Страница 36 из 42
§ 52. Испытания кабельных линий
Кабельные линии испытывают после их монтажа и периодически в процессе эксплуатации. Испытания после монтажа проводят в соответствии с требованиями ПУЭ с целью проверки качества соединительных и концевых муфт кабелей, монтажа и изготовления кабелей.
Кабельные линии напряжением выше 1000 В испытывают повышенным напряжением выпрямленного тока в соответствии с табл. 20.
Таблица 20. Испытательные, напряжения для силовых кабелей
|
Испытательное напряжение, кВ, |
Продолжительность испытания, |
|||||
|
Кабели: | ||||||
|
с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или в металлической оболочке | ||||||
|
с резиновой изоляцией | ||||||
В процессе испытания обращают внимание на характер изменения тока утечки. Кабельные линии считаются выдержавшими испытания, если не произошло пробоя итолчков тока утечки или его нарастания, после того как ток достиг установившегося значения. До и после испытаний повышенным напряжением измеряют сопротивление изоляции кабелей, которое не нормируется.
Сопротивление изоляции кабелей измеряют мегомметром на напряжение 2500 В по схеме между каждой жилой и жилами, соединенными с металлической оболочкой и броней кабеля. Для силовых кабелей напряжением до 1000 В сопротивление изоляции нормируется и должно быть не менее 0,5 МОм. Испытания кабелей повышенным напряжением не выявляют все слабые места изоляции новой кабельной линии. Некоторые дефекты монтажа и изготовления кабелей и муфт, а также повреждения кабельной линии в процессе эксплуатации постепенно приводят к ослаблению изоляции и пробою.
Чтобы предупредить пробой ослабленного места кабельной линии и внезапный перерыв в электроснабжении потребителей, периодически в плановом порядке проводят профилактические испытания кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока.
Испытательное напряжение для кабелей 3 - 10 кВ установлено в пределах пятикратного номинального значения, время его приложения - 5 мин для каждой фазы. Этого достаточно для выявления ослабленных мест в кабеле и муфтах. Профилактические испытания кабельных линий должны проводиться не реже одного раза в год. Более частую периодичность испытаний устанавливают для кабелей, работающих в тяжелых условиях (вибрация, высокая наружная температура и т. п.), а также при дефектах линий. Кабели, проложенные в земле и не имеющие электрических пробоев при работе и испытаниях в течение 5 лет, могут испытываться не реже одного раза в 3 года. Этот же срок установлен для кабелей, проложенных в кабельных сооружениях, при условии, что они не подвержены воздействию коррозии и механическим повреждениям и не имеют соединительных муфт.
Если на трассах линий производились земляные работы или наблюдались осадки почвы, размывы или оползни, необходимы дополнительные (внеочередные) испытания этих линий. Внеочередные испытания проводят также после окончания ремонтных работ на линии. Кабели, присоединенные к токоприемникам испытывают, как правило, во время ремонта токоприемников. При испытаниях кабелей в РУ их отсоединяют разъединителями. Поэтому вместе с кабелем испытывают концевые муфты и опорные изоляторы.
Рис. 114. Схемы испытания трехжильного силового кабеля с поясной изоляцией (а) и отдельно освинцованными жилами (б)
Изоляцию кабельных линий испытывают постоянным током с помощью кенотронной установки КИИ-70, схема включения которой приведена на рис. 114. При испытании трехжильного кабеля с поясной изоляцией напряжение от испытательной установки прикладывают поочередно к каждой жиле, а две другие жилы и металлическую оболочку заземляют (рис. 114,а). Кабель, испытанный постоянным током, длительное время сохраняет заряд. Поэтому по окончании испытаний каждой фазы кабельной линии все жилы кабеля должны быть разряжены через ограничительное сопротивление, которое имеется в кенотронной установке.
При испытании кабеля с отдельно освинцованными жилами напряжение прикладывают поочередно к каждой жиле, при этом металлическую оболочку жилы заземляют (рис. 114,6). Для испытания кабелей напряжением 3 - 10 кВ применяют стационарные и передвижные кенотронные установки. Стационарные установки в основном предназначены для электростанций и подстанций, где имеются РУ с большим количеством присоединяемых кабельных линий. В монтажных организациях и городских кабельных сетях широкое применение нашли кенотронные установки, смонтированные на автомашинах с крытым кузовом.
§ 53. Определение мест повреждений в кабельных линиях
Для обеспечения надежности и экономичности энергоснабжения потребителей кабельные линии, пробитые при испытаниях или вышедшие из строя при работе, должны быть исправлены в кратчайшие сроки.
В технологии ремонта силовой кабельной линии наибольшие затраты времени приходятся на определение мест повреждения. Большая часть эффективных методов определения места повреждения (импульсный, индукционный и др.) требует, чтобы переходное сопротивление на участке повреждения было снижено до десятков, единиц и долей Ома. Этого достигают прожиганием изоляции в дефектном месте с помощью специальных установок. Прожигание дефектной изоляции силовых кабельных линий производят под воздействием энергии, выделяющейся в канале пробоя. В результате этого обугливается изоляция в месте повреждения и снижается переходное сопротивление.
Быстрое и точное определение места повреждения в кабельных линиях осуществляется передвижными измерительными лабораториями, располагаемыми в крытом фургоне автомашины.
Внутри лаборатории монтируют установку для прожигания кабелей и специальные измерительные приборы: импульсный прибор Р5 -8 или Р5-9 (измеритель неоднородностей кабелей), определяющий характер и место повреждения с диапазоном измерения от 1 до 10000 м;
прибор Щ-Ч120 (или ЭМКС-58М), комплектно с присоединительным устройством определяющий расстояние до места повреждения кабельной линии при заплывающих пробоях с диапазоном измерения от 40 до 20000 м (метод колебательного разряда);
кабельный мостик УКМ, служащий для определения места повреждения (метод петли или емкостный метод);
устройство для определения места повреждения непосредственно на трассе при условии, что в поврежденном месте может быть искусственно создан электрический разряд, прослушиваемый с поверхности земли (акустический метод);
оборудование и аппаратура для определения места повреждения непосредственно на трассе (индукционный метод). Характер повреждения определяют также импульсными приборами ИКЛ-5, Р5-1А, Р5-5.
Повреждения в кабельных линиях делятся на следующие виды: повреждения изоляции, вызывающие замыкание одной, двух или трех фаз на землю, либо двух или трех фаз между собой; обрыв одной, двух или трех фаз без заземления или с заземлением оборванных и не оборванных, жил; заплывающий пробой изоляции.
В большинстве случаев для определения характера повреждения достаточно мегаомметром выполнить следующие измерения: определить сопротивление изоляции каждой жилы по отношению к земле, сопротивление изоляции между жилами, целостность жил. После того как произведены все необходимые измерения, составляют схему повреждения кабельной линии и выбирают, метод для данного вида повреждения.
Для прожигания дефектной изоляции применяют выпрямительные устройства, повышающие и резонансные трансформаторы, регулируемые дроссели и генераторы повышенной частоты.
Наилучшего прожигания дефектных мест изоляции кабелей достигают с помощью выпрямительной установки при ступенчатом изменении тока и напряжения. Кроме того, для этого метода используют кенотрон - газотрон, кенотрон - тиратрон, кенотрон - мощный полупроводниковый выпрямитель. Хорошими характеристиками обладает кремниевый выпрямитель ВВК-0,5/200.
Для прожигания высоким напряжением переменного тока используют трансформаторы напряжением 3, 6, 10 кВ, мощностью от 10 до 100 кВ-А. В тех случаях, когда от трансформатора напряжением 0,4/6 кВ желательно кратковременно получать переменное напряжение 18-; 20 кВ, применяют схему с форсированным режимом; работы.
Резонансные трансформаторы относятся к нерегулируемым установкам, у которых резонансный контур образуется в основном индуктивностью вторичной обмотки и емкостью кабеля. Резонансные трансформаторы, просты, имеют сравнительно малую массу и размеры. Наиболее часто применяют резонансный аппарат РА-2.
