Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях icon

Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях




НазваХарківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях
Сторінка2/6
Дата07.06.2012
Розмір1.06 Mb.
ТипДокументи
1   2   3   4   5   6
^

2.1 Заводські дефекти


В енергопостачальних організаціях в експлуатації, як правило, перебувають силові кабелі, що випускаються різними заводами - виготовниками. У процесі виготовлення силових кабелів підприємства повинні здійснювати контроль технологічних операцій на всіх стадіях виробництва. Такий контроль, як правило, і здійснюється. Лабораторні випробування виробленої продукції дозволяють виявити ряд дефектів, пов'язаних з порушенням технологічних операцій, наприклад, тріщини або отвори в захисних оболонках, надриви паперових стрічок і т.ін. Однак повністю усунути порушення технологічних режимів не завжди вдається. Крім того, змоделювати процеси, що протікають у мате-ріалах, які застосовуються в силових кабелях, у реальних умовах експлуатації неможливо. Особливу увагу слід приділити новим матеріалам, застосовуваним у кабелях. Навіть маючи певні переваги в порівнянні з традиційно застосовуваними материалами, вони за своїми фізико-хімічними і механічними характеристиками можуть бути з ними не завжди сумісні в умовах тривалої експлуатації. У зв'язку з цим заводи-виготовники видають гарантійні зобов'язання на певний строк, тобто на деякий проміжок часу, протягом якого гарантується виконання всіх вимог, поставлених до кабеля, за умови виконання споживачем правил транспортування, зберігання, прокладки, монтажу й експлуатації кабеля.


^ 2.2 Дефекти, що виникають при монтажі кабельних ліній.

Основна кількість дефектів, які виявляються під час експлуатації, виникає при монтажі кабельних ліній. Причини виникнення дефектів тут можуть мати різний характер.

Прокладку силових кабелів незалежно від їхньої марки, місця й способу прокладки, як правило, не рекомендується проводити при негативних температурах навколишнього середовища.

Припустима мінімальна температура при прокладці кабелів з паперовою ізоляцією, просоченою нестікаючою речовиною, а також кабелів з просоченою ізоляцією всіх марок без проведення попереднього підігріву повинна бути не нижче 0о С. Силові кабелі з пластмасовою ізоляцією з оболонкою або шлангом з полівінілхлоридного пластикату, без захисного покриву, що містить волок-нисті матеріали, а також з бронею із профільованої сталевої оцинкованої стріч-ки можуть прокладатися при температурах кабеля і навколишнього середовища не нижче –15о С. При температурах повітря нижче мінімально припустимої, при якій можна прокладати кабель без попереднього підігріву, прокладка силових кабелів з нормальною, нестікаючою і збіднено просоченою паперовою, а також із пластмасовою ізоляцією й оболонкою допускається тільки після попереднього підігріву кабеля перед прокладкою й виконання прокладки у стислий термін. При неможливості прокладки кабеля у встановлений строк, у процесі прокладки повинен забезпечуватися постійний підігрів кабеля або прокладка його повинна здійснюватися з перервами, під час яких кабель підлягає додатковому підігріву. При температурах навколишнього повітря нижче –40о С прокладка кабеля всіх марок, у тому числі підігрітого не допускаться [3]. Порушення даної вимоги приводить до утворення мікротріщин в оболонці й ізоляції навіть при зусиллях менших, ніж допускається нормативними документами. Наявність таких мікротріщин практично неможливо виявити під час приймально-здавальних випробувань, тому що вони не мають наскрізного характеру.

Поява мікротріщин можлива також при виникненні механічних напружень, які мають місце при витяганні кабеля під час прокладки. З метою зменшення механічних зусиль, що виникають при прокладці кабеля, передбачаються спеціальні заходи, одним з яких є покриття кабеля змащенням (тавотом, солідолом). Зусилля витягання рекомендується контролювати за допомогою дінамометра або іншого пристрою, тому що його припустиме значення різне для струмоведучих жил, оболонок й ізоляції.

