Инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена 10 кв

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

При написании статьи про испытания повышенным напряжением кабелей с бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией, я не уделил внимания кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Хотя стоило, ведь методика их испытаний принципиально отличается.

В данной статье я хотел бы подробно раскрыть все нюансы по испытанию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), т.к. ни в ПУЭ (скачать последнее издание ПУЭ-7), ни в ПТЭЭП, об этом ни слова не сказано, а нормы испытаний для этих кабелей взяты из рекомендаций заводов-изготовителей, различных стандартов и ГОСТов (в том числе и зарубежных), которые значительно разнятся между собой.

Итак, поехали.

В настоящее время у нас на предприятии на замену распространенным высоковольтным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией марки ААШв все чаще приходят кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, сокращенно, СПЭ. Вот, например, один из последних проектов.

Согласно этого проекта, от распределительной подстанции напряжением 10 (кВ) до комплектной трансформаторной подстанции КТПН 10/0,4 (кВ) необходимо проложить кабель из сшитого полиэтилена марки АПвВнг(А)-LS (3х95).

Что же за кабели такие из сшитого полиэтилена?! И в чем заключается их преимущество?!

На примере кабеля АПвВнг(А)-LS рассмотрим его расшифровку и конструкцию:

• А — токопроводящая жила из алюминия
• Пв — изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ)
• Внг-LS — заполнитель и оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести с пониженным газо- дымовыделением
• (А) — категория исполнения в части пожарной безопасности

Кабель изготавливается с многопроволочными алюминиевыми жилами (1) круглого сечения (класс гибкости 2). Поверх каждой жилы методом экструзии накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (2). Далее жила изолируется пероксидносшиваемым полиэтиленом (3). На изолированную жилу методом экструзии снова накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (4). Затем на жилу накладывается комбинированный экран, состоящий из слоя электропроводящей бумаги или полимерной ленты (5), и повива из медных проволок (6), поверх которых спирально наложена медная лента.

Полученные три экранированные жилы скручиваются вокруг жгута из ПВХ пластиката (7) пониженной пожароопасности. Далее промежутки между жилами заполняются ПВХ пластикатом (8) пониженной пожароопасности и поверх накладывается оболочка из ПВХ пластиката (9) пониженной пожароопасности.

Приведу определение сшитого полиэтилена, взятое из ГОСТа Р55025-2012, п.3.7:

Вот так выглядит этот кабель в реальности. Слева, в красной оболочке, как раз таки, наш рассматриваемый кабель АПвВнг-LS, только другого сечения.

Кабели из сшитого полиэтилена могут быть не только многожильными, но и одножильными.

Про остальные марки кабелей СПЭ Вы можете более подробнее почитать на соответствующих ресурсах. Сейчас я на этом останавливаться не буду.

Кабели из сшитого полиэтилена обладают рядом преимуществ, таких как:

• отсутствие масла, что исключает возможность его вытекания при прокладке кабеля на разных перепадах высот («выдавленное» масло, или вязкий изоляционный пропиточный состав, высушит разделку, что в итоге может привести к короткому замыканию — примеры с такими авариями как раз таки приведены в статье про последствия при коротком замыкании)
• высокие изоляционные характеристики при низких диэлектрических потерях
• повышенная нагрузочная способность, по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (например, ААШв)
• значительный срок службы (не менее 40 лет), что на 10 лет больше, чем у того же кабеля ААШв
• гибкость кабеля позволяет прокладывать его в труднодоступных местах
• возможность прокладки при отрицательных температурах, вплоть до -15°С
• небольшой вес по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией

К недостаткам я бы отнес следующее:

• высокая стоимость
• необходимость прохождения обучения по его монтажу и ремонту
• необходимость в специальном инструменте для его монтажа и ремонта
• высокая стоимость испытательной установки, но об этом поговорим чуть позже

Я никого не принуждаю и не заставляю прямо сейчас брать и переходить на кабели СПЭ — каждый сам для себя делает выбор в ту или иную сторону. Хотя скажу, что переход на данный вид кабеля у нас на предприятии, да и вообще, по городу, идет не совсем охотно и, возможно, что это связано больше с его перечисленными недостатками, а именно стоимостью и затратами на обучение, инструмент и испытательную установку.

А сейчас перейдем непосредственно к теме статьи.

Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена

Вы уже знаете, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией необходимо испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением. Так вот запомните, кабели из сшитого полиэтилена испытывать постоянным напряжением не допустимо!

Так почему же кабели СПЭ необходимо испытывать только переменным напряжением?!

Сильно вдаваться в физические и химические процессы я не буду, но при проведенных исследованиях было выявлено, что при испытании кабеля СПЭ постоянным (выпрямленным) напряжением в слое изоляции из сшитого полиэтилена и на поверхности проводящих экранов возникает накопление локальных объемных зарядов, которые в конечном счете могут привести, либо к значительному снижению срока службы кабеля, либо к пробою его изоляции. Данному явлению больше всего подвергнуты кабельные муфты, т.к. они являются наиболее слабыми элементами кабельной линии.

Ниже я приведу все найденные мной нормы по испытаниям кабелей СПЭ, а затем расскажу какой вариант мы применяем в нашей электротехнической лаборатории (ЭТЛ).

1. Инструкции заводов-изготовителей по эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена

Не удивительно, но именно здесь я и нашел отличия по нормам испытаний. Что ни инструкция, то свои требования…

Вот например, в инструкции Кольчугинского завода «Электрокабель» сказано, что токоведущие жилы необходимо испытывать относительно экрана следующим испытательным переменным напряжением:

• 3Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
• Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
• 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа

При проведении испытаний остальные жилы и экраны кабеля должны быть обязательно заземлены.

Обратите внимание, что Uо — это фазное напряжение, т.е. напряжение между фазой и «землей» (заземленной нейтралью). Кстати, здесь многие путаются и уже на этом этапе допускают ошибки, которые приводят к преждевременному выходу кабеля СПЭ именно при испытаниях.

Система электроснабжения внутризаводских сетей напряжением 10 (кВ) нашего предприятия выполнена с изолированной нейтралью, а это значит, что фазное напряжение Uо составляет в корень из 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети, т.е. при линейном напряжении 10,5 (кВ) фазное напряжение составляет порядка 6 (кВ).

Получается, что кабель из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) необходимо испытывать следующим образом:

• 18 (кВ) частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
• 6 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
• 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа

Таблица по остальным классам напряжений:

Испытание сверх низкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверх низкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы.

Помимо основной изоляции, необходимо испытывать и оболочку кабеля, но при условии, что кабель проложен в земле. Это испытание проводится постоянным (выпрямленным) напряжением 10 (кВ) в течение 1 минуты. Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа.

В инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС» требования к испытаниям несколько отличаются:

• 5Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 15 минут
• Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)

Но, как альтернатива испытанию переменным напряжением, предлагается испытание кабеля проводить постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Таким образом, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.

Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.

Требования по испытанию оболочек кабеля в этой инструкции аналогичны, только постоянное (выпрямленное) напряжение 10 (кВ) должно быть приложено между экраном и заземлителем на время 10 минут, вместо 1 минуты.