Во всех случаях повреждений кабельных линий предварительно определяют зону повреждения на линии и после этого различными методами уточняют место повреждения непосредственно на трассе линии. Для определения зоны повреждения линии применяют импульсный и методы колебательного разряда, петли и емкостной. Для нахождения места повреждения непосредственно на трассе линии рекомендуется применять акустический, индукционный и метод накладной рамки. Для примера отыскания дефектных мест в кабельных линиях ниже будут рассмотрены импульсный и акустический методы.
Рис. 115. Измерение зондирующего и отраженного импульсов при коротком замыкании жил кабеля
Импульсный метод (рис: 115) основан на измерении времени пробега короткого импульса, посылаемого в линию от места измерения до места повреждения и обратно. Скорость распространения импульса по кабелю принимают равной 160 м/мкс. На экране электроннолучевой трубки прибора ИКЛ нанесены линии импульса и масштабных отметок времени, которые следуют через 2 мкс. Отсчитывая по экрану количество масштабных отметок до места повреждения и зная скорость импульса, умножением этих величин определяют расстояние до места повреждения. Для случая повреждения, показанного на рис. 115, получается отметка 2,8, что соответствует расстоянию Lx , от места присоединения прибора ИКЛ до места повреждения кабеля.: Lx = vn = 160 2,8 = 448 м, где v = 160 м/мкс, п - количество масштабных отметок.
1 Указанный метод применяют при обрыве или одно-, двух- или трехфазных коротких замыканиях при условии, что переходное сопротивление в месте повреждения не превышает 100 - 200 Ом.
Акустический метод (рис. 116) основан на прослушивании над местом повреждения разрядов от посылаемых импульсов в кабельную линию. В качестве генератора импульсов применяют кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов может быть использована емкость неповрежденных жил. Для прослушивания разрядов над местом повреждения применяют кабелеискатель-звукоприемник, состоящий из приемной рамки (антенна), усилителя и телефонных трубок.
Рис. 116. Схемы определения места повреждения акустическим методом:
а
- для заплывающих пробоев в муфтах, б - при устойчивом замыкании, в - с использованием емкости неповрежденных жил, 1 - фазы кабеля, 2 - металлическая оболочка кабеля, 3 - поврежденное место на кабельной линии; Р - разрядник, С - зарядная емкость
При акустическом методе предварительно определяют зону повреждения. После этого оператор со звук приемником отправляется в зону повреждения. На поврежденную жилу подают импульсы с периодичностью около одного импульса в секунду. Идя по трассе в зоне повреждения, оператор прослушивает разряды. Если разряды не прослушиваются, звукоприемник переносят вдоль трассы линии. Над местом повреждения кабельной линии слышимость искровых разрядов наибольшая.
Кабельные линии непосредственно после их сооружения и в процессе эксплуатации подвергаются испытаниям, с помощью которых выявляются ослабленные места или дефекты в изоляции и защитных оболочках кабелей, соединительной и концевой арматуре.
Причины возникновения таких ослабленных мест весьма различны. Они могут возникать при изготовлении кабеля на заводе-изготовителе, при прокладке кабелей и изготовлении кабельной арматуры в процессе монтажа кабельной линии. Ослабленные места в кабельных линиях возникают и в процессе эксплуатации из-за старения изоляции кабелей, коррозии оболочек кабелей, механических повреждений и др. Ослабленные места и дефекты имеют скрытый характер и под воздействием рабочего напряжения постепенно могут привести к аварийному выходу из строя кабельную линию.
Избежать аварийное нарушение электроснабжения потребителей из-за наличия ослабленных мест и дефектов можно за счет проведения испытаний кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока. Кабельные линии напряжением выше 1000 В после их монтажа испытывают в соответствии с требованиями ПУЭ повышенным напряжением выпрямленного тока в соответствии с таблицей 3
Таблица 3 – Испытательные напряжения для силовых кабелей
В процессе испытания обращают внимание на характер изменения тока утечки. Кабельные линии считаются выдержавшими испытания, если не про-изошло пробоя и толчков тока утечки или его нарастания, после того как ток достиг установившегося значения. До и после испытаний повышенным напряжением измеряют сопротивление изоляции кабелей, которое не нормируется.
Сопротивление изоляции кабелей измеряют мегаомметром на напряже-ние 2500 В включенным по схеме между каждой жилой и жилами, соединен-ными с металлической оболочкой и броней кабеля. Для силовых кабелей на-пряжением до 1000 В сопротивление изоляции нормируется и должно быть не менее 0,5 МОм. Испытания кабелей повышенным напряжением не выявляют все слабые места изоляции новой кабельной линии. Некоторые дефекты монтажа и изготовления кабелей и муфт постепенно приводят к ослаблению изоляции и пробою.
Эти и другие дефекты кабельных линий, возникающие в процессе экс-плуатации, выявляют при проведении профилактических испытаний. Профи-лактические испытания кабельных линий должны проводиться не реже 1 раза в год. Более частую периодичность испытаний устанавливают для кабелей, работающих в тяжелых условиях (вибрация, высокая наружная температура и т.п.), а также при дефектах линий. Кабели, проложенные в земле и не имеющие электрических пробоев при работе и испытаниях в течение пяти лет, могут испытываться не реже 1 раза в три года. Этот же срок установлен для кабелей, проложенных в кабельных сооружениях, при условии, что они не подвержены воздействию коррозии и механическим повреждениям и не имеют соединительных муфт.
Если на трассах линий производились земляные работы или наблюдались осадки почвы, размывы или оползни, необходимы дополнительные (внеочередные) испытания этих линий. Внеочередные испытания проводят также после окончания ремонтных работ на линии. Кабели, присоединенные к токоприемникам, испытывают, как правило, во время ремонта токоприемников. При испытаниях кабелей в РУ их отсоединяют разъединителями. Поэтому вместе с кабелем испытывают концевые муфты и опорные изоляторы.
Так как основным назначением испытаний является выявление слабых мест кабелей путем доведения их до пробоя, то в некоторых случаях в целях сокращения времени целесообразно испытывать одновременно по нескольку распределительных кабельных линий, соединенных последовательно в цепочку. В этом случае одновременно с кабелями подвергают испытанию попадающие в цепочку распределительные устройства трансформаторных подстанций. Все силовые трансформаторы и трансформаторы напряжения, установленные в подстанциях, отключают. Разрешается также производить одновременное испытание параллельно проложенных кабельных линий, присоединенных к отдельным агрегатам. Эти кабели обычно имеют большое сечение токопроводящих жил (150, 180, 240 мм2) и присоединены к шинам кабельной сборки наглухо по нескольку линий.
Различная величина токов утечки каждой кабельной линии, испытывае-мых «цепочкой» или с параллельным присоединением к сборкам, не имеет значения, так как абсолютная величина этих токов не является браковочным признаком во время испытаний.
Испытательное напряжение для кабелей 3-10 кВ установлено в пределах пятикратного номинального значения, время приложения - 5 мин для каждой фазы. Этого достаточно для выявления ослабленных мест в кабеле и муфтах.
Более высокое испытательное напряжение, хотя и не опасно непосредственно для кабеля, но является предельным для соединительных и главным образом концевых муфт.
При испытаниях повышенным напряжением необходимо учитывать ха-рактер изменения токов утечки, которые для кабельных линий с удовлетворительной изоляцией, как правило, весьма стабильны. Для кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ ток утечки находится в пределах до 300 мкА при относительной влажности воздуха до 80 % и 500 мкА при относительной влажности более 80%, для кабелей 35 кВ ток утечки около 800 мкА. Если величина токов утечки превышает указанные величины, то сроки проведения профилактических испытаний сокращают с учетом местных условий.
Профилактические испытания кабельных линий могут производиться двумя методами: с выводом из работы линий и их всесторонним отключением на время проведения испытания; без вывода из работы линий с наложением испытательного напряжения на участок сети, находящийся под рабочим напряжением и под нагрузкой нормального режима (испытания «под нагрузкой»).
Способ испытания, при котором полностью отключается кабельная ли-ния, высоко эффективен и нашел наибольшее применение.