У місцях різких перегинів кабеля, наприклад, на поворотах трас на алю-мінієвій оболонці можливе утворення гофрів і поривів ізоляції. Тому кратність радіуса внутрішньої кривої вигину кабеля стосовно його зовнішнього діаметра не повинне перевищувати значень, установлених нормативними вимогами для даної марки кабеля. Рекомендується витримувати наступні кратності радіуса внутрішньої кривої вигину кабеля стосовно його зовнішнього діаметра:

для кабелів з паперовою ізоляцією напругою 1-10 кВ в алюмінієвій оболонці не менше 25 діаметрів кабеля, у свинцевій - не менше 15;

для кабелів із пластмасовою ізоляцією напругою 1 кВ броньованих без оболонки не менше 10 діаметрів кабеля, не броньованих у пластмасовій оболонці - не менше 6 діаметрів.

Порушення ізоляції кабеля при монтажі можливе також при недотриманні кратності кривої вигину жили стосовно діаметра жили. Величина кратності має бути не менше 10 діаметрів жили для кабелів на напругу 1-10 кВ з паперовою і пластмасовою ізоляцією.

Слабким місцем у кабельних лініях є кінцеві заправлення й муфти. Порушення вимог виконання монтажних операцій приводить до передчасного виходу не тільки їх з ладу, але й всієї кабельної лінії. Причому такі порушення на перший погляд можуть здатися незначними. Так, при монтажі кінцевих заправлень всіх типів на кабельних лініях напругою 1-10 кВ жили повинні оброблятися з довжиною 100 -150мм вище корпуса заправлення. Це дає можливість при необхідності перевстановлювати жили всіх фаз. Порушення цієї вимоги приводить до виникнення при перевстановленні механічних напружень, утворення мікротріщин, по яких всередину заправлення може проникати волога.

Сполучні муфти є невід'ємною частиною кабельних ліній, тому що заводи-виготовники відпускають кабелі певної будівельної довжини. У міру збільшення кількості сполучних муфт на лінії її надійність зменшується. Рекомендується на одному кілометрі траси встановлювати не більше п'яти сполучних муфт. При збільшенні кількості сполучних муфт на окремих лініях подальша їхня експлуатація стає економічно невиправданою. Зростають витрати на ремонт лінії, а також збитки споживачів від перерв у електропостачанні. Тому в ряді випадків економічно доцільніше замінити стару лінію зі сполучними муфтами новими ділянками.

На якість виготовлення сполучних і кінцевих муфт впливають різні фактори: якість і стан матеріалів, що входять до складу муфти; параметри навколишнього середовища при проведенні монтажних робіт; кваліфікація персоналу, якій виконує монтаж муфти й т.ін.

Слід виділити наступні характерні дефекти, що виникають у процесі монтажу сполучних і кінцевих муфт: пошкодження ізоляції і дротів, неповне заливання корпуса, не пропаяні шийки муфт і т.ін.

Найпоширенішими є свинцеві й епоксидні сполучні муфти. Досвід експлуатації цих муфт дозволяє виділити характерні порушення технологічних операцій при монтажі, які приводять до скорочення їхньої служби.

В епоксидних муфтах особливу увагу слід приділяти процесу заливання епоксидного компаунда. Порушення безперервності заливання компаунда сприяє утворенню повітряних включень в ізоляції і відповідно зменшенню її електричної міцності. Не менш важливо додержувати температурного режиму в процесі затвердіння компаунда. Рекомендована температура становить 200 С. При цій температурі компаунд затвердіває за 12 годин. При зниженні температури час затвердіння збільшується, а при 50С компаунд може зовсім не затвердіти. Збільшення температури також несприятливе для затвердіння компаунда, тому що просочувальна речовина кабеля може проникнути в муфту. У зв'язку з цим при температурах нижче 100С і вище 250С повинні передбачатися спеціальні заходи при заливанні епоксидного компаунда в муфту.

