Как проводят испытания кабельных линий повышенным напряжением?

Как появились комбинированные силовые кабели?

Исторически сложилось, что основу подземных силовых кабельных сетей среднего напряжения (6. 35 кВ) составляют кабели с пропитанной бумажной изоляцией (ПБИ). В 2008г. их производство составляло более 50% общего объема выпускаемых в России силовых кабелей. Технология производства ПБИ-кабелей отрабатывалась десятилетиями. Общая история их использования насчитывает более века, и уже это, несомненно, служит для них самой показательной характеристикой. Но совершенству нет предела.

На смену ПБИ-кабелям приходят современные, превосходящие их по техническим характеристикам кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Понятно, что быстро обновить всю огромную, в масштабах страны, силовую кабельную сеть никому не по силам ни экономически ни физически. Замена происходит по мере необходимости, как в плановом порядке, так и при очевидной нецелесообразности дальнейшей эксплуатации физически устаревших кабелей. Полная замена линий большой протяженности тоже бывает неподъемной задачей, и приходится менять самые слабые участки, чтобы хоть как-то обеспечить приемлемую эксплуатационную надежность. Если при этом есть возможность использовать новый, более надежный кабель, почему бы ей не воспользоваться? Так появляются комбинированные кабельные линии, в которых задействованы разные по технологии изготовления кабели, а именно: ПБИ и СПЭ.

Вот здесь и возникает проблема

неопределенность в методах проведения периодических эксплуатационных испытаний.

Чтобы прояснить суть проблемы надо немного подробнее рассмотреть особенности высоковольтных испытаний кабелей разных типов.

7.1.32

Внутренние электропроводки должны выполняться с учетом следующего:

1. Электроустановки разных организаций, обособленных в административно-хозяйственном отношении, расположенные в одном здании, могут быть присоединены ответвлениями к общей питающей линии или питаться отдельными линиями от ВРУ или ГРЩ.

2. К одной линии разрешается присоединять несколько стояков. На ответвлениях к каждому стояку, питающему квартиры жилых домов, имеющих более 5 этажей, следует устанавливать аппарат управления, совмещенный с аппаратом защиты.

3. В жилых зданиях светильники лестничных клеток, вестибюлей, холлов, поэтажных коридоров и других внутридомовых помещений вне квартир должны питаться по самостоятельным линиям от ВРУ или отдельных групповых щитков, питаемых от ВРУ. Присоединение этих светильников к этажным и квартирным щиткам не допускается.

4. Для лестничных клеток и коридоров, имеющих естественное освещение, рекомендуется предусматривать автоматическое управление электрическим освещением в зависимости от освещенности, создаваемой естественным светом.

5. Питание электроустановок нежилого фонда рекомендуется выполнять отдельными линиями.

Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.

Силовые кабели напряжением выше 1 кВ испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока.

Величины испытательных напряжений и длительность приложения нормированного испытательного напряжения приведены в таблице 5.

Таблица 5. Испытательные напряжения выпрямленного тока для силовых кабелей

Тип кабеля Испытательные напряжения, кВ; для кабелей на рабочее напряжение, кВ Продолжительность испытания, мин
2 3 6 10 10 35 110 220
Бумажная 12 18 36 60 100 175 300 450 10
Резиновая марок ГТШ, КШЭ, КШВГ, КШВГЛ, КШБГД 6 12 5
Пластмассовая 15 10

Методика проведения испытания повышенным напряжением выпрямленного тока, а также установки и оборудование для испытания представлены испытаниях изоляции электрооборудования повышенным напряжением.

При испытании напряжение должно плавно подниматься до испытательной величины и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Подъем испытательного напряжения для кабельных линий напряжением до 10 кВ осуществляется в течение 1 мин, а для кабельных линий 20-35 кВ — со скоростью не более 0,5 кВ/с.

В случае, если контроль над испытательным напряжением осуществляется по вольтметру, включенному на первичной стороне повышающего трансформатора, то в результаты измерения может вноситься некоторая погрешность за счет падения напря жения в элементах испытательной схемы, в частности, в кенотронах.

Измерение токов утечки кабеля 3-10 кВ при испытаниях повешенным выпрямленным напряжением производиться с помощью микроамперметров, включенных или на стороне высокого напряжения испытательной установки, или в нуль испытательного трансформатора. При применении последней схемы измерения токов утечки возможно искажение отсчета за счет паразитных токов утечки.