2. Государственный стандарт ГОСТ Р 55025-2012

Согласно ГОСТ Р 55025-2012, п.10.6, кабели после прокладки и монтажа испытываются следующим образом:

• 3Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
• Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
• 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа

Как видите, нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена, по сравнению с инструкцией Кольчугинского завода «Электрокабель», ни чем не отличаются.

Но в данном ГОСТе есть небольшое дополнение о том, что допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут, аналогично, как и по инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС».

Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.

Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.

Что касаемо оболочки, то требования к ее испытанию аналогичные требованиям инструкции заводов-изготовителей (см. выше).

3. Международный стандарт МЭК (IEC) 60502-2

В международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2, п.20.2 сказано, что после монтажа кабеля и арматуры рекомендуется испытывать его следующим образом:

• 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 5 минут
• 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)

Как видите, нормы испытаний, по сравнению с перечисленными выше инструкциями и ГОСТом, немного отличаются. Но удивительно то, что в данном стандарте ни слова не сказано про сверх низкую частоту 0,1 (Гц) при испытаниях.

Таким образом, для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) испытательное напряжение должно составлять:

• 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 5 минут
• 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (сутки)

Вот таблица для остальных классов напряжений.

Но в этом международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2 предлагается альтернатива испытанию переменным напряжением, т.е. допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Но при этом ниже имеется примечание, что данный вид испытаний может привести к пробою изоляции кабеля!

Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут, что полностью совпадает с требованиями инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС», и ГОСТа Р 55025-2012.

Вот данные для испытания кабелей с другими классами напряжений.

По испытанию оболочек кабелей в данном стандарте ничего не сказано, а идет перенаправление на другой международный стандарт МЭК (IEC) 60229 (Раздел 5), которого в открытом доступе я не нашел.

Заключение

В данной статье я привел Вам известные мне нормы испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, взятые из рекомендаций заводов-изготовителей, а также отечественного и зарубежного стандартов. Как видите, они немного отличаются между собой, поэтому каждый для себя сам определяет по каким нормам проводить испытания.

В нашей электролаборатории отсутствует специальная установка со сверх низкой частотой 0,1 (Гц), поэтому все кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена испытываем, согласно инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС и нашего отечественного ГОСТа Р 55025-2012, а именно постоянным напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.

Фрагмент протокола испытания кабеля из сшитого полиэтилена АПвВнг(А)-LS напряжением 10 (кВ) и сечением жил 3(1х95/25):

В качестве испытательного аппарата мы используем аппарат АИД-70 или АИИ-70 с выпрямителем.

Сам процесс (методика) испытаний нисколько не отличается от испытаний кабелей с традиционной изоляцией и об этом я подробно рассказывал в статье, ссылочку на которую привел в самом начале.

Вариант испытания переменным напряжением в течение часа, а тем более в течение 24 часов (целых суток), мы даже и не рассматривали. Даже не представляю себе, как физически можно испытывать кабель такое длительное время. Ведь в процессе испытаний необходимо непосредственно присутствовать и контролировать параметры испытательного напряжения, тока утечки, различного рода скачки, пробой и т.п.

Да и к тому же, как показала практика, навести испытательное переменное напряжение частотой 50 (Гц) на кабели длиной более 100 метров физически не представляется возможным из-за повышенной емкости кабеля на такой частоте. При незначительном наведении испытательного напряжения в кабеле появляется значительный емкостной ток, при котором срабатывает защита испытательного аппарата.

Испытывать кабели СПЭ постоянным напряжением все же как-то боязно, но за все время ни один кабель не вышел из строя во время испытаний и дальнейшей эксплуатации.

Дополнение 1. На данный момент мы полностью отказались от испытаний кабелей СПЭ постоянным напряжением, потому что уже неоднократно доказано на практике, что постоянное напряжение для такого вида изоляции все же является разрушающим.

Вопросы

Вопрос 1. Расскажите про свой опыт испытаний кабелей из сшитого полиэтилена. Чем руководствуетесь, какими нормами? Каким напряжением испытываете — переменным или постоянным? Какая длительность испытаний? Какими устройствами и аппаратами пользуетесь? Я думаю, что многим из читателей, и мне в том числе, важно знать мнения тех, кто уже имеет более «богатую» практику и опыт испытаний таких видов кабелей.

Вопрос 2. Планирую на следующий год заложить в бюджет приобретение установки сверх низкой частоты (СНЧ) для испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. На электротехническом рынке сейчас представлено множество моделей и установок СНЧ, причем, как отечественных так и зарубежных производителей. Правда они все дорогостоящие и их стоимость находится в пределах от 500 тыс.руб. и выше. Какими установками СНЧ Вы пользуетесь при испытаниях? Напишите в комментариях свои отзывы (достоинства и недостатки) по работе с той или иной установкой.

Дополнение 2. Изначально присматривался к австрийским установкам HVA-28 и HVA-30. Их стоимость на момент написания статьи составляла около 1 млн. рублей. Но из-за значительного ограничения бюджета на 2017 год пришлось присмотреться к более дешевым представленным установкам на рынке. Таким образом, попалась мне на глаза приставка АВ-60-01. Планирую ее использовать в паре с существующими аппаратами АИИ-70 и АИД-70. Характеристики приставки АВ-60-01 вполне подходят нашим требованиям (величина выходного напряжения, емкость объекта и т.п.).

Правда есть один отрицательный момент. По указаниям завода-изготовителя вес приставки АВ-60-01 составляет около 100 (кг). Я изначально был очень сильно удивлен этому, ведь такую установку далеко не унесешь, а зачастую нам приходится испытывать кабели на различных подстанциях, причем далеко не одноэтажных.

Но не так давно к нам приезжали сотрудники сторонней ЭТЛ на испытание кабелей из сшитого полиэтилена с этой самой приставкой АВ-60-01. И как оказалось, на самом деле она не весит свои заявленные 100 (кг). Реальный вес ее высоковольтного блока не более 40 (кг). По испытаниям тоже нареканий нет, так что скорее всего свой выбор остановлю именно на ней. К тому же ее стоимость вполне приемлема по сравнению с указанными выше установками, и составляет порядка 150-170 тыс. руб.

Другая ЭТЛ, привлеченная со стороны, испытывала кабели СПЭ с помощью установки Frida производства Baur (Австрия).

Установка Frida мне очень понравилась, т.к. она более компактная и не требует отдельного испытательного аппарата, как в случае с АВ-60-01. Frida — это самостоятельная испытательная установка. Во время испытаний можно наблюдать множество различных параметров (изоляция, емкость, ток, температура, вид синусоиды, время и т.п.). Правда вот данная установка имеет более высокую стоимость по сравнению с приставкой АВ-60-01 или АИСТ СНЧ 36, которую мы решили приобрести.

P.S. Всем за ранее спасибо за ответы, советы и рекомендации.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

МЕТОДИКА

ИСПЫТАНИЕ КАБЕЛЕЙ 6/10 кВ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА НАПРЯЖЕНИЕМ СВЕРХНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 

Введение.