У даний час одержали поширення сполучні муфти фірми «Райхем», ENSTO, офіційними представниками якої в Україні є ЗАТ «ТФ Кабель Еней», компанія ЗМ, ВАТ «Михневський завод електровіробів» та ін. Використання нових матеріалів дозволяє розробникам істотно підвищити надійність кабельних арматур. Наприклад, компанія «Еней» поставляє на ринок муфти холодної усадки для прямого з'єднання, виготовлені з багатошарової синтетичної кремнійорганіки. Компактність муфти дає змогу робити з'єднання в обмеженому просторі й у важкодоступних місцях. Фірма Cellpack, що входить у групу ENSTO, пропонує гібридні термоусадочні сполучні й кінцеві муфти, що забезпечують повну герметизацію, механічну міцність, високі електроізоляційні властивості, стійкість до впливу агресивного навколишнього середовища. Відмінною рисою цих муфт є використання в їхній конструкції силіконових елементів, що згладжують напруженість електричного поля.


^ 2.3 Дефекти, що виникають при експлуатації кабельних ліній

Під час експлуатації в кабельних лініях виникають різні аварійні ситуації, кожна з яких має свої специфічні відмітні ознаки.

З усієї розмаїтості причин, що приводять до пошкодження і передчасного виходу кабеля з ладу в процесі експлуатації слід виділити наступні:

механічні пошкодження будівельними машинами й механізмами;

механічні пошкодження кабеля й муфт у результаті усадки ґрунту;

механічні пошкодження, що виникли в процесі виготовлення, транспортування й монтажу силового кабелю;

дефекти в сполучних муфтах і кінцевих заправленнях під час монтажу;

корозійні пошкодження захисних оболонок;

прискорене старіння ізоляції під впливом високих температур при порушенні правил експлуатації.

Досвід експлуатації кабельних ліній на Запорізькій атомній електростанції показує, що розподіл пошкоджень по елементах наступний:

13,5% припадає на сполучні муфти;

16,5% - на кінцеві муфти;

70% - інші місця кабеля.

Характерно, що на електричні пробої ізоляції в кабельній лінії припадає 40% випадків, а на механічні - 60%.

Пошкодження в силових кабелях виникають з різних причин. Умовно весь період експлуатації силового кабеля можна розбити на кілька періодів [4].

На початковому етапі основними причинами виникнення аварійних ситуацій є грубі заводські дефекти або дефекти, що виникли в процесі монтажних робіт. Маючи низьку електричну міцність, вони, як правило, виявляються в перші два-три роки після введення лінії в експлуатацію.

На другому, експлуатаційному періоді роботи аварійні ситуації в основному мають випадковий характер і не пов'язані з процесами старіння виробу.

Серед явних причин, таких як механічні пошкодження будівельними механізмами, варто виділити приховані причини, що є наслідком впливу декількох факторів. Прикладом можуть служити незначні механічні пошкодження захисних оболонок або корозійні процеси, у результаті яких порушується герметичність і волога проникає в ізоляцію. Особливістю даних процесів є їхній імовірнісний характер. Час від моменту виникнення дефекту до моменту пробою може становити від декількох секунд до декількох місяців. Частина таких дефектів виявляється при проведенні випробування кабельних ліній підвищеням напруги.

Слабким місцем є сполучні муфти, в яких під дією механічних розтяжних зусиль у результаті руху ґрунту може відбуватися обрив струмоведучих жил.

При коротких замиканнях можливе перегоряння струмоведучих жил або місць пайки в сполучних гільзах.

Тривалість другого етапу визначається якістю кабельної продукції і умовами її експлуатації. Природно, що основним завданням обслуговуючого персоналу є максимальне продовження цього періоду роботи силового кабеля.

Заключний, третій період характеризується початком інтенсифікації процесів старіння ізоляції та зростанням імовірності виникнення аварійних ситуацій. Актуальним стає питання про економічну доцільність подальшої експлуатації кабельної лінії.