При испытаниях силовых кабельных линий повышенным выпрямленным напряжением оценка их состояния производится не только по абсолютному значению тока утечки, но и путем учета характера изменения тока утечки по времени, асимметрии токов утечки по фазам, характера сохранения и спада заряда и т.п. В эксплуатации принято, что кабельная линия может быть введена в работу, если токи утечки имеют стабильное значение, но не превосходят 300 мкА для линий с номинальным напряжением до 10 кВ. Для коротких кабельных линий (длиною до 100 м) без соединительных муфт допустимые токи утечки не должны превышать 2-3 мкА на 1кВ испытательного напряжения. Асимметрия токов утечки по фазам не должны превышать 8-10 при условии, что абсолютные значения токов не превышают допустимые.

Для исправной изоляции силового кабеля ток утечки спадает в зависимости от длительности приложения испытательного напряжения, и тем больше, чем лучше каче ство изоляции. У силового кабеля с дефектной изоляцией ток утечки увеличивается во времени. При заметном нарастании тока утечки при испытании силового кабеля про должительность испытания увеличивается до 10-20 мин. При дальнейшем нарастании утечки, если оно не вызвано дефектами концевых разделок, испытание должно вестись до пробоя изоляции кабеля.

При испытаниях напряжение от выпрямленной установки подводится к одной из жил испытуемого кабеля. Остальные жилы испытуемого кабеля, а также все жилы других параллельных кабелей данного присоединения должны быть надежно соединены между собой и заземлены. У трехжильных кабелей испытанию подвергается изоляция каждой жилы относительно оболочки и других заземленных жил. У однофазных кабелей и кабелей с отдельно освинцованными жилами испытывается изоляция жилы относительно металлической оболочки.

Кабель считается выдержавшим испытания, если не произошло пробоя, не было скользящих разрядов и толчков тока утечки или его нарастания, после того как он дос тиг установившейся величины.

После каждого испытания цепи кабельной линии ее необходимо разрядить по приведенной методике.

Проверка целостности и фазировки жил кабеля.

Перед включением кабеля в работу производится его фазировка, т.е. обеспечивается соответствие фаз кабеля фазам присоединяемого участка электроустановки. Проверка производится прозвонкой с помощью телефонных трубок или мегаомметра. На основании проверки производится раскраска жил в соответствии с раскраской принятой на данной установке.

Технология «прозвонки» с помощью телефонных трубок заключается в следующем: один работник подсоединяет свою телефонную трубку к жиле кабеля и оболочке (заземленной части электропроводки), а другой поочередно к жилам кабеля со своей стороны, пока не дойдет до той жилы, к которой подключился первый работник. При этом устанавливается телефонная связь между работниками и они могут договориться о порядке проверки другой жилы. На проверенные жилы навешивают временные бирки с соответствующей маркировкой. Проверка жил «прозвонкой» будет успешной, если исключить возможность образования обходных цепей. Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле; для этого подсоединяют трубку к каждой из оставшихся жил и убеждаются, что связи по ним нет. Для «прозвонки» используют низкоомные телефонные трубки, а в качестве источника питания — батарейку от карманного фонаря.

После предварительной прозвонки перед включением кабельной линии в работу производится фазировка ее под напряжением. Для этого с одного конца кабеля подается рабочее напряжение, а с другого конца производится проверка соответствия фаз измерениями напряжений между одноименными и разноименными фазами. Газировка производится вольтметрами (в сетях до 1кВ) или вольтметрами с трансформаторами напряжения, а также с помощью указателей напряжения типа УВН-80, УВНФ и др. (в сетях напряжением выше 1 кВ),

Порядок проведения фазировки в линиях различного напряжения примерно одинаков. Так фазировка кабельной линии с помощью указателей напряжения выполняется в следующей последовательности (см. рис. 1). Проверяется исправность указателя напряжения, для чего щупом трубки без неоновой лампы касаются заземления, а щуп другой трубки подносят к жиле кабеля находящегося под напряжением, при этом неоновая лампа должна загореться. Затем щупами обеих трубок касаются одной жилы находящей под напряжением. Лампа индикатора при этом гореть не должна. После этого проверяется наличие напряжения на выводах электроустановки и кабеля (см. рис. 1в). Данную проверку производят для того, чтобы исключить ошибку при фазировке линии имеющей обрыв (например, из-за неисправности предохранителя). Процесс собственно фазировки состоит в том, что щупом одной трубки указателя касаются любого крайнего вывода установки, например фазы С, а щупом другой трубки — поочередно трех выводов со стороны фазируемой линии (см. рис. 1г). В двух случаях касания (С-А 1 и С-B1) неоновая лампа загорается, в третьем (С-С1) лапа гореть не будет, что укажет на одноименность фаз. Аналогично определяют другие одноименные фазы.

Подготовка к испытанию

В связи с тем, что повышенное напряжение несет потенциальную угрозу как самому оборудованию, так и персоналу, существует методика испытаний, регламентирующая определенную последовательность действий. Первым этапом является оформление работ, подготовка места работы, оборудования и самого кабеля.

Следует оговориться, что к электрическим испытаниям допускаются лишь те лица, которые достигли совершеннолетия, прошли медосмотр, периодическую проверку знаний по электробезопасности. Испытания, в обязательном порядке, оформляются нарядом, а бригаде проводится инструктаж по охране труда.

По отношению к испытуемой электроустановке предъявляются такие требования:

  • Перед испытанием с кабеля обязательно снимается напряжение, все металлические элементы (экраны, броня), на которые подача напряжения не производится, должны заземляться.
  • Предварительно с кабеля удаляется остаточный заряд, для этого провода и металлические части заземляются на 2 минуты.
  • До подачи повышенного напряжения на жилы кабеля, осмотрите его на наличие загрязнителей на видимых участках или в воронках. При обнаружении таковых поверхность очищается, после чего могут производиться высоковольтные процедуры.
  • При отрицательной температуре испытания не проводятся. Это обусловлено тем, что лед выступает в роли диэлектрика и сопротивление изоляции будет значительно больше реальной величины. Помимо этого, разработка траншеи и откопка кабеля в замерзшем грунте значительно усложняется. В связи с чем, при нулевых или более низких температурах, испытание целесообразно только в случае аварии.
  • До начала испытания посредством мегомметра обязательно проверяется сопротивление от каждой жилы к металлической оболочке кабеля и между фазами.
  • Величину тока утечки, напряжение на киловольтметре можно начинать фиксировать только спустя минуту, с момента установки испытательного напряжения на нужной отметке.

2.1.49

Для стационарных электропроводок должны применяться
преимущественно провода и кабели с алюминиевыми жилами. Исключения см. в
2.1.70, 3.4.3, 3.4.12, 5.5.6, 6.5.12-6.5.14, 7.2.53 и 7.3.93.

Таблица 2.1.2. Выбор видов электропроводок, способов прокладки и
проводов и кабелей

Условия

окружающей среды

Вид электропроводки и способ прокладки

Провода и кабели

Открытые электропроводки

Сухие и влажные помещения

На роликах и клицах

Незащищенные одножильные провода

Сухие помещения

То же

Скрученные двухжильные провода

Помещения всех видов и наружные
установки

На изоляторах, а также на
роликах, предназначенных для применения в сырых местах. В наружных установках
ролики для сырых мест (больших размеров) допускается применять только в
местах, где исключена возможность непосредственного попадания на
электропроводку дождя или снега (под навесами)

Незащищенные одножильные провода

Наружные установки

Непосредственно по поверхности
стен, потолков и на струнах, полосах и других несущих конструкциях

Кабель в неметаллической и
металлической оболочках

Помещения всех видов

То же

Незащищенные и защищенные одно-
и многожильные провода. Кабели в неметаллической и металлической оболочках

Помещения всех видов и наружные
установки

На лотках и в коробах с
открываемыми крышками

То же

Помещения всех видов и наружные
установки (только специальные провода с несущим тросом для наружных установок
или кабели)

На тросах

Специальные провода с несущим
тросом. Незащищенные и защищенные одно- и многожильные провода. Кабели в
неметаллической и металлической оболочках

Скрытые электропроводки

Помещения всех видов и наружные
установки

В неметаллических трубах из
сгораемых материалов (несамозатухающий полиэтилен и т. п.). В замкнутых
каналах строительных конструкций. Под штукатуркой

Незащищенные и защищенные,
одно-  и многожильные провода.

Кабели в неметаллической
оболочке

Исключения:

1. Запрещается применение
изоляционных труб с металлической оболочкой в сырых, особо сырых помещениях и
наружных установках

2. Запрещается применение
стальных труб и стальных глухих коробов с толщиной стенок 2 мм и менее в
сырых, особо сырых помещениях и наружных установках

Сухие, влажные и сырые помещения

Замоноличенно в строительных
конструкциях при их изготовлении

Незащищенные провода

Открытые и скрытые электропроводки

Помещения всех видов и наружные
установки

В металлических гибких рукавах.
В стальных трубах (обыкновенных и тонкостенных) и глухих стальных коробах. В
неметаллических трубах и неметаллических глухих коробах из трудносгораемых
материалов. В изоляционных трубах с металлической оболочкой

Незащищенные и защищенные одно-
и многожильные провода. Кабели в неметаллической оболочке

Исключения:

1. Запрещается применение
изоляционных труб с металлической оболочкой в сырых, особо сырых помещениях и
наружных установках

2. Запрещается применение
стальных труб и стальных глухих коробов с толщиной стенок 2 мм и менее в
сырых, особо сырых помещениях и наружных установках

Таблица 2.1.3. Выбор видов электропроводок и способов прокладки проводов
и кабелей по условиям пожарной безопасности

Базовое предложение на испытание силовой кабельной линии

Базовое (типовое) предложение подходит для приемо-сдаточных, эксплуатационных (периодических, после ремонта) и контрольных испытаний кабельных линий 1-10 кВ, исключая КЛ, выполненные кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Испытание кабеля 10 кВ

Описание: Испытание кабеля 10(6) кВ повышенным напряжением выпрямленного тока в соответствии с текущими Нормами и Правилами* с оформлением Протокола испытания силового кабеля по результатам

Примечание: Программа испытаний кабеля может быть уточнена в соответствии с требованиями Сетевой организации и Заказчика

Исходные данные: Допуск к концам кабельной линии, предварительная информация о марке кабеля и протяженности КЛ

Стоимость: 8000 RUB

Условия оплаты: наличными, по факту выполнения работ

Испытываются кабели — испытания:

  • вновь проложенные и после перекладки — приемосдаточные;
  • находящиеся в эксплуатации — плановые по графику;
  • после ремонта или длительного отключения — внеплановые;
  • испытание КЛ в составе работ по определению места повреждения и ремонту кабельных линий — контрольные.

При проведении испытаний кабельных линий мы руководствуемся в первую очередь Нормами принятыми крупными сетевыми организациями в Москве и Московской области — ОАО «МОЭСК» и ОАО «ОЭК».

Такая позиция связана с тем, что сети до 10 кВ включительно «упираются» в принадлежащие им Центры питания (ЦП) и при включении (подаче) рабочего напряжения потребуются протоколы, соответствующие именно их требованиям.

2.3.101

При наличии по трассе кабельной линии блуждающих
токов опасных величин необходимо:

1. Изменить трассу кабельной линии с тем, чтобы обойти
опасные зоны.

2. При невозможности изменить трассу: предусмотреть меры по
максимальному снижению уровней блуждающих токов; применить кабели с повышенной
стойкостью к воздействию коррозии; осуществить активную защиту кабелей от воздействия
электрокоррозии.

При прокладках кабелей в агрессивных грунтах и зонах с
наличием блуждающих токов недопустимых значений должна применяться катодная
поляризация (установка электродренажей, протекторов, катодная защита). При
любых способах подключения электродренажных устройств должны соблюдаться нормы
разностей потенциалов на участках отсасывания, предусмотренные

Необходимость защиты кабельных линий от коррозии должна
определяться по совокупным данным электрических измерений и химических анализов
проб грунта. Защита кабельных линий от коррозии не должна создавать условий,
опасных для работы смежных подземных сооружений. Запроектированные мероприятия
по защите от коррозии должны быть осуществлены до ввода новой кабельной линии в
эксплуатацию. При наличии в земле блуждающих токов необходимо устанавливать на
кабельных линиях контрольные пункты в местах и на расстояниях, позволяющих
определять границы опасных зон, что необходимо для последующего рационального
выбора и размещения защитных средств.

Для контроля потенциалов на кабельных линиях допускается
использовать места выходов кабелей на трансформаторные подстанции,
распределительные пункты и т. д.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

и получаем значение общей силы тока.

Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 – номинальный вольтаж.

Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.

Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.

Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.

I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу “пяти ампер” к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:

11 А+5 А=16 А.

Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока

Сечение токо-прово-дящей жилы(мм2) Ток(А), для проводов, проложенных

Откры- то в одной трубе
двух одно- жильных трех одно- жильных четырех одно- жильных одного двух- жильного одного трех- жильного
0,5 11
0,75 15
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330
185 510
240 605
300 695
400 830

Что такое УЗО в электрике: разновидности, принцип работы
Подключение двухклавишного выключателя: схемы, советы, инструкция

Заключение или выводы

Окончательный выбор конкретного способа экранного заземления требует индивидуальных подходов и учета особенностей каждого конкретного случая. Защита контрольного кабеля от термических повреждений – далеко не тривиальная задача. Ее решение предполагает ответственное проектирование и качественный монтаж.

Успешное внедрение в эксплуатацию электронных и электрических устройств с заземлением, выполненным только по правилам безопасности (например: «ГОСТ 12.1.038»), иногда не представляется возможным. Допуски по стандартам безопасности составляют потенциал в десятки вольт. Это представляет опасность для целостности экрана кабеля и неприемлемо с точки зрения требований электромагнитной совместимости.

Экраны контрольных кабелей заземляются с целью надежной защиты аппаратуры, оборудования, устройств от электромагнитного излучения. Не стоит пренебрегать такой процедурой

Отсутствие экранного заземления может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, безвозвратной потере важной информации

сайт отвечает

2.3.71. Кабели с металлическими оболочками или броней, а также кабельные конструкции, на которых прокладываются кабели, должны быть заземлены или занулены в соответствии с требованиями, приведенными в гл. 1.7.

2.3.72. При заземлении или занулении металлических оболочек силовых кабелей оболочка и броня должны быть соединены гибким медным проводом между собой и с корпусами муфт (концевых, соединительных и др.). На кабелях 6 кВ и выше с алюминиевыми оболочками заземление оболочки и брони должно выполняться отдельными проводниками. Применять заземляющие или нулевые защитные проводники с проводимостью, большей, чем проводимость оболочек кабелей, не требуется, однако сечение во всех случаях должно быть не менее 6 мм 2 . Сечения заземляющих проводников контрольных кабелей следует выбирать в соответствии с требованиями 1.7.76-1.7.78. Если на опоре конструкции установлены наружная концевая муфта и комплект разрядников, то броня, металлическая оболочка и муфта должны быть присоединены к заземляющему устройству разрядников. Использование в качестве заземляющего устройства только металлических оболочек кабелей в этом случае не допускается. Эстакады и галереи должны быть оборудованы молниезащитой согласно РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» Минэнерго СССР.

2.3.73. На кабельных маслонаполненных линиях низкого давления заземляются концевые, соединительные и стопорные муфты. На кабелях с алюминиевыми оболочками подпитывающие устройства должны подсоединяться к линиям через изолирующие вставки, а корпуса концевых муфт должны быть изолированы от алюминиевых оболочек кабелей. Указанное требование не распространяется на кабельные линии с непосредственным вводом в трансформаторы. При применении для кабельных маслонаполненных линий низкого давления бронированных кабелей в каждом колодце броня кабеля с обеих сторон муфты должна быть соединена сваркой и заземлена.

2.3.74. Стальной трубопровод маслонаполненных кабельных линий высокого давления, проложенных в земле, должен быть заземлен во всех колодцах и по концам, а проложенных в кабельных сооружениях — по концам и в промежуточных точках, определяемых расчетами в проекте. При необходимости активной защиты стального трубопровода от коррозии заземление его выполняется в соответствии с требованиями этой защиты, при этом должна быть обеспечена возможность контроля электрического сопротивления антикоррозийного покрытия.

2.3.75. При переходе кабельной линии в воздушную (ВЛ) и при отсутствии у опоры ВЛ заземляющего устройства кабельные муфты (мачтовые) допускается заземлять присоединением металлической оболочки кабеля, если кабельная муфта на другом конце кабеля присоединена к заземляющему устройству или сопротивление заземления кабельной оболочки соответствует требованиям гл. 1.7.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий