Ремонт кабельних ліній
Контроль технічного стану кабельних ліній
Кабелі з точки зору перевірки ізоляції є найбільш важким елементом електрообладнання. Це пов'язано з можливою великою довжиною кабельних ліній, неоднорідністю ґрунту по довжині лінії, неоднорідністю ізоляції кабелю.
Для виявлення грубих дефектів у кабельних лініях проводять вимірювання опору ізоляції мегаомметром на напругу 2500 В. Однак свідчення мегаомметра не можуть служити підставою для остаточної оцінки стану ізоляції. оскільки вони в значній мірі залежать від довжини кабельної лінії і дефектів кінцевих заправлень.
Пов'язано це з тим, що ємність силового кабелю велика і протягом часу вимірювання опору вона не встигає повністю зарядитися, тому показання мегаомметра будуть визначатися не тільки сталим струмом витоку, але і зарядним струмом, а виміряне значення опору ізоляції буде значно занижено.
Основним методом контролю стану ізоляції кабельної лінії є випробування її підвищеною напругою. Мета випробувань полягає у виявленні і своєчасному усуненні розвиваються дефектів ізоляції кабелю, муфт та кінцевих заправлень, з тим щоб попередити виникнення пошкоджень в процесі роботи. При цьому, кабелі напругою до 1 кВ підвищеним напругою не відчувають, а вимірюють опір ізоляції мегаомметром напругою 2500 В протягом 1 хв. Воно повинно бути не нижче 0,5 МОм.
Перевірка коротких кабельних ліній в межах одного розподільного пристрою виконується не частіше 1 разу на рік, т. К. Вони менше схильні до механічних пошкоджень і їх стану частіше контролюється персоналом. Випробування підвищеною напругою кабельних ліній більш 1 кВ проводять не рідше одного разу на 3 роки.
Основним способом випробування ізоляції кабельних ліній є перевірка підвищеною напругою постійного струму. Це пояснюється тим, що установка на змінному струмі при рівних умовах має набагато більшу потужність.
До складу випробувальної установки входять: трансформатор, випрямляч, регулятор напруги, кіловольтметра, мікроамперметр.
При перевірці ізоляції напруга від мегаомметра або випробувальної установки підводиться до однієї з жил кабелю, при цьому інші його жили надійно з'єднують між собою і заземлюють. Напруга плавно підвищується до нормованого значення і витримується необхідний час.
Стан кабелю визначається за струмом витоку. При задовільному його стані підйом напруги супроводжується різким зростанням струму витоку за рахунок зарядки ємності, потім знижується до 10 - 20% максимального значення. Кабельна лінія вважається придатною до експлуатації, якщо під час випробувань не відбулося пробою або перекриття по поверхні кінцевий муфти, не спостерігається різких поштовхів струму і помітного зростання струму витоку.
Перевантаження кабелю, що носять систематичний характер. призводять до погіршення ізоляції і скорочення тривалості роботи лінії. Недовантаження пов'язані з недовикористанням провідникового матеріалу. Тому при експлуатації кабельної лінії періодично перевіряють, щоб струмовий навантаження в них відповідала встановленої при введенні об'єкта в експлуатацію. Максимально допустимі навантаження кабелів визначаються вимогами ПУЕ.
Контролюють навантаження кабельних ліній в строки, що визначаються головним енергетиком підприємства, але не рідше 2 разів на рік. При цьому один раз зазначений контроль проводиться в період осінньо-зимового максимуму навантаження. Контроль здійснюється наглядом за показаннями амперметрів на живильних підстанціях, а при відсутності їх - за допомогою переносних приладів або струмовимірювальних кліщів.
Допустимі струмові навантаження для тривалого нормального режиму роботи кабельних ліній визначаються за допомогою таблиць, наведених в електротехнічних довідниках. Ці навантаження залежать від способу прокладки кабелю і виду охолоджуючого середовища (земля, повітря).
Для кабелів, прокладених в землі, які тривалий час допустиме навантаження приймається з розрахунку прокладки одного кабелю в траншеї на глибині 0,7 - 1 м при температурі землі 15 ° С. Для кабелів, які прокладені на відкритому повітрі, температура навколишнього середовища приймається рівною 25 ° С. Якщо розрахункова температура навколишнього середовища відрізняється від прийнятих умов, то вводиться поправочний коефіцієнт.
За розрахункову температуру землі приймається найвища середньомісячна температура з усіх місяців року на глибині прокладки кабелю.