Настоящая методика устанавливает порядок выполнения работ по испытанию  кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена установкой VLF Test System 40.

Порядок проведения испытаний  регламентируется РД 34.45-51.300-97 (6-ое изд.) «Объём и нормы испытаний электрооборудования», ПУЭ (7-ое изд.), ПТЭ ЭП (6-ое изд.), ГОСТ Р МЭК 55025-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОТ 6 ДО 35 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО». Конкретные значения испытательных напряжений для соответствующего оборудования указаны в методиках на данный тип оборудования.

СНЧ система для испытаний 40кВ рассчитана для эксплуатации при рабочих значениях температуры воздуха от -20 до +40ºC, относительной влажности 93% при температуре +30ºC 

Состав бригады-звена (минимальный):

инженер с IV группой по электробезопасности;

техник или электромонтер-наладчик с III группой по электробезопасности.

Качественный состав бригады-звена и количество работников определяется видом, объемом и сроком испытаний, проводимых на объектах заказчика.

Каждая бригада, выполняющая работы по испытанию электроустановок заказчика повышенным напряжением должна иметь необходимый комплект оборудования, приборов, инструмента и материалов, указанных в таблице 1 настоящей методика.

1. Необходимый комплект оборудования, приборов, инструмента и материалов.

Наименование	Тип	Краткая техническая характеристика
1. Мегаомметр	MIC-2500	до 1100 ГОм; 2500 В; ± (3 % и.в. + 20 ед.мл. разряда)
2. Испытательная система СНЧ 40 кВ SEBA KMT	VLF — 40	Постоянное напряжение на выходе 0 – 40 кВ Источник выходного тока 7 мА Измерение тока утечки 0-7 мА СНЧ- напряжение на выходе 0 – 40 кВ Частота 0,1 Гц Разрядный блок 2,2 µF за 5 секунд Напряжение питающей сети 220 В ± 10% 50…60Гц Потребляемая мощность 300 Ватт Диапазон рабочих температур -20°С+40°С Относительная влажность-  30°С,93% отн.влажности воздуха Температура хранения   -40°С…+70°С
3. Прибор контроля влажности	МЭС-200А	Давление от 88 до 110 кПа Относительная влажность от 0 до 98% Температура от -40 до 85 С

2. Нормативные ссылки и объект испытания.

При составлении данной методики использовались следующие нормативные документы:

— ГОСТ Р 8.563-96 «Методики выполнения измерений»;

— « Правила устройства электроустановок», гл. 1.8.40.;

— «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» гл.3,6., приложение 3;

— ГОСТ Р 50571.16-99- Электроустановки зданий. Часть 6. Испытания. Гл.61;

— РД 34.45-51.300-97 «Объём и нормы испытания электрооборудования» (РАО ЕЭС России М, 1998г);

— п.6.9. ТУ 3530-001-42747015-2005 (с учетом рекомендательного письма ЗАО «АББ Москабель» МД-33-7-681 от 12.10.2007г.) (см.стр.14)

— ТУ 16.К71-335-2004

— Информационное письмо Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору России № 10-04/479 от 23.05.2005 г. «О порядке допуска в эксплуатацию электроустановок для производства испытаний (измерений) электролабораторий»; 

ГОСТ Р МЭК 55025-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОТ 6 ДО 35 кВ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО»

— документации заводов-изготовителей приборов, используемых при проведении работ. 

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена с оболочкой из ПВХ пластиката  на номинальное переменное напряжение  6/10 кВ: АПвЭВ, АПвЭВнг, АПвЭВнгд, ПвЭВ, ПвЭВнг, ПвЭВнгд, АПвП, ПвП, АПвПу, ПвПу, АПвБП, ПвБП, АПвБВ, ПвБВ, АПвБВнг-LS, ПвБВнг-LS  

Соответствие: АПвВ, ПвВ,  АПвВнг-LS, ПвВнг-LS ТУ 16.К71-025-96, ТУ 16.К71-300-2001; NA2XSY, N2XSY DIN VDE 0276-620:1996 (HD 620 SI ч.5С, 6С) 

Кабели предназначены для прокладки в помещениях, туннелях, каналах, шахтах, сухих и вечномерзлых грунтах, и на открытом воздухе под навесом. Кабели с индексом «нг» прокладываются в пучках. Кабели с индексом «нгд» предназначены для прокладки на объектах, где предъявляются требования к пониженному дымогазовыделению (АЭС, метрополитены, крупные промышленные объекты, высотные здания и др.). 

3. Конструкция.

• многопроволочная, уплотненная токопроводящая жила: алюминиевая или медная;

• внутренний экструдированный полупроводящий слой; 

• изоляция из сшитого полиэтилена;

• внешний экструдированный полупроводящий слой; 

• слой обмотки полупроводящим полотном;

• медный экран; 

• слой обмотки (экструдированное заполнение для трехжильных кабелей);

• наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката, ПВХ пластиката пониженной горючести (кабели с индексом «нг») или ПВХ пластиката пониженной пожароопасности (кабели с индексом «нгд»).

Возможно изготовление трехжильных кабелей с общим медным экраном по скрутке сердечника. 

4. Определяемые характеристики, методика испытаний.

4.1. Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на напряжение 2500 В. У силовых кабелей на напряжение до 1кВ и ниже сопротивление изоляции не ниже 0,5 МОм. У силовых кабелей на напряжение от 2 до 500 кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерение сопротивления изоляции силовых кабелей проводится до и после проведения испытаний кабелей выпрямленным напряжением. 

4.2. Испытание оболочки силовых кабелей 6/10 кВ

С целью своевременного обнаружения возможных повреждений  рекомендуется проводить испытания оболочек кабелей сразу после прокладки строительных длин между колодцами или на отдельных участках кабельной линии с проложенным кабелем и смонтированными муфтами.

До испытаний на концевых участках должна быть произведена разделка кабеля. (см. стр.16). Испытания проводятся также после полного монтажа всей кабельной линии. Перед испытаниями также должна быть произведена разделка кабеля (см. стр.16)

  у концевых муфт в соответствии с инструкцией по монтажу концевых муфт. Оболочка строительной длины кабеля ( или всех строительных длин на смонтированной кабельной линии) должна выдержать испытание повышенным напряжением 10 кВ в течение 1 минуты. Испытательное напряжение прикладывается между металлическим экраном кабеля и заземлителем.    

Перед началом проведения испытаний необходимо убедиться: 

— что со стороны испытаний произведена разделка кабеля. (см. стр.16) 

В соответствии с Руководством по эксплуатации «Система испытания СНЧ напряжением 40/60 кВ» при работе с системой VLF-40kV необходимо:

1. Подключить заземляющий кабель.

Кабель заземления нужно присоединять в предназначенном пункте к однопроводной системе защитного заземления подстанции с использованием земли подстанции и только тогда закрепить заземляющие клеммы на зажимах модуля управления и высоковольтного модуля

2.Подключиться к испытуемому кабелю.

Вставить разъем высоковольтного кабеля в высоковольтный модуль и зафиксировать его поворотом фиксатора. Рабочее заземление подключить в соответствующий разъем для заземления. После этого подключить испытательный кабель к заземленному испытуемому кабелю.(рис. №3)

3. Подключить сетевой кабель. 

4. Проведение испытания.

После нажатия на клавишу включения питания «Mains On» вращать ручку/кнопку до появления на дисплее меню: VLF-Test. Затем однократным нажатием ручки/кнопки выбрать режим работы: VLF (СНЧ) или DC- и DC+ (постоянное напряжение). Сделанный выбор необходимо подтвердить однократным нажатием на ручку/кнопку. Затем выбрать уровень испытательного напряжения 10 кВ и так же подтвердить однократным нажатием на ручку/кнопку. Установить продолжительность испытания 1 мин. и однократным нажатием на ручку/кнопку подтвердить выбранную продолжительность испытания.

Затем необходимо разблокировать клавишу «HV On» переключателем блокировки замочного типа «Interlok»-перевести в рабочее положение. После чего загорится клавиша «HV On» (зеленая) на время порядка 10 с и может быть активирована в течении этого времени. После этого загорится клавиша выключения высокого напряжения «HV Off» (красная) с учетом предварительно заданных параметров заряда испытательное напряжение будет настроено на выбранный уровень напряжения. Уровень и полярность этого испытательного напряжения индицируется на аналоговом стрелочном индикаторе и на дисплее. Кроме того на дисплее индицируется ток утечки тестируемого кабеля для опции «Leakage current measurement» (измерение тока утечки)

При нормальной работе системы, выключение источника испытательного напряжения произойдет автоматически, после истечения времени испытания. Выключение источника сопровождается автоматическим разрядом источника напряжения, опорного конденсатора и тестируемого кабеля.

При проведении испытаний кабеля не допускается пробоев, скользящих разрядов и увеличения токов утечки свыше указанных в ПУЭ.

Перед окончанием работ необходимо: 

• Систему испытания следует выключить после окончания теста; объект испытания, заземленный и закороченный, должен быть отсоединен от системы, после чего можно убрать заземляющий кабель.

• После испытания повышенным напряжением необходимо заземлить оболочку (экран) кабеля на время не менее 1 ч.

• Убрать рабочее место, восстановив нарушенные в процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).

• Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному пер-соналу).

• Сделать запись в рабочую тетрадь для последующей работы с полученными данными.

• Оформить протокол испытания кабеля

Примечание: Абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. 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 или нестабильности тока испытание производить до выявления дефекта, но не более чем 10 мин.

4.3. Испытание токопроводящей жилы силовых кабелей 6/10 кВ

С целью своевременного обнаружения возможных повреждений  рекомендуется проводить испытания токопроводящей жилы силовых кабелей сразу после прокладки строительных длин  на отдельных участках кабельной линии с проложенным кабелем и смонтированными муфтами.

До испытаний на концевых участках должна быть произведена разделка кабеля. Испытания проводятся также после полного монтажа всей кабельной линии. Перед испытаниями также должна быть произведена разделка кабеля у концевых муфт в соответствии с инструкцией по монтажу концевых муфт.

Токопроводящая жила строительной длины кабеля (или всех строительных длин на смонтированной кабельной линии) должна выдержать испытание переменным напряжением 3Uф, частотой 0,1 Гц в течение 60 минут. Испытательное напряжение прикладывается между жилой кабеля и заземленным экраном.   

Перед началом проведения испытаний необходимо убедиться: 

-что со стороны испытаний произведена разделка кабеля. (см. стр.16) 

В соответствии с Руководством по эксплуатации «Система испытания СНЧ напряжением 40/60 кВ» при работе с системой VLF-40kV необходимо:

1. Подключить заземляющий кабель.

Кабель заземления нужно присоединять в предназначенном пункте к однопроводной системе защитного заземления подстанции с использованием земли подстанции и только тогда закрепить заземляющие клеммы на зажимах модуля управления и высоковольтного модуля

2.Подключиться к испытуемому кабелю.

Вставить разъем высоковольтного кабеля в высоковольтный модуль и зафиксировать его поворотом фиксатора. Рабочее заземление подключить в соответствующий разъем для заземления. После этого подключить испытательный кабель к заземленному испытуемому кабелю.(рис. №2)

3. Подключить сетевой кабель. 

4. Проведение испытания.

После нажатия на клавишу включения питания «Mains On» вращать ручку/кнопку до появления на дисплее меню: VLF-Test. Затем однократным нажатием ручки/кнопки выбрать режим работы: VLF (СНЧ) или DC- и DC+ (постоянное напряжение). Сделанный выбор необходимо подтвердить однократным нажатием на ручку/кнопку. Затем выбрать уровень испытательного напряжения и так же подтвердить однократным нажатием на ручку/кнопку. Установить продолжительность испытания 60 мин. и однократным нажатием на ручку/кнопку подтвердить выбранную продолжительность испытания.

Затем необходимо разблокировать клавишу «HV On» переключателем блокировки замочного типа «Interlok»-перевести в рабочее положение. После чего загорится клавиша «HV On» (зеленая) на время порядка 10 с и может быть активирована в течении этого времени. После этого загорится клавиша выключения высокого напряжения «HV Off» (красная) с учетом предварительно заданных параметров заряда испытательное напряжение будет настроено на выбранный уровень напряжения.

Уровень и полярность этого испытательного напряжения индицируется на аналоговом стрелочном индикаторе и на дисплее. Кроме того на дисплее индицируется ток утечки тестируемого кабеля для опции «Leakage current measurement» (измерение тока утечки)

При нормальной работе системы, выключение источника испытательного напряжения произойдет автоматически, после истечения времени испытания. Выключение источника сопровождается автоматическим разрядом источника напряжения, опорного конденсатора и тестируемого кабеля.   

При проведении испытаний кабеля не допускается пробоев, скользящих разрядов и увеличения токов утечки свыше указанных в ПУЭ.

Перед окончанием работ необходимо: 

• Систему испытания следует выключить после окончания теста; объект испытания, заземленный и закороченный, должен быть отсоединен от системы, после чего можно убрать заземляющий кабель.

• После испытания необходимо соединить токопроводящую жилу с заземленным медным экраном кабеля на время не менее 1 ч.

• Убрать рабочее место, восстановив нарушенные в процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).

• Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному пер-соналу).

• Сделать запись в рабочую тетрадь для последующей работы с полученными данными.

• Оформить протокол на проведённые работы

4.4. Периодичность испытаний в процессе эксплуатации.

Периодичность испытаний может проводиться согласно документации заводов- изготовителей оборудования. Для кабелей ЗАО «АББ Москабель» испытания проводятся согласно п.3.4. ТУ 3530-001-42747015-2005. Для кабелей изготовления «СЕВКАБЕЛЬ ХОЛДИНГ» периодичность испытаний кабелей в процессе эксплуатации должна соответствовать РД 34.45-51.300. Начальная периодичность проведения контроля- один раз в пять лет.

5. Условие испытаний и измерений.

Испытание кабелей производят при положительной температуре окружающей среды, это связано с тем, что в холодное время года, в мороз в случае наличия в кабельной массе или внутри изоляции кабеля частиц воды в замёрзшем состоянии это не будет выявлено при испытании, так как лёд является диэлектриком. Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испытаний, т.к. конденсат на разрядниках может привести к пробою изоляции и, соответственно, к выходу из строя оборудования (как испытательного, так и испытуемого). Перед проведением высоковольтных испытаний кабельные воронки следует протереть от пыли, грязи и влаги. Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

6. Средства измерений.

Измерение сопротивления изоляции кабелей производят:

• на кабелях с номинальным напряжением менее ЗкВ — мегаомметрами на напряжение 1000В;

• на кабелях с номинальным напряжением ЗкВ и выше — мегаомметрами на напряжение 2500В. 

Проверку целостности жил кабеля производят с помощью мостов постоянного тока, мультиметров или методом амперметра-вольтметра с подачей тока, не превышающего номинальный ток кабельной линии.

Испытательные установки должны быть аттестованы, а  приборы — поверены, иметь сертификат соответствия Госстандарта России и регистрацию в Государственном реестре средств измерений.

7. Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления изоляции кабелей проводят на полностью отключенном кабеле.

Перед проверкой необходимо проверить надёжность заземления кабельных воронок, брони и подключить испытательное заземление со специальными зажимами (крокодилами). Второй конец кабеля остаётся свободным, жилы должны быть разведены на достаточное расстояние (примерно 150 — 200 мм). В случае невозможности обеспечить требуемое расстояние между жилами и от жил кабеля до заземлённых частей оборудования, на жилы надеваются изолирующие колпаки или накладки.

Мегаомметром поочерёдно измеряется сопротивление жил, при этом на свободные от измерения жилы устанавливается испытательное заземление.

Измерение сопротивления изоляции силовых и контрольных кабелей напряжением до 1000В проводят аналогично, при этом измерения производятся между каждыми двумя проводниками(между фазами, между фазными жилами и нулём, между фазными жилами и защитным проводником и между нулевым и защитным проводником). При измерении разрешается объединять и нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. У четырёхжильных кабелей измерение сопротивления изоляции нулевого проводника производится относительно заземлённых частей электрооборудования.

 8. Сдача приемка выполненных работ.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные: 

• обработка данных, полученных при испытаниях;

• дату измерений;

• температуру, влажность и давление;

• номинальные, тип оборудования;

• номинальные данные объекта испытаний;

• результаты испытаний: сопротивление изоляции до испытания повышенным напряжением и после испытания, испытательное напряжение, время приложения испытательного напряжения, токи утечки в начале испытаний и перед снятием испытательного напряжения;

• используемую схему испытаний.

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности кабелей к эксплуатации.

Все работы по испытанию изоляции кабелей повышенным напряжением в электроустановках заказчика оформляется протоколами в двух экземплярах.

9. Меры безопасности при проведении испытаний и охрана окружающей среды.

Перед началом работ необходимо:

• Получить наряд (разрешение) на производство работ

• Подготовить рабочее место в соответствии с характером работы: убедиться в достаточности принятых мер безопасности со стороны допускающего (при работах по наряду), либо принять все меры безопасности самостоятельно (при работах по распоряжению).

• Подготовить необходимый инструмент и приборы.

• При выполнении работ действовать в соответствии с программами (методиками) по испытанию электрооборудования типовыми или на конкретное присоединение.

При проведении высоковольтных испытаний на стационарной установке действовать в соответствии с инструкцией.

Перед окончанием работ необходимо: 

• После испытания постоянным напряжением необходимо соединить токопроводящую жилу с заземленным медным экраном кабеля на время не менее 1 ч.

• Убрать рабочее место, восстановив нарушенные в процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).

• Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному пер-соналу).

• Сделать запись в рабочую тетрадь для последующей работы с полученными данными.

• Оформить протокол испытания кабеля

9.1 Проведение измерений с помощью мегаомметра.

Проводить измерения с помощью мегаомметра разрешается выполнять обученным работникам из числа электротехнической лаборатории. В электроустановках напряжением выше 1000В измерения проводятся по наряду, в электроустановках напряжением до 1000В — по распоряжению.

В тех случаях, когда измерения мегаомметром входят в содержание работ, оговаривать эти измерения в наряде или распоряжении не требуется.

Измерение сопротивления изоляции мегомметром должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путём предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегаомметра.

При измерении мегаомметром сопротивления изоляции токоведущих частей соединительные провода следует присоединять к ним с помощью изолирующих держателей (штанг). В электроустановках напряжением выше 1000В, кроме того, следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

При работе с мегаомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединён, не разрешается. После окончания работы следует снять с токоведущих частей остаточный заряд путём их кратковременного заземления.

9.2. Проведение работ с подачей повышенного напряжения от постороннего источника при испытании.

К проведению испытаний электрооборудования допускается персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знаний и требований, содержащихся в разделе 5.1 Правил Безопасности, комиссией, в состав которой включаются специалисты по испытаниям электрооборудования с соответствующей группой.

Испытания электрооборудования, в том числе и вне электроустановок, проводимые с использованием передвижной испытательной установки, должны выполняться по наряду.

Проведение испытаний в процессе работ по монтажу или ремонту оборудования должно оговариваться в строке «Поручается» наряда.

Испытания электрооборудования проводит бригада, в составе которой производитель работ должен иметь группу IV, член бригады — группу III, а член бригады, которому поручается охра¬на, — группу П.

Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные детали, масло и т.п.) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведущие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, допускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуатации с использованием типовых методик испытаний.

Рабочее место оператора испытательной установки должно быть отделено от той части установки, которая имеет напряжение выше 1000В. Дверь, ведущая в часть установки, имеющую напряжение выше 1000В, должна быть снабжена блокировкой, обеспечивающей снятие напряжения с испытательной схемы в случае открытия двери и невозможность подачи напряжения при открытых дверях. На рабочем месте оператора должна быть предусмотрена раздельная световая, извещающая о включении напряжения до и выше 1000В, и звуковая сигнализация, извещающая о подаче испытательного напряжения. При подаче испытательного напряжения оператор должен стоять на изолирующем ковре.

Передвижные испытательные установки должны быть оснащены наружной световой и звуковой сигнализацией, автоматически включающейся при наличии напряжения на выводе испытательной установки.

Допуск по нарядам, выданным на проведение испытаний и подготовительных работ к ним, должен быть выполнен только после удаления с рабочих мест других бригад, работающих на подлежащем испытанию оборудовании, и сдачи ими нарядов допускающему. В электроустановках, не имеющих местного дежурного персонала, производителю работ разрешается после удаления бригады оставить наряд у себя, оформив перерыв в работе. При необходимости следует выставлять охрану, состоящую из членов бригады, имеющих группу III, для предотвращения приближения посторонних людей к испытательной установке, соединительным проводам и испытательному оборудованию.

Члены бригады, несущие охрану, должны находиться вне ограждения и считать испытываемое оборудование находящимся под напряжением. Покинуть пост эти работники могут только с разрешения производителя работ.

При размещении испытательной установки и испытуемого оборудования в различных помещениях или на разных участках РУ разрешается нахождение членов бригады, имеющих группу III, ведущих наблюдение за состоянием изоляции, отдельно от производителя работ.

Эти члены бригады должны находится вне ограждений и получить перед началом испытаний необходимый инструктаж от производителя работ.

Снимать заземление, установленное при подготовке рабочего места и препятствующие проведению испытаний, а затем устанавливать их вновь разрешается только по указанию производителя работ, руководящего испытаниями, после заземления вывода высокого напряжения испытательной установки.

Разрешение на временное снятие заземлений должно быть указано в строке «Отдельные указания» наряда.

При сборке испытательной схемы, прежде всего, должно быть выполнено защитное и рабочее заземление испытательной установки. Корпус передвижной испытательной установки должен быть заземлён отдельным заземляющим проводником из гибкого медного провода сечением не менее 10 мм2. Перед испытанием следует проверить надёжность заземления корпуса.

Перед присоединением испытательной установки к сети напряжением 380/220В вывод высокого напряжения её должен быть заземлён.

Сечение медного провода, применяемого в испытательных схемах заземления, должно быть не менее 4 мм2.

Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В должно выпол¬няться через коммутационный аппарат с видимым разрывом или через штепсельную вилку, расположенную на месте управления установкой.

Коммутационный аппарат должен быть оборудован устройством, препятствующим самопроизвольному включению, или между подвижным и неподвижным контактами аппарата должна быть установлена изолирующая накладка.

Провод или кабель, используемый для питания испытательной установки от сети напряжением 380/220В, должен быть защищен установленными в этой сети предохранителями или автоматическими выключателями. Подключать к сети передвижную испытательную установку должны представители организации, эксплуатирующие эти сети.

Соединительный провод между испытательной установкой и испытуемым оборудованием сначала должен быть присоединён к её заземлённому выводу высокого напряжения. Этот провод следует закреплять так, чтобы избежать приближения (подхлёстывания) к находящимся под напряжением токоведущим частям. При этом сам соединительный провод, соединяющий испытательную установку с испытываемым оборудованием, а также место его присоединения на испытываемом оборудовании должны быть удалены от токоведущей частей, находящихся под напряжением, на расстоянии не менее указанных в табл.

Таблица 4.

Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Примечание: *-постоянный ток

Оттягивать провода с целью увеличения этих расстояний от токоведущих частей запрещается.

Присоединять соединительный провод к фазе, полюсу испытуемого оборудования или к жиле кабеля и отсоединять его разрешается по указанию руководителя испытаний и только после их заземления, которое должно быть выполнено включением заземляющих ножей или установкой переносных заземлений.

Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ должен:

• Проверить правильность сборки схемы и надёжность рабочих и защитных заземле-ний;

• Проверить, все ли члены бригады и работники, назначенные для охраны, находятся на указанных им местах, удалены ли посторонние люди и можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;

• Предупредить бригаду о подаче напряжения словами «Подаю напряжение» и, убе-дившись, что предупреждение  услышано  всеми членами  бригады,  снять заземление с вывода испытательной установки и подать на нее напряжение 380/220В.

С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, должна считаться находящейся под напряжением и проводить какие-либо пересоединения в испытательной схеме и на испыты¬ваемом оборудовании не допускается.

Не допускается с момента подачи напряжения на вывод установки находиться на испытываемом оборудовании, а также прикасаться к корпусу испытательной установки, стоя на земле, входить и выходить из передвижной лаборатории, прикасаться к кузову передвижной лаборато¬рии.

После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить её от сети напряжением 380/220В, заземлить вывод установки и сообщить об этом бригаде словами «Напряжение снято». Только после этого допускается пересоединять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки и снимать ограждения.

После испытания оборудования со значительной емкостью (кабели, генераторы) с него должен быть снят остаточный заряд специальной разрядной штангой.

Образцы кабелей с разными видами повреждений, в том числе с заводскими дефектами, рекомендуется сохранять в лаборатории для использования в качестве наглядных пособий при обучении персонала, а также для предоставления их экспертам ( при предъявлении рекламаций, арбитражных разбирательствах и т.д. ) 

ПЕРЕЧЕНЬ

нормативных и руководящих документов

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 6 издание ,переработанное и дополненное Москва ,Главгосэнергонадзор России 2000г

2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ),7 издание.1999-2004г.

3. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей(ПТЭЭП).Изд.СПб,2003г.Введены с 1 июля 2003г.

4. Межотраслевые Правила по охране труда (Правила безопасности)при эксплуатации электроустановок( ПОТ Р М-016-2001;РД 153-34.0-03.150-00).Введены с 1 июля 2001г.

5. РД 34.45-51.300-97 Объем и нормы испытания электрооборудования РАО ЕЭС России М.1998г.

6. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. Минэнерго РФ, приказ №261 от 30.06.2003г.

Испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

В России использовать кабель, изоляция которого изготавливается из сшитого полиэтилена, начали в конце 90х годов. На сегодняшний день данные кабели широко применяются в современном энергохозяйстве больших и малых городов, различных предприятий и прочих объектов. Причиной такого распространения являются несомненные преимущества, которыми обладают кабели данного типа:

• учитывая отсутствие в изоляции масла и, соответственно, исключая его перетекание с участков, расположенных выше на нижние участки, возможна прокладка кабеля на территориях, где имеются перепады высот;
• длительный срок эксплуатации. Значительно превышающий период использования кабеля, изоляция которого – бумажно-масляная;
• высокая надёжность, уменьшение количества повреждений;
• гибкость кабеля, упрощающая его прокладку в труднодоступных местах, на трассах повышенной сложности, а также обеспечивающая экономию средств и рабочего времени монтажной бригады;
• широкий температурный диапазон прокладки – при изготовлении кабеля используются современные полимерные материалы, которые дают возможность осуществлять прокладку при температуре до -20°С, предварительно его не разогревая;
• уменьшение диэлектрических потерь в сравнении с использованием кабелей, имеющих бумажно-масляную изоляцию.

Несмотря на весомые преимущества, следует также учитывать и то, что надёжность кабеля, независимо от его типа и изоляции зависит не только от имеющихся заводских характеристик, правильности осуществления прокладки и профессиональности выполнения монтажа, но и от уровня технического обслуживания, его своевременного проведения, диагностики при приёмке и в процессе эксплуатации.

Как известно, на данный момент отсутствует какая-либо нормативная база, регламентирующая такие виды работ как испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена или же диагностика кабеля из сшитого полиэтилена, а также многие другие. Поэтому для большинства организаций и предприятий, сталкивающихся с данными кабелями, вопрос технического обслуживания является довольно сложным и проблемным. Нормы испытаний кабелей с СПЭ-изоляцией берутся из источников различной степени информативности и зачастую устанавливаются заводами-изготовителями, руководствуясь опытом работы зарубежных коллег.

Такой вопрос, как испытание кабелей со спэ изоляцией является актуальным и рассматривается ведущими специалистами. Интерес к данному вопросу связан и с конструктивными особенностями кабеля, и с характеристиками материала, который используется для изготовления изоляции. Не меньше внимания уделяется и таким вопросам, как диагностика и периодичность испытаний кабельных линий с СПЭ-изоляцией. Опыт европейских коллег является очень ценным, даёт возможность структурировать информацию, касающуюся вопросов прокладки, диагностики и обслуживания кабельных линий.

1. Виды повреждений кабелей, имеющих СПЭ-изоляцию

Специалистами выделяются четыре типа повреждений кабеля со СПЭ-изоляцией, являющихся основными:

• внешние повреждения изоляции, которые возникают в результате нарушения технологии прокладки. Такие повреждения составляют 70% общего количества регистрируемых повреждений кабеля;
• внутренние повреждения изоляции, которые являются результатом несоблюдения правил эксплуатации (испытанием постоянным напряжением), а также вызываются естественным устареванием (появление триингов, водных деревьев);
• различные повреждения имеющегося защитного экрана кабеля;
• разнотипные повреждения кабельных жил.

Повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена напряжением постоянного тока оказалось неэффективным и непригодным, хотя с большим успехом оно применялось для тестирования кабелей, имеющих бумажно-пропитанную изоляцию. В случае испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением постоянного тока происходит образование объёмного заряда на микровключениях молекул воды, являющихся инородными. Разрядка данного заряда при традиционном снятии с кабеля остаточного заряда путём заземления не происходит, потому что снизу и сверху данного «конденсатора» находится сшитый полиэтилен (диэлектрик).

Дальнейшая подача рабочего напряжения приводит к суммированию напряжённостей электрополей и может вызвать локальное превышение предела прочности изоляции, что вызовет появление особых «электрических древовидных структур» (водные триинги). Изоляция повреждается (причём повреждения носят необратимый характер), наличие частичных разрядов, которые возникают в слабых местах изоляции, способствует дальнейшему развитию водяных деревьев. Но не только это приводит к развитию водяных деревьев, также способствуют из «разрастанию» действия электрополя, имеющейся воды, различные механические дефекты, время. Все перечисленные факторы вместе с возникшими водяными деревьями через определённое время приводят к пробою, который возникает именно в месте основного скопления данных водяных деревьев. К тому же, испытание спэ кабелей повышенным напряжением постоянного электротока не даёт никаких возможностей для выявления зарождающихся повреждений серьёзного характера.

Водные триинги в изоляции СПЭ кабелей

Учитывая вышесказанное, испытание кабеля из сшитого полиэтилена необходимо проводить с использованием переменного напряжения. Постоянно изменяющаяся полярность заряда обеспечивает компенсацию накапливающихся зарядов, и происходит их разрядка. Эффективным является испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ (напряжением сверхнизкой частоты), при котором удаётся достичь максимальной скорости развития пробоя и выявить имеющиеся дефекты в течение испытания. Форма выходного напряжения должна быть симметричной – это обстоятельство является особо важным.

Цикл имеет положительную и отрицательную половины, которые не являются идентичными, так как зависимость вида сигнала от величины нагрузки очень велика. Именно из-за этого возможно накопление постоянной составляющей, приводящее к созданию объемного заряда, способного в дальнейшем вызвать повреждение кабеля. Этого не произойдёт, если форма синусоиды испытательного напряжения является полностью симметричной.

В данной области несколько передовых научных разработчиков. В 1995г одной компанией вместе с ведущими научными германскими университетами были проведены особые исследования, результаты которых привели к разработке первой специальной системы, основным предназначением которой было проведение высоковольтных испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ. Данная система имеет запатентованную цифровую технологию формирования выходного сигнала, именуемую (чистый синус), которая представляет собой наиболее современную технологию генерирования высокого напряжения СНЧ.

Установка СНЧ HVA-30 для испытания кабеля со СПЭ изоляцией

Основные особенности технологии:

• выходной сигнал абсолютной симметричности, независимо от длины кабеля, уровня напряжения для испытания;
• испытательное симметричное синусоидальное напряжение, которое обеспечивает направленность распространения имеющегося повреждения, что даёт возможность проведения испытания высоконадёжных кабелей и определять потенциальные пробои (90%) в течение получаса испытаний.

Результаты проведения данных исследований стали базой для разработки инструкции VDE DIN0276-620, по которой нормы испытаний кабелей с СПЭ-изоляцией определяют напряжение, равняющееся 3хUo (частота 0,1Гц, время воздействия — 30 мин).

Нормы испытаний кабелей со СПЭ- изоляцией согласно VDE DIN 0276-620

Напряжение кабельной линии, кВ	Испытательное напряжение на 0,1Гц 3хUo*, кВ	Длительность приложения испытательного напряжения 0,1Гц
6	12	30 мин
10	18
20	35
35	60

*Uo = фазное напряжение кабельной линии (Uo=(3*U)^1/2)

В соответствии с нормами VDE DIN 0276-620 ведущими специалистами «Московских кабельных сетей», первой российской организации, внедрившей кабели с изоляцией СПЭ в собственном энергохозяйстве, наиболее опытной в работе с кабелем данного вида, была разработана собственная инструкция для испытаний кабельных линий, имеющая название УП-Б-1.

Нормы испытаний кабелей со СПЭ- изоляцией согласно УП-Б-1

Напряжение кабельной линии, кВ	Испытательное напряжение на 0,1Гц 3хUo*, кВ	Длительность приложения испытательного напряжения 0,1Гц	Длительность приложения испытательного напряжения 0,1Гц После ремонта
6	12	30 мин	20 минут
10	18
20	35
35	60

Периодичность испытаний кабельных линий со СПЭ-изоляцией 10кВ, 20кВ и 35кВ, включая кабельные вставки:

• перед включением кабельной линии в эксплуатацию;
• после проведения ремонтов кабельных линий.

2. Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена

Вторым необходимым типом испытаний является испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена.

Данный тип кабельных повреждений связан с коррозионными процессами, их пагубным влиянием, а также с воздействиями механического характера, происходящими во время выполнения монтажа, ремонтных работ и несогласованных раскопок кабельных линий. Если вовремя не произвести ремонт участка повреждённой оболочки кабеля, то основная изоляция утратит свои свойства и произойдёт пробой кабельной линии.

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена выполняется с использованием повышенного напряжения постоянного электротока. При возникновении пробоя производится локальный поиск конкретного места повреждения.

Нормы испытаний оболочки кабелей со СПЭ-изоляцией согласно УП-Б-1

Напряжение кабельной линии, кВ	Испытательное напряжение постоянного тока, кВ	Длительность приложения испытательного напряжения
10-20	5	10 мин

Нормы испытаний оболочки кабелей с СПЭ-изоляцией регламентируют периодичность их выполнения. Проведение испытаний пластиковых защитных оболочек кабелей 10кВ-20кВ, имеющих изоляцию из сшитого полиэтилена, выполняются:

• перед осуществлением включения кабельных линий в эксплуатацию;
• после проведения ремонтных работ основной изоляции кабельной линии;
• при раскопках, которые проводятся в охранной зоне конкретной кабельной линии, в связи с возможным нарушением целостности кабельных оболочек;
• периодически – после сдачи в эксплуатацию (через 2,5 года), потом 1 раз в течение 5 лет.

