určování místa poruchy kabelu je vhodné, aby odpor v místě poruchy nebyl vyšší než 5000 Ohmů. K tomu je kabel spálen v místě poškození pomocí speciální instalace nazývané zkušební pálení. Obsahuje zkušební transformátor s usměrňovačem vysokého napětí (zkušební část instalace) a hořící transformátor s usměrňovačem (hořící část instalace). Všechny transformátory jsou napájeny ze sítě 220/380 V.
Pracovní postup instalace je následující: nejprve se zapne zkušební transformátor, který dává napětí asi 35 kV. S klesajícím odporem místa poruchy zároveň klesá napětí na usměrňovači vysokého napětí. Když napětí na něm klesne na 20 kV, připojí se hořící transformátor.
K určení místa poškození Nejpoužívanější metody jsou:
absolutní – indukční a akustické
a relativní – pulzní, oscilační výboj, smyčka a kapacitní.
Účinnost určení místa poruchy je výrazně ovlivněna velikostí přechodového odporu v místě poruchy. Jeho snížení na požadovanou hodnotu se provádí vypalováním pomocí speciálních instalací. K tomuto účelu se v současnosti používají zařízení ASHIK-1 a ASHIK-2 vyvinutá společností VostNII. Umožňují: testovat elektrickou pevnost izolace kabelového vedení pulzním napětím až 30 kV po dobu 10 5 . 10 3 s, určit místo poškození podél trasy kabelu.
Zařízení se skládá ze dvou bloků: pulsní zkoušečka izolace napětí, vyhledávač místa poruchy se senzorem.
Při testování CL otáčením rukojeti induktoru se napětí postupně zvyšuje na testovací napětí. Poté se stisknutím tlačítka „Test“ přivede na kabel pulzní napětí. Pokud je izolace kabelu dostatečně pevná, indikátor porušení izolace bude ukazovat nepřítomnost svodového proudu. V případě elektrického průrazu izolace bude indikátor ukazovat přítomnost svodového proudu přes poškozenou izolaci.
Kabelové vedení se považuje za vyhovující zkoušce, pokud nedojde k žádnému elektrickému průrazu, když se na každé jádro kabelu třikrát přiloží pulzní napětí.
Pro určení místa poškození se na plášť kabelu v místě podezřelého poškození nainstaluje indukční rám napěťového detektoru a na povel operátora se na kabel přivede pulzní napětí. Pohybem rámu po kabelu a čtením indikátorů se určí místo poškození. Při používání zařízení je zvláštní pozornost věnována sledování koncentrace metanu v dolech, kde se provádí testování a zjišťuje se místo poškození kabelu; provádění organizačních a technických opatření k zajištění bezpečnosti práce.
Po určení místa a zjištění poškození přímo na kabelu začnou opravovat. Nejprve vyřízněte poškozené místo a vyzkoušejte izolaci zbývajících částí kabelu. Pokud jsou výsledky testu vyhovující, jsou pancéřové kabely spojeny pomocí spojky.
Opravy plášťů ohebných kabelů s poškozením ve formě roztržení nebo proříznutí, jakož i poškozením pláště o délce nejvýše 150 mm, se provádí pomocí přenosných vulkanizérů VISH-2 pro napětí 127 V. pro opravu se vloží do předehřáté formy a zajistí se vyjímatelnou poloviční formou. Do formy se instalují vložky odpovídající průměru kabelu. Při instalaci formy na magnetický obvod se místo vulkanizace zahřívá. Přibližná doba ohřevu je 50-70 minut. Po opravě musí být kabel zkontrolován a otestován.
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli:
Všechna kabelová vedení napájející průmyslová nebo komunální zařízení musí splňovat určité požadavky na pevnost elektrické izolace.
K poškození izolace kabelového vedení dochází z následujících důvodů:
– Tovární vady (praskliny nebo průchozí otvory v plášti, překrytí několika papírových proužků, otřepy na drátech vodičů s proudem atd.).
– Instalační vady (nepřipájená hrdla spojek, porušená izolace na žilách při elektroinstalaci, špatné zapájení spojovacích svorek, neúplné vyplnění spojek tmelem atd.).