За розрахункову температуру повітря приймається найбільша середньодобова температура, що повторюється не менше трьох разів на рік.
Тривало допустиме навантаження кабельної лінії визначається по ділянках ліній з найгіршими умовами охолодження, якщо довжина цієї ділянки не менше 10 м. Кабельні лінії до 10 кВ при коефіцієнті попереднього навантаження не більше 0,6 - 0,8 можуть короткочасно перевантажуватися. Допустимі норми перевантажень з урахуванням їх тривалості наводяться в технічній літературі.
Для більш точного визначення здатності навантаження, а також при зміні температурних умов експлуатації здійснюється температурний контроль кабельної лінії. Контролювати безпосередньо температуру жили на працюючому кабелі неможливо, т. К. Жили знаходяться під напругою. Тому одночасно проводять вимірювання температури оболонки (броні) кабелю і струму навантаження, а потім перерахунком визначають температуру жили і максимально допустиму струмовий навантаження.
Вимірювання температури металевих оболонок кабелю, прокладеного відкрито, проводять звичайними термометрами, які зміцнюються на броні або свинцевою оболонці кабелю. Якщо кабель прокладений в землі, вимірювання проводиться за допомогою термопар. Рекомендується встановлювати не менше двох датчиків. Провід від термопар укладаються в трубу і виводяться в зручне і безпечне від механічних пошкоджень місце.
Температура струмопровідної жили не повинна перевищувати:
для кабелів з паперовою ізоляцією до 1 кВ - 80 ° С, до 10 кВ - 60 ° С;
для кабелів з гумовою ізоляцією - 65 ° С;
для кабелів в полівінілхлоридної оболонці - 65 ° С.
У тому випадку, коли струмопровідні жили кабелю нагріваються вище допустимої температури, вживають заходів щодо усунення перегріву - зменшують навантаження, покращують вентиляцію, замінюють кабель на кабель більшого перетину, збільшують відстань між кабелями.
При прокладанні кабельних ліній в грунті, агресивною по відношенню до їх металевих оболонок (солончаки, болота, будівельне сміття), виникає грунтова корозія свинцевих оболонок і металевого покриву. У подібних випадках періодично перевіряють корозійну активність грунту, беручи проби води і грунту. Якщо при цьому буде встановлено, що ступінь грунтової корозії загрожує цілісності кабелю, то вживають відповідних заходів - усувають забруднення, замінюють грунт і т. Д.
Визначення місць пошкодження кабельної лінії
Визначення місць пошкодження кабельних ліній представляє досить складну задачу і вимагає застосування спеціальної апаратури. Роботи по ліквідації пошкоджень кабельної лінії починаються з встановлення виду ушкодження. У багатьох випадках це вдається зробити за допомогою мегаомметра. Для цієї мети з обох кінців кабелю перевіряють стан ізоляції кожної жили по відношенню до землі, справність ізоляції між окремими фазами, відсутність обривів в жилах.
Визначення місця пошкодження зазвичай проводять в два етапи - спочатку визначають зону пошкодження з точністю 10 - 40 м, а після цього уточнюють місце виникнення дефекту на трасі.
При визначенні зони пошкодження враховуються причини його виникнення і наслідки відмови. Найбільш часто спостерігається обрив однієї або декількох жил із заземленням їх або без нього, можливо також зварювання токоведущей жили з оболонкою при тривалому протіканні струму короткого замикання на землю. При профілактичних випробуваннях найчастіше виникає замикання струмоведучих жили на землю, а також запливає пробою.
Для визначення зони пошкодження використовується кілька методів: імпульсний, коливального розряду, петлевий, ємнісний.
Імпульсний метод застосовується при однофазних і міжфазних замикань, а також при обриві жив. До методу коливального розряду вдаються при запливати пробої (виникає при високій напрузі, зникає при низькому). Петлевой метод використовується при одно-, дво- і трифазних замиканнях і наявності хоча б однієї неушкодженою жили. Ємнісний метод застосовується при обривах жив. У практиці експлуатації найбільшого поширення набули перші два методи.
При використанні імпульсного методу застосовуються досить прості прилади. Для визначення зони пошкодження від них в кабель надсилаються короткочасні імпульси змінного струму. Дійшовши до місця пошкодження, вони відображаються і повертаються назад. Про характер пошкодження кабелю судять по зображенню на екрані приладу. Відстань до місця пошкодження можна визначити, знаючи час проходження імпульсу і швидкість його поширення.