Для данных целей существует специально разработанное оборудование  – особый аппаратный комплекс, реализующий полный цикл соответствующих работ по проведению испытаний кабелей и кабельных оболочек, предварительному определению мест имеющихся повреждений и точного определения мест нахождения дефектов оболочек с применением метода шагового напряжения (автоматический режим).

3. Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена предполагает проведение работ в трёх направлениях:

• нахождение мест повреждений кабельной изоляции;
• нахождение мест повреждений кабельной оболочки;
• нахождение мест повреждений кабельных жил.

3.1. Нахождение мест повреждённой кабельной изоляции

Данное направление включает в себя два определённых этапа:

• Определение предварительной локализации места имеющегося повреждения изоляции, которое выполняется с применением петлевого метода (длина кабеля должна быть больше 50 м). На данном этапе применяется прецизионный мост.
• Обозначение точной локализации с применением метода шагового напряжения.

3.2. Нахождение мест повреждений кабельной оболочки

Для предварительной локализации мест имеющихся повреждений используется мостовой метод проведения измерения по Мюррею и Глейзеру. Использование приёмника универсального для точной локализации методом импульсного напряжения. Прецизионный мост может реализовать полный комплекс.

3.3. Нахождение мест повреждений в кабельных жилах

Применяются такие методы нахождения повреждений: прожиг (только для 3х жильного кабеля), предварительная локализация (применение беспрожиговых методов), точная локализация (акустический метод). Полный цикл испытаний и нахождения мест повреждений реализуется специальным оборудованием.

Выполнение полного цикла соответствующих работ по проведению испытаний и нахождения мест повреждений кабелей, имеющих СПЭ-изоляцию возможно с использованием специального оборудования. Компания «Лаб-электро» обладает всеми возможностями и готова Вам помочь! В случае необходимости, Вы всегда можете получить консультацию по возникающим вопросам у наших квалифицированных специалистов. Звоните по тел: (495) 669-40-84

Сегодня с развитием техники, значительным увеличением роли электрического тока в нашей жизни, основным путем доставки электроэнергии до нас являются электрические кабели. Они представляют собой специальную систему, в которой по изолированному от внешней среды каналу ток перемещается до места требования.

Нормальная работа современных систем электроснабжения невозможна без надежной работы силовых кабельных линий низкого и среднего классов напряжения. С начала 70-х годов прошлого века кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) активно вытесняют кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ). Переход от кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена связан с возрастающими требованиями эксплуатирующих организаций к техническим параметрам кабелей. В этом отношении преимущества кабелей из сшитого полиэтилена очевидны.

Рассмотрим только некоторые из них: — большая пропускная способность за счет увеличения рабочей температуры жил 90ºС вместо 70ºС; — в восемь раз более низкие диэлектрические потери; — более высокий ток термической стойкости при коротком замыкании; — кабель с изоляцией из СПЭ можно прокладывать при температурах до — 20°С, тогда как прокладка кабелей с БПИ без предварительного подогрева возможна только от 0°С; — меньший вес и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах; — возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней; — кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена более надежны в эксплуатации, требуют меньших расходов на монтаж. Это подтверждено почти сорокалетним опытом эксплуатации таких кабелей в большинстве промышленно развитых стран.

Для обеспечения надежной работы силовых КЛ в настоящее время в России применяется система планово-профилактических испытаний. Кабели с СПЭ изоляцией напряжением 10 — 35 кВ испытывают на основании инструкции УП-Б-1 «По испытаниям кабельных линий, оборудования распределительных устройств, защитных средств и определению мест повреждений на кабельных линиях», утвержденной 27 октября 2006г, также можно руководствоваться утвержденными отраслевыми стандартами (HD 620S1, VDE 0276-620,-621, -1001 и т.д.).

Для испытания изоляции кабелей из сшитого полиэтилена необходим щадящий метод испытаний напряжением сверхнизкой частоты 0,1…0,05 Гц. Испытания при очень низких частотах сменой полярности позволяют выявлять дефекты в изоляции без формирования объемных зарядов в структуре полиэтиленовой изоляции.

В качестве источника испытательного напряжения необходимо применять установки сверхнизкой частоты (СНЧ).  Установка (СНЧ) подает в кабель постоянное напряжение частотой 0,1…0,05  Гц.

Для удобства проведения испытаний, целесообразно использование указанных установок в составе передвижных электротехнических лабораторий,   выполненных на различных видах шасси автомобилей. Предлагаем рассмотреть испытательная электротехническая лаборатория КАЭЛП-М на базе автомобиля ГАЗ-2705 «Газель»  , Управление  установкой осуществляется из отсека оператора при помощи пульта управления, источник испытательного напряжения установлен в высоковольтном отсеке лаборатории. Подключение  к объекту испытаний осуществляется по специальным кабелям, двери в высоковольтный отсек при этом остаются закрытыми. Таким образом, соблюдаются все правила безопасности проведения работ, исключается возможность попадания персонала в высоковольтный отсек лаборатории.

В соответствии с инструкцией, испытание кабелей с СПЭ изоляцией напряжением 10 — 35 кВ проводится трехкратным повышенным фазным напряжением сверхнизкой частоты — 3хU0, частотой  0,1Гц, при этом, чтобы испытать кабель напряжением 10 кВ необходимо приложить испытательное напряжение, которое вычисляется по формуле: (Uном / 1,73) х 3 = 17,3 кВ

Испытание наружной оболочки кабельной линии с СПЭ изоляцией проводится напряжением постоянного тока 10кВ в течение 10 минут перед включением кабельной линии в эксплуатацию и периодически 1 раз в 2,5 года.Чтобы испытать кабель напряжением 35 кВ необходимо приложить испытательное напряжение =60,6 кВ частотой 0,1 Гц.

Вычисление испытательного трехкратного  фазного напряжения СНЧ — 3хU0  представлено в таблице:

где U0 — номинальное напряжение кабеля между жилой и экраном в нормальном режиме эксплуатации, кВ. При проведении испытаний сверхнизкой частотой синусоидальной формы, необходимо производить пересчет амплитудного значения напряжения U(кВ) амп. в действующее (эффективное) U(кВ)эффективное. U(кВ)эффективное =U(кВ) амп. / 1,41

Для наглядности результаты представлены в таблице.

Наименование U(кВ) амп. U(кВ)эффективное HVA-90 90 1,41 63,63961031 HVA-60 60 1,41 42,42640687 HVA-30 30 1,41 21,21320344

Для определения расстояния до места повреждения любого вида подземных электрокабелей напряжением 6-10 кВ длиной до 6 км без предварительного полного прожига изоляции используется высоковольтный рефлектометрический комплекс . Комплекс работает на низком (100В) и высоком (до 50кВ) напряжении.

Применение аппаратов СНЧ позволяет эффективно проводить диагностику кабельной линии с СПЭ изоляцией путём измерения частичных разрядов, что помогает проверить правильность монтажа кабеля, соединительных и концевых муфт на кабельных линиях напряжением до 110 кВ перед включением кабельной линии в эксплуатацию.