– Vady pokládky (ostré ohyby v rozích, zkroucení kabelu, zauzlení, promáčknutí atd.).
– Díry a promáčkliny způsobené při výkopech na kabelových trasách.
– Koroze pláště způsobená bludnými proudy nebo chemickým složením půdy.
– Stárnutí izolace nebo přehřívání.
3.12. Metody určování místa poškození v silových kabelech.
Stávající metody zjišťování místa poškození silových kabelových vedení je vhodné rozdělit do dvou skupin: relativní (nepřímé) metody, které umožňují určit vzdálenost od místa měření k místu poškození (všechna měření se provádějí buď na začátku nebo na konci kabelového vedení) a absolutní (přímé) metody , které umožňují označit místo poškození přímo na trase (geograficky). I při vysoké přesnosti relativní metody nelze na trase určit místo pro ražbu, tzn. je vyžadováno absolutní ověření.
V souladu s výše uvedeným je pro určení místa poškození nutné použít alespoň dvě metody: relativní a absolutní.
Relativní metoda zajišťuje rychlost přibližného určení místa poškození, kam má měřič zajet a již absolutní metodou upřesnit místo pro ražbu.
V současné době jsou nejrozšířenější následující metody pro určení poškození napájecích kabelů:
Relativní nebo nepřímé: smyčka, puls, oscilační výboj, kapacitní;
Absolutní nebo přímé: indukční, akustické.
V závislosti na typu poškození kabelového vedení je třeba zvolit a použít určité metody pro určení místa poškození (tabulka 1)
Typ poškození
Přechodový odpor, Ohm
Průrazné napětí v místě poškození, kV
Doporučená metoda
Zkrat mezi fázemi
Fáze na zemní spojení
Fáze na zemní spojení
Blízko nule
10 6 a další
Žádná porucha (více než test)
Přerušený vodič s nekovovým zemním spojením v místě přerušení
Plovoucí průraz ve spojce
10 6 a další
1. Oscilační výboj
КKabely s izolací ze zesíťovaného polyetylénu
V současné době v Ruské federaci vzrostl zájem spotřebitelů o nové kabely s izolací ze zesíťovaného polyetylenu (XLPE), které v blízké budoucnosti nahradí kabely s izolací z impregnovaného papíru (IBP) a polyvinylchloridu (PVC). To je způsobeno skutečností, že podniky s takovými kabelovými vedeními vysoce oceňují provozní výhody izolovaných kabelů XLPE. Mnoho ruských výrobců se řídilo tímto principem, již modernizovalo své technologie a zahájilo výrobu podobných kabelů pro domácí spotřebitele.
To je způsobeno významnými výhodami XLPE kabely:
zvýšením dovolené teploty jádra bylo dosaženo větší kapacity kabelu (v závislosti na podmínkách instalace jsou dovolené zatěžovací proudy o 1/6 – 1/3 vyšší než u kabelů s papírovou izolací);
vysoká odolnost proti vlhkosti, což eliminuje potřebu kovového pláště;
při zkratu je poskytován proud vyšší tepelné stability;
elektrické izolační vlastnosti jsou vyšší a dielektrické ztráty jsou nižší;
menší povolený poloměr ohybu kabelu;
protože se pro izolaci a opláštění používají polymerní materiály, není při pokládce kabelů při teplotách –20°C předehřívání nutné;
neomezené možnosti kladení kabelů na trasy s jakýmkoli rozdílem úrovní;
XLPE kabel má menší rozměry a hmotnost, v důsledku toho se zjednodušuje pokládání kabelů jak v kabelových konstrukcích, tak v zemi na obtížných trasách.
Kabely s izolace impregnovaná papíremNavzdory poměrně vysokým a stabilním elektrickým charakteristikám mají řadu nevýhod: – technologie výroby kabelů je složitá a pracná, proto jsou její náklady poměrně vysoké; – kabel má omezení, když je položen svisle, protože je pozorováno odvodnění impregnační kompozice; – konstrukce kabelu je těžká, protože Povinným prvkem designu je kovový plášť, který chrání impregnovaný papír, který působením vlhkosti ztrácí své izolační vlastnosti.
Všechny výše uvedené nevýhody nejsou vlastní kabelům, jejichž izolace sestává z polyolefinových materiálů. Nejběžnějším a nejrozšířenějším polyolefinem v kabelových výrobcích je polyethylen (PE).
V počáteční fázi zpracování má termoplastický polyethylen vážné nevýhody, z nichž hlavní je zhoršení mechanických vlastností při zahřátí na teplotu tání materiálu.
K vyřešení tohoto problému výrobci používají zesíťovaný polyethylen a k „zesíťování“ dochází na molekulární úrovni. V tomto případě při procesu síťování vznikají mezi makromolekulami polyethylenu příčné vazby, které vytvářejí trojrozměrnou strukturu materiálu. Díky této struktuře má polyethylen vysoké elektrické a mechanické vlastnosti, široký rozsah provozních teplot a nižší hygroskopičnost. Existuje několik technologií pro síťování termoplastických materiálů. Pro kabely do 1 kV se používá nejběžnější metoda – síťování přes roubované organofunkční skupiny, jako takové se používají silany. Tato metoda se také nazývá zesíťování silanolu. K zesítění polyethylenu dochází pomocí páry nebo vody, jejíž teplota dosahuje 80-90 °C. Vlivem vlhkosti, tepla a použití katalyzátoru dochází k hydrolýze silanolových skupin a v důsledku toho k zesítění materiálu.
Tento způsob síťování polyetylenu nelze použít pro kabely s izolací navrženou pro napětí 10 – 35 kV, protože při zpracování je poměrně obtížné dosáhnout rovnoměrných fyzikálních a mechanických vlastností v radiálním směru izolace, a také proto, že izolace vysokonapěťových kabelů má mnohem větší tloušťku ve srovnání s nízkonapěťovou kabelovou izolací.
Pro zesíťování izolace kabelů pro napětí 10 – 35 kV se používá další metoda – síťování pomocí peroxidů. Tento proces na rozdíl od zesíťování silanolu probíhá v suchém prostředí, konkrétně v prostředí inertního plynu (dusíku), za působení vysokých teplot 300 až 400 °C a tlaku 8 – 12 atm, při zachování elektrických charakteristik vysokonapěťových kabelů.
Použití výše popsaných metod pro prošívání kabelů je potvrzeno světovými výrobci, kteří zavedli výrobní technologii a téměř zcela přešli na použití vysokonapěťových a vysokonapěťových silových kabelů s izolací ze zesíťovaného polyetylenu (XPE). To lze vysvětlit tím, že kabely s impregnovanou papírovou izolací jsou považovány a považovány za zastaralé. Jak ukazuje praxe, pomocí kabelů s izolací XLPE pro napětí 6-10 kV je možné vyřešit problémy se zlepšením spolehlivosti napájení spotřebitelů optimalizací a rekonstrukcí schémat elektrické sítě.
K dnešnímu dni již mnoho zemí kladně posoudilo výkonnostní charakteristiky kabelů s izolací ze zesíťovaného polyetylénu (XPE) pro střední a vysoké napětí a téměř úplně přešlo na jejich použití. Například podíl komponentů na celém trhu s napájecími kabely je 85 % v USA a Kanadě, 95 % v Německu a Dánsku a v Japonsku, Francii, Finsku a Švédsku se v distribučních sítích vysokého napětí používá pouze kabel s izolací XLPE. Ruské energetické společnosti, které posoudily pozitivní aspekty provozu kabelů vysokého a vysokého napětí s izolací XLPE, se také zaměřují na použití tohoto typu kabelů při pokládce nových kabelových vedení a výměně nebo generálních opravách starých. Kromě toho se používají speciálně navržené spojky k vytvoření spojení mezi kabely s impregnovanou papírovou izolací a kabely s izolací ze sítě PE. Tím se výrazně snižují problémy při opravách a rekonstrukcích elektrických sítí.