Застосування імпульсного методу вимагає зниження перехідного опору в місці пошкодження до десятків і навіть часток ома. З цією метою ізоляцію пропалюють за рахунок перетворення електричної енергії, що підводиться до місця пошкодження, в теплову. Прожиг здійснюють постійним або змінним струмом від спеціальних установок.
Метод коливального розряду полягає в тому, що пошкоджена жила кабелю заряджається від випрямного пристрою до напруги пробою. У момент пробою в кабелі виникає коливальний процес. Період коливань цього розряду відповідає часу дворазового пробігу хвилі до місця пошкодження і назад.
Тривалість коливального розряду вимірюється осцилографом або електронним миллисекундомером. Похибка вимірювань даним методом становить 5%.
Уточнюють місце пошкодження кабелю безпосередньо на трасі з використанням акустичного або індукційного методу.
Акустичний метод заснований на фіксації коливань грунту над місцем ушкодження КЛ, що викликаються іскровим розрядом в місці порушення ізоляції. Метод використовується при пошкодженнях типу "запливати пробою" і обриві жив. При цьому визначається пошкодження в кабелі, що знаходиться на глибині до 3 м і під водою до 6 м.
Як генератор імпульсів зазвичай використовують установку високої напруги постійного струму, від якої надсилаються імпульси в кабель. Коливання грунту прослуховуються спеціальним приладом. Недолік методу полягає в необхідності використовувати пересувні установки постійного струму.
Індукційний метод відшукання місць пошкодження кабелю базується на фіксації характеру змін електромагнітного поля над кабелем, по жилах якого пропускається струм високої частоти. Оператор, просуваючись уздовж траси і використовуючи рамкову антену, підсилювач та навушники, визначає місце пошкодження. Точність визначення місця пошкодження досить висока і становить 0,5 м. Цей же метод може бути використаний для встановлення траси кабельної лінії і глибини закладення кабелів.
Ремонт кабельних ліній проводиться за результатами оглядів і випробувань. Особливістю виконання робіт є та обставина, що кабелі, що підлягають ремонту, можуть перебувати під напругою, і крім того вони можуть розташовуватися близько до діючих кабелів, що знаходяться під напругою. Тому необхідно дотримуватися особисту безпеку, не можна пошкоджувати прилеглі кабелі.
Ремонт кабельних ліній може бути пов'язаний з розкопками. Щоб уникнути пошкоджень прилеглих кабелів і інженерних комунікацій на глибині більше 0,4 м земляні роботи виконуються тільки лопатою. При виявленні будь-яких кабелів або підземних комунікацій роботи припиняються і доводиться до відома відповідальний за виконання робіт. Після розтину необхідно подбати про те, щоб не пошкодити кабель і муфти. З цією метою під нього підкладається міцна дошка.
Основними видами робіт при пошкодженні кабельної лінії є: ремонт броньового покриву, ремонт оболонок, муфт та кінцевих заправлень.
При наявності місцевих розривів броні кінці її в місці дефекту обрізають, споюють зі свинцевою оболонкою і покривають антикорозійним покриттям (лак на бітумної основі).
При ремонті свинцевою оболонки враховується можливість попадання вологи всередину кабелю. Для перевірки пошкоджене місце занурюють в парафін, нагрітий до 150 ° С. При наявності вологи занурення буде супроводжуватися потріскуванням і виділенням ієни. Якщо встановлено факт наявності вологи, то пошкоджену ділянку вирізують і монтують дві з'єднувальні муфти, в іншому випадку відновлюють свинцеву оболонку шляхом накладення на пошкоджене місце розрізаної свинцевою труби і подальшої її запаювання.
Для кабелів до 1 кВ раніше застосовувалися чавунні муфти. Вони відрізняються громіздкістю, дорожнечею, недостатньою надійністю. На кабельних лініях 6 і 10 кВ в основному використовуються епоксидні і свинцеві муфти. В даний час, при проведенні ремонту кабельних ліній активно використовуються сучасні термонасадкові муфти. Існує добре розроблена технологія установки кабельних муфт. Робота виконується кваліфікованим персоналом, що пройшов відповідне навчання.
Кінцеві муфти поділяються на муфти, що встановлюються всередині приміщення і на відкритому повітрі. У приміщеннях частіше роблять суху оброблення, вона більш надійна і зручна в експлуатації. Кінцеві муфти на відкритому повітрі виконують у вигляді воронки з покрівельного заліза і заливають мастикою. При проведенні поточного ремонту перевіряють стан кінцевий воронки, відсутність витоку заливальної маси, проводять долівку її.