После присоединения испытательной установки к линии напряжение увеличивают плавно со скоростью не более 1-2 кВ в секунду до необходимого значения, а затем поддерживают в течение установленного времени.
Изоляцию кабельных линий испытывают постоянным током с помощью кенотронной установки АИИ-70, схема включения которой приведена на рисунке 7. При испытании трехжильного кабеля с поясной изоляцией напряжение от испытательной установки прикладывают поочередно к каждой жиле, а две другие жилы и металлическую оболочку заземляют (рисунок 7,а). Кабель, испытанный постоянным током, длительное время сохраняет заряд. Поэтому по окончании испытаний каждой фазы кабельной линии все жилы кабеля должны быть разряжены через ограничительное сопротивление, которое имеется в кенотронной установке.
При испытании кабеля с отдельно освинцованными жилами напряжение прикладывают поочередно к каждой жиле, при этом металлическую оболочку жилы заземляют (рисунок 7,6). Для испытания кабелей напряжением 3-10 кВ применяют стационарные и передвижные кенотронные установки. Стационарные установки в основном предназначены для электростанций и подстанций, где имеются РУ с большим количеством присоединяемых кабельных линий. В монтажных организациях и городских кабельных сетях широкое применение нашли кенотронные установки, смонтированные на автомашинах с крытым кузовом.
Рисунок 7. Схемы испытания трехжильного силового кабеля с поясной изоляцией (а) и отдельно освинцованными жилами (б)
При схожести конструкции подход к измерениям и поиску повреждений силовых кабелей сильно отличается от тех же работ с кабелями связными. Обусловлено это тем, что силовые кабели способны провести большой ток и распределительные устройства этот ток ограничивают не мгновенно. То есть в случае пробоя кабельной линии произойдёт не тихое умирание системы, а взрыв с дополнительными повреждениями. Способность проводить приличный ток даёт возможность использовать более простые и наглядные способы поиска места пробоя.
Высоковольтные испытания
Кабельная линия, включающаяся в электрическую сеть, должна быть испытана повышенным напряжением постоянного тока. Низковольтные кабели (до 1000 В) испытываются мегаомметром с напряжением 2500 В. Для высоковольтных (выше 1000 в) всё сложнее – испытательное напряжение зависит от вида изоляции кабеля и номинального напряжения кабельной линии.
Нормы на испытательные напряжения отражены в ПУЭ и прочих нормативных документах. Протоколы на эти испытания содержат ссылки на пункты нормативных документов, величину испытательного напряжения и токи утечки, сопротивление изоляции.
Причина такого серьёзного подхода для новичков не всегда очевидна, поэтому далее небольшое отступление.
Мощность, передаваемая по силовым, а особенно высоковольтным кабелям очень велика. Средний по номинальному току высоковольтный выключатель имеет Iном. = 630 А. Если напряжение высоковольтной сети 6 кВ, то такой выключатель передаёт в нормальном режиме 630 * 6000 = 3 780 000 Вт = 3,78 МВт мощности. Это номинал, но отключится он при гораздо большем токе и не сразу. В случае пробоя эта мощность выделится на небольшом участке, металл и пластик быстро переходят в газообразное состояние - происходит серьёзный взрыв. Если рядом оказываются люди, то даже без поражения электрическим током возможны возгорания одежды и кожи открытых частей тела.
Зачастую такие аварии имеют цепную реакцию из-за того, что автоматика не всегда сразу отсекает повреждённый участок или токоведущие шины подстанций не выдерживают превышающий номинал ток – загореться может что-то ещё, и обесточится большой и важный участок энергохозяйства.
В электросетях любят показывать молодым обгоревшие остовы высоковольтных ячеек. Представьте себе стальной шкаф метр на метр на полтора сквозными дырками и весь покрытый сажей и окалиной.
Поэтому у электриков-высоковольтников ни одна кабельная линия не должна включаться в сеть без испытаний повышенным напряжением. Установки для испытаний подают в кабельную линию напряжение превышающее номинальное в несколько раз, тем самым испытывая её изоляцию. При этом они способны быстро отключиться в случае пробоя без тяжёлых последствий.
Установки для высоковольтных испытаний
Аппарат для высоковольтных
испытаний АИИ-70
Аппараты для высоковольтных испытаний можно условно разделить на переносные и используемые в составе передвижной лаборатории высоковольтных испытаний (далее ЛВИ).
Наиболее распространённые переносные приборы на следующих фотографиях: это старичок АИИ-70 и более новый АИД-70. (70 - максимальное напряжение в киловольтах). Плюс сейчас в эксплуатации всё чаще появляются приборы импортного происхождения.
АИД-70
То, что устанавливается в передвижные лаборатории высоковольтных испытаний (ЛВИ) более разнообразно и, как правило, выполнено в виде стоечного блока и отдельного трансформатора. Испытательный блок завязывается на общую для всей машины систему кабелей и заземления. Тем не менее, поверяются эти блоки отдельно от всей ЛВИ, и даже в протоколе указывается испытательный блок, а не весь комплекс.
Говоря о передвижных лабораториях стоит заметить, что собираются они блочно. То есть у вас желание иметь в составе дополнительный блок – ставьте, не хватает денег - не ставьте. Имея автомобиль с просторным салоном можно собрать высоковольтную лабораторию в хорошо оборудованном гараже. Привинтить трансформатор, закрепить катушки с испытательным кабелем, придумать безопасный переключатель, блокировку и заземление. То есть выполнить требования ПУЭ, а они в свою очередь не так уж и сложны, то есть под силу некоторым "Кулибиным".
Переменный, постоянный и сверхнизкий
Оборудование высоковольтных подстанций испытывается разными типами тока. Шины, секции, трансформаторы и тому подобные устройства испытываются повышенным напряжением переменного тока.
Испытать же кабели переменным напряжением не получится из-за большой электрической ёмкости кабельных жил. Для подобного испытания пришлось бы делать установку довольно большой мощности и именно поэтому кабели испытывают постоянным током. Соответственно с возможностью переключения "постоянный ток – переменный ток" производятся и испытательные установки. То есть в них либо предусмотрен переключатель, либо может быть подключен выпрямляющий блок. Электрическая схема выпрямителя для таких испытаний, как правило, состоит из одного высоковольтного диода.
В связи с распространением кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (буквы "Пв" в маркировке) всё больше появляется испытательных установок способных выдавать напряжение со сверхнизкой частотой – 0,1 Гц. Такой аппарат меняет полярность выдаваемого напряжения с периодом в 10 секунд. Из-за такой медленной смены полярности электрическая ёмкость кабеля уже не создаёт больших токов при испытании повышенным напряжением. В то же время это уже не постоянный ток и поляризации в сшитом полиэтилене не происходит.
Стоит заметить, что в нормативных документах предусмотрено много исключений типа "если отсутствует установка переменного тока, то допускается испытание постоянным…" или "допускается испытание оборудование секций совместно с кабельными линиями по напряжению для …"
Силовые кабели напряжением выше 1 кВ испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока. Величины испытательных напряжений и длительность приложения нормированного испытательного напряжения приведены в таблице 1.8.39 (ПУЭ п. 1.8.40)
Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей
При испытаниях отмечают характер изменения тока утечки. Кабель считается прошедшим испытания при отсутствии пробоя изоляции, скользящих разрядов и толчков (или нарастания) тока утечки после того, как испытательное напряжение достигнет нормативного значения. (Табл 1.8.40 ПУЭ п. 1.8.40) После испытания исправный кабель необходимо разрядить.
Испытание силовых кабельных линий
1.8.40. СИЛОВЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ
Силовые кабельные линии напряжением до 1 кВ испытываются по п. 1, 2, 7, 13, напряжением выше 1 кВ и до 35 кВ — по п. 1—3, 6, 7, 11, 13, напряжением 110 кВ и выше — в полном объеме, предусмотренном настоящим параграфом. 1. Проверка целостности и фазировки жил кабеля. Проверяются целостностьь и совпадение обозначений фаз подключаемых жил кабеля. 2. Измерение сопротивления изоляции. Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. Для силовых кабелей до 1 кВ сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей выше 1кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерение следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением. 3. Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока. Испытательное напряжение принимается в соответствии с табл. 1.8.39. Для кабелей на напряжение до 35кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 10 мин. Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3—10 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 5 мин. Кабели с резиновой изоляцией на напряжение до 1 кВ испытаниям повышенным напряжением не подвергаются. Для кабелей на напряжение 110 — 500 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 15 мин. Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в табл.1.8.40. Абсолютное значение тока утечки не является браковочным пока-зателем. Кабельные линии с удовлетворительной изоляцией должны иметь стабильные значения токов утечки. При проведении испытания ток утечки должен уменьшаться. Если не происходит уменьшения значения тока утечки, а также при его увеличении пли нестабильности тока испытание производить до выявления дефекта, но не более чем 15 мин. При смешанной прокладке кабелей в качестве испытательного напряжения для всей кабельной линии принимать наименьшее из испытательных напряжений по табл.1.8.39.Таблица 1.8.39. Испытательное напряжение выпрямленного тока для силовых кабелей
Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ |
|||||||||||||||||||
Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ |
Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ |
||||||||||||||||||
* Испытания выпрямленным напряжением одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов), проложенных на воздухе, не производится.
Таблица 1.8.40. Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей.
4. Испытание напряжением переменного тока частоты 50 ГцТакое испытание допускается для кабельных линий на напряжение 110-500 кВ взамен испытания выпрямленным напряжением.
Испытание производится напряжением (1,00-1,73)Uном. Допускается производить испытания путем включения кабельной линии на номинальное напряжение Uном. Длительность испытания —согласно указаниям завода-изготовителя. 5. Определение активного сопротивления жил. Производится для линий 20 кВ и выше. Активное сопротивление жил кабельной линии постоянному току, приведенное к 1 мм 2 сечения, 1 м длины и температуре +20°С, должно быть не более 0,0179 Ом для медной жилы и не более 0,0294 Ом для алюминиевой жилы. Измеренное сопротивление (приведенное к удельному значению) может отличаться от указанных значений не более, чем на 5%. 6. Определение электрической рабочей ёмкости жил. Производится для линий 20 кВ и выше. Измеренная ёмкость не должна отличаться от результатов заводских испытаний более, чем на 5%. 7. Проверка защиты от блуждающих токов. Производится проверка действия установленных катодных защит. 8. Испытание на наличие нерастворенного воздуха (пропиточное испытание). Производится для маслонаполненных кабельных линий 110-500 кВ. Содержание нерастворенного воздуха в масле должно быть не более 0,1%. 9. Испытание подпитывающих агрегатов и автоматического подогре-ва концевых муфт. Производится для маслонаполненных кабельных линий 110-500 кВ. 10. Проверка антикоррозийных защит При приемке линий в эксплуатацию и в процессе эксплуатации проверяется работа антикоррозионных защит для:
- кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах со средней и низкой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта выше 20 Ом/м), при среднесуточной плотности тока утечки в землю выше 0,15 мА/дм 2 ;
- кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах с высокой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта менее 20 Ом/м) при любой среднесуточной плотности тока в землю;
- кабелей с незащищенной оболочкой и разрушенными броней и защитными покровами;
- стального трубопровода кабелей высокого давления независимо от агрессивности грунта и видов изоляционных покрытий.
Таблица 1.8.41. Нормы на показатели качества масел марок С-220, МН-3 и МН-4 и изоляционной жидкости марки ПМС
Примечание. Испытания масел, не указанных в табл.1.8.39. производить в соответствии с требованием изготовителя.
Таблица 1.8.42. Тангенс угла диэлектрических потерь масла и
изоляционной жидкости (при 100 °С), %, не более, для кабелей на напряжение,
кВ
Страница 14 из 19
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Электрические сети являются самой распространенной совокупностью различных электроустановок. В общем случае это подстанции, распределительные устройства (РУ), воздушные и кабельные линии, а также токопроводы, с помощью которых передается и распределяется электрическая энергия. По напряжению различают электрические сети до 1000 В и выше. Ниже приводятся объемы, нормы и методы испытаний некоторых распространенных элементов электрических сетей.
В комплектные распределительные устройства (КРУ) выше 1000 В входят сборные шины, которые связаны с различными присоединениями (вводными и отходящими линиями, силовыми и измерительными трансформаторами), а также коммутационные аппараты - воздушные и масляные выключатели.
Распределительные устройства до 1000 В выполняют также в виде КРУ, которые а зависимости от назначения могут быть силовыми или осветительными с установкой соответствующих коммутационных аппаратов (рубильников, контакторов, пускателей, автоматических выключателей, предохранителей).
Испытание и наладка КРУ напряжением выше 1000 В включают следующие операции:
измерение сопротивления изоляции первичных цепей мегаомметром на 2500 В. Сопротивление изоляции токоведущих частей КРУ, собранных по полной схеме, должно быть не менее 1000 МОм;
механические испытания в соответствии с инструкциями завода-изготовителя;
измерение сопротивления постоянному току. Сопротивление соединений постоянному току не должно превышать: для болтовых соединений сборных шин (выборочно) более чем в 1,2 раза сопротивление участка шин той же длины, но без контакта; для разъемных соединений первичной цепи (выборочно) - значений, указанных в заводских инструкциях;
испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.
Схему собирают так, чтобы испытанию повышенным напряжением подвергалась вся изоляция первичных цепей (масляный выключатель, проходные и опорные изоляторы). Все тележки устанавливают в рабочее положение, выключатели включают. Тележки с измерительными трансформаторами выкатывают. Обычно испытания осуществляют до подключения отходящих и питающих кабелей и проводят пофазно при заземленных двух других фазах специализированными передвижными высоковольтными установками или с помощью аппарата АИИ-70. При испытаниях выполняют организационные и технические мероприятия по технике безопасности.
Испытательные напряжения изоляции оборудования КРУ приведены в табл. 9.
Таблица 9 Испытательные напряжения промышленной частоты изоляции КРУ
Продолжительность их приложения - 1 (для чистой керамической изоляции) и 5 мин (для изоляции с элементами из твердых полимерных материалов).
ИСПЫТАНИЕ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
По окончании строительных и монтажных работ проводят приемосдаточные испытания кабельных линий. При этом проверяют целость жил, измеряют сопротивление изоляции, испытывают ее повышенным напряжением постоянного тока и проверяют фазировку линий.
При испытании силовых кабелей мегаомметром на 2500 В выявляют грубые нарушения целости изоляции - заземление фаз, резкую асимметрию в изоляции отдельных фаз и т. д. Для силовых кабелей до 1000 В сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм, для кабелей выше 1000 В оно не нормируется.
Силовые кабели выше 1000 В испытывают повышенным напряжением выпрямленного тока для выявления местных сосредоточенных дефектов, которые могут быть не обнаружены мегаомметром.
В соответствии с ПУЭ силовые кабели после прокладки испытывают постоянным током выпрямленного напряжения 6Uном (для кабелей от 1 до 10 кВ) и 5 Uном (для кабелей 20 и 35 кВ). Продолжительность испытания каждой фазы 10 мин. Кабель считается выдержавшим испытание, если не произошло пробоя, не было скользящих разрядов и толчков тока или его нарастания после того, как он достиг установившегося значения. При испытании напряжение плавно (1-2 кВ/с) поднимают до предусмотренного нормами и поддерживают неизменным в течение всего периода. Отсчет времени начинают с момента приложения полного испытательного напряжения. На последней минуте испытаний каждой фазы кабеля отсчитывают по показаниям микроамперметра значения тока утечки. Определяют отношение большего тока к меньшему (коэффициент асимметрии). Для кабелей с хорошей изоляцией это отношение меньше двух, для кабелей с удовлетворительной изоляцией токи утечки находятся в следующих пределах: до 300-500 (для кабельных линий 6-10 кВ) и до 700 мкА (для линий 20 35 кВ). После испытаний повышенным напряжением кабель снова измеряют мегаомметром, выполняют фазировку и включают линию под рабочее напряжение.
Если при испытаниях кабельной линии были отмечены толчки тока, испытание прекращают и отыскивают место повреждения.