Особливе місце займають порушення умов експлуатації, в результаті яких порушується тепловий режим силового кабеля. Тепловий вплив фактично визначає швидкість старіння ізоляції кабеля і відповідно строк його служби. Одним з недоліків силових кабелів є низька перевантажувальна здатність. Припустимі температури для кабелів визначаються температурою струмопровідних жил і використовуваною ізоляцією. Електричний опір струмопровідної жили кабеля постійному струму, перерахований на 1 мм2 номінального перерізу, 1 км довжини й температуру 200С має бути не більше: для одножильних кабелів перерізом до 500 мм2 – для мідної жили 17,76, для алюмінієвої - 29,11 Ом. Для одножильних кабелів перерізом 625 мм2 і більше, а також багатожильних всіх переризів – для мідної жили 17,93, для алюмінієвої – 29,4 Ом. Електричний опір ізоляції кабелів залежно від напруги, перерахований на 1 км довжини і температуру 200С, не повинен перевищувати значень, наведених у табл. 2.1 [3].

Таблиця 2.1- Електричний опір ізоляції кабелів.

Кабелі силові

Напруга, кВ

Опір ізоляції, перерахований на 1км довжини й температуру 200 С, не менше МОм

З паперовою просочною, збідне­ною і просоченою не стікаючою рідиною

1, 3,

6, 10

100

200

З ізоляцією з полівінілхлориду

1

3

6

7

12

50

З ізоляцією з поліетилену

До 6

150

Довгостроково припустиму температуру нагрівання жил кабеля в процесі експлуатації та максимально припустиму температуру жил при короткому замиканні наведено в табл. 2.2.

Таблиця.2.2 -Припустима температура нагрівання жил кабелю.

Вид ізоляції кабеля

Довгостроково припустима температура нагрівання жил, о С

Максимально припустима тем-пература при струмі КЗ,

оС

Просочений папір на напругу, кВ:

1

6

10



80

80

65



200

200

200

Полівінілхлоридний пластикат

70

160

Поліетилен

70

130

Вулканізований поліетилен

90

250


Якщо в процесі експлуатації контролюється температура на поверхні кабеля, то її значення на 15-20оС повинне бути нижче відповідних значень, наведених у табл. 2.2.

Тепловий режим визначається в основному струмовими навантаженнями на силовий кабель. Рекомендовані значення довгостроково припустимих струмових навантажень на кабелі напругою 1, 6, 10 кВ наведені в табл. 2.3, 2.4.

Таблиця 2.3 - Довгостроково припустимі струмові навантаження три - та чотирижильних кабелів на напругу 1 кВ при прокладанні у землі, на повітрі

Номінальний переріз струмопровідної жили, мм2

Струмові навантаження кабеля, А

З мідною жилою

З алюмінієвою жилою

у землі

на повітрі

у землі

на повітрі

6

70

50

55

40

10

95

70

75

55

16

120

90

90

70

25

160

125

125

95

35

190

150

145

115

50

235

185

180

140

70

285

235

229

175

95

340

290

260

215

120

390

335

300

250

150

435

385

335

295

185

490

440

380

335

240

570

515

440

395


Таблиця 2.4 - Довгостроково припустимі струмові навантаження кабелів на напругу 6 й 10 кв при прокладанні у землі, на повітрі

Номінальний переріз струмопровідної жили, мм2

Струмові навантаження кабеля, А

з мідною жилою

з алюмінієвою жилою

У землі

На повітрі

У землі

На повітрі

6 кв

10кв

6кв

10кв

6кв

10кв

6кв

10кв

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

85

-

70

-

65

-

55

-

16

115

105

90

80

85

80

70

60

25

145

130

125

110

115

100

95

85

35

175

165

150

135

135

125

115

105

50

220

195

180

165

170

155

140

125

70

270

235

235

210

210

180

175

155

1

2

3

4

5

6

7

8

9

95

325

290

285

255

245

225

215

190

120

375

340

330

295

285

265

250

220

150

430

390

380

335

330

300

285

250

185

480

440

430

385

375

340

325

285

240

560

500

500

455

430

390

385

335


При коротких замиканнях тривалістю 1с припустимі значення струмів, що відповідають максимально припустимим значенням температури не повинні перевищувати значень, наведених у табл. 2.5. Коли тривалість КЗ відрізняється від 1с, припустимі значення струмів КЗ помножуються на коефіцієнт , де - тривалість КЗ.

Таблиця 2.5-Припустимі струми для кабелів з просоченою паперовою ізоляцією

Номінальний переріз струмопровідної жили, мм2

Припустимий струм одного секундного короткого замикання, кА

1-6 кв

10 кв

мідні

жили

алюмінієві жили

мідні жили

алюмінієві жили

6

0,77

0,55

0,81

0,53

10

1,29

0,85

1,35

0,89

16

2,06

1,36

2,16

1,42

25

3,21

2,12

3,37

2,23

35

4,5

2,97

4,72

3,12

50

6,43

4,25

6,74

4,45

70

9,0

5,94

9,43

6,23

95

12,21

8,06

12,8

8,46

120

15,42

10.19

16.17

10,69

150

19,28

12,73

20,21

13,36

185

23,78

15,71

24,93

16,47

240

30,84

20,4

32,34

21,37

З огляду на значний вплив температури на термін служби кабеля, на практиці залежно від класу застосовуваної ізоляції використовують шести-, восьми-, десяти- і дванадцятиградусне правила. Термін служби ізоляції залежно від температури нагрівання визначають за формулою [4]

,

де A – термін служби ізоляції при = 0 – деяка умовна величина;

- температура перегріву ізоляції;

- коефіцієнт, що характеризує ступінь старіння ізоляції залежно від класу.

Як правило, для ізоляції класу А застосовується восьмиградусне правило, відповідно до якого передбачається, що збільшення температури на вісім градусів скорочує термін служби кабеля у два рази.

Крім теплового впливу на процес старіння ізоляції впливає й електричне поле. Навіть у новому кабелі в ізоляції присутні газові включення у вигляді порожнеч, не заповнених просочувальною речовиною. Нагрівання і охолодження кабеля в процесі експлуатації приводить до утворення нових порожнеч, здатних мігрувати по ізоляції. Під дією електричного поля в газових включеннях можливе виникнення іонізації, що супроводжується ерозією стінок порожнини. Утворення озону при іонізації посилює процес внутрішнього руйнування ізоляції.

Ще одним фактором, що викликає інтенсивне старіння ізоляції, є механічні навантаження, обумовлені електродинамічними процесами при різких змінах струму, наприклад, при наскрізних струмах короткого замикання. Механічні характеристики міцності ізоляції залежать від температури. Межа механічної міцності ізоляції швидко знижується в міру її нагрівання. Значні деформації супроводжуються появою необоротних структурних змін у вигляді тріщин, роз-ривів, розшарувань, які випадково розподілені по об’єму ізоляції. Під впливом змінних теплового потоку й електродинамічних зусиль неоднорідність ізоляції посилюється, тому що мікротріщини, наприклад, можуть поширитися вглиб ізоляції.

Різний характер пошкоджень силових кабелів відповідно викликає різні фізичні процеси, що протікають в ізоляції, причому на швидкість іх розвитку впливають багато факторів, урахувати вплив яких при проектуванні лінії не завжди вдається. Одержати інформацію про наявність у силовому кабелі тих або інших дефектів можна при проведенні профілактичних випробувань.

1   2   3   4   5   6

Схожі:

Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства о. О. Воронков, Т. Б. Воронкова
Харківська національна академія міського господарства, вул. Революції, 12, Харків, 61002 Електронна адреса: rectorat@ksame kharkov...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства писаревський Ілля Матвійович
...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для бакалаврів 4-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 060101 – «Будівництво» спеціалізації...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для магістрів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Пожежна профілактика в будівництві” (для магістрів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для спеціалістів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Охорона праці ” (для бакалаврів 4-го курсів заочної форми навчання напряму підготовки 060101 – «Будівництво» спеціалізації “Охорона...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки до проведення практичних занять
Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Конспект лекцій з дисципліни “Пожежна безпека” (для студентів денної форми навчання напряму підготовки 050702 – «Електромехінка»...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи