Сшитый полиэтилен. Поиск мест повреждений

Сшитый полиэтилен. Поиск мест повреждений


kabel-sshityy-polietilen.jpg

Возможные варианты методов поиска мест повреждений (МП) на любых кабелях, в том числе и на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), определяются не только видом и параметрами повреждения, но и конструкцией кабеля, и технологией его изготовления.

Виды конструкций высоковольтных силовых СПЭ-кабелей

  1. Одножильная (однофазная).
  2. Трехжильная (ГОСТ Р 55025-2012).

При этом, одно- и трехжильные кабели могут быть как бронированные, так и не бронированные.

В трехжильных кабелях экран в может быть, как общий для всех жил так и индивидуальный для каждой жилы.

В настоящее время, большинство используемых СПЭ-кабелей именно одножильные.

Методы поиска повреждений СПЭ-кабелей

Применение относительных (дистанционных) методов для определения расстояния до МП не отличается существенно от кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ). Как и для «бумажных» кабелей в зависимости от вида и параметров повреждения могут применяться импульсные, волновые или мостовые методы.

Особенности применения абсолютных (топографических) методов обусловлены не только видом повреждения, но и конструктивными особенностями СПЭ-кабелей и их предельными электрическими параметрами.

Методы поиска повреждений внешней оболочки

В большинстве случаев повреждения СПЭ-кабелей связаны не с основной изоляцией, а с внешней защитной пластмассовой оболочкой. Повреждения внешней оболочки приводят к появлению электрического контакта экрана кабеля с землей. И хотя на начальном этапе это не может никак сказаться на работоспособности кабеля, с течением времени неизбежно произойдет разрушение экрана, а за ним и основной изоляции. Классически поиск таких повреждений состоит из двух этапов:

  1. Определения расстояния до МП петлевым методом,
  2. Локализации МП потенциальным методом.

Методы хорошо отработаны и аппаратное оснащение для их реализации выпускается в достаточном ассортименте.

sshityy-polietilen-kabel.png

Методы поиска повреждений трехжильных СПЭ-кабелей с общим экраном

Для трехжильных СПЭ-кабелей с общим экраном всех жил, при повреждении основной изоляции применение абсолютных методов локализации МП очевидно аналогично кабелям БПИ. Трехжильный бронированный кабель, состоящий из свитых в один жгут индивидуально экранированных жил при поиске индукционным методом будет иметь нюансы, связанные с существенно ослабленным по сравнению с предыдущей конструкцией сигналом. Для кабелей таких конструкций применимы все традиционные абсолютные методы поиска.

  1. Акустический метод для высокоомных повреждений.
  2. Индукционный метод для низкоомных межфазных и однофазных повреждений.
  3. Потенциальный и индукционный метод для замыканий или утечек на землю.
  4. Акустический или индукционный метод для обрывов жил.

Методы поиска повреждений трехжильных СПЭ-кабелей, состоящих из отдельно проложенных экранированных фазных жил

Иная ситуация возникает для СПЭ-кабеля, состоящего из отдельно проложенных экранированных фазных жил. Такой вариант прокладки сейчас, пожалуй, наиболее распространен. В проложенных таким способом кабелях становятся принципиально невозможными межфазные повреждения — замыкания или утечки между фазными жилами. Кроме того, отсутствует такая конструктивная особенность, как повив фазных жил. И как следствие, невозможно использовать для поиска МП очень популярный индукционный метод. Во всяком случае в его традиционном варианте, когда главным информативным признаком для поиска повреждения служит сигнал повива жил кабеля. Нет свитых жил — нет изменения сигнала с шагом повива.

Есть информация о применении индукционного метода с использованием иных признаков для локализации МП. Это, например, так называемый, метод аномалии нуля. Но эта информация носит единичный характер — не подтверждена массовым применением. Возможно, есть специалисты имеющие реальный опыт применения этого или других нетрадиционных методов, но их индивидуальный опыт не доступен широкому контингенту (сообществу) специалистов-поисковиков.

Методы поиска повреждений основной изоляции 

  1. Акустический метод.
  2. Потенциальный метод.
  3. Перевод с помощью прожига однофазного повреждения в межфазное с последующим применениеминдукционного метода поиска.

Если сопротивление в МП основной изоляции одножильного СПЭ-кабеля измеряется килоомами, а внешняя изолирующая оболочка не повреждена, то практически единственным топографическим методом локализации МП становится акустический. Снижение сопротивления с помощью прожига не гарантирует успешности применения индукционного метода. С большой вероятностью использование прожига приведет к повреждению внешней изолирующей оболочки кабеля с утечкой на землю. Это даст возможность применить потенциальный метод поиска. Для трехфазного кабеля возможно и иное развитие событий — перевод с помощью прожига однофазного повреждения в межфазное с последующим применением индукционного метода поиска.

Испытания и прожиг СПЭ-кабелей

Если с методами поиска все обстоит достаточно определенно, то использование в процессе поиска таких вспомогательно-подготовительных операций как прожиг вызывает определенную озабоченность специалистов-поисковиков. Объясняется она опасением повредить кабель в процессе прожига МП. Такое опасение, видимо, связано с существенно более низкими по сравнению с «бумажными» кабелями нормами на электрические испытания СПЭ-кабелей. Кроме того, существуют ограничения по времени воздействия постоянного напряжения на кабель связанные со свойствами сшитого полиэтилена. Этим, в частности, объясняется применение для испытаний сверх низкочастотных высоковольтных испытательных установок. Хотя следует отметить, что в международном стандарте на СПЭ-кабели – МЭК 60502-2 в редакции 2005г – нет ни слова о таких испытаниях. МЭК 60502-2 предлагаются испытания переменным напряжением номинальной величины Uo в течение суток или линейным напряжением в течение 5 мин. Допускается альтернативный вариант испытаний постоянным напряжением 4Uo в течение 15 мин. Но дается примечание о возможности пробоя изоляции при таком испытании.

Российские ОТУ ГОСТ Р 55025-2012 на СПЭ-кабели предлагают испытания переменным напряжением Uo 24час (как и МЭК 60502-2), или 2Uo 60мин, или 3Uo 0,1Гц 60мин. 

Как видно из приведенных величин испытательных напряжений, нормы российского ОТУ несколько жестче международных стандартов.

Операция прожига на верхних ступенях начинается именно на постоянном напряжении. Опасения связанные с возможностью повредить изоляцию кабеля могут возникать только в случае, если напряжение верхней ступени прожига и время его воздействия превышают указанные в стандартах предельные значения для испытаний кабеля. Естественно, с целью недопущения пагубных последствий для кабеля, просто не следует превышать испытательные лимиты значений напряжения и времени его воздействия. По российскому ОТУ это 4Uo и 15мин для постоянного напряжения и 2Uo и 60мин – для переменного. И пробои, и утечки во время испытаний возникают именно при таких напряжениях, и поэтому нет необходимости превышать их при прожиге. Хотя возможно стоило бы принять во внимание предостережение МЭК 60502-2 о возможном пробое при воздействии 4Uo выпрямленного напряжения и использовать при прожиге не более, чем 2Uо.

Оборудование для поиска повреждений

Оборудование, используемое для дистанционных и топографических методов поиска МП на СПЭ-кабелях, тоже, что и на БПИ кабелях. Только по своим характеристикам оно может быть скромнее. Связано это с меньшими по сравнению с БПИ кабелями уровнями испытательных воздействий и касается установок прожига и ударных генераторов. Пожалуй, единственным используемым только на СПЭ-кабелях оборудованием является аппаратура для поиска МП внешней оболочки кабеля. Хотя никто не запрещает использовать эту аппаратуру для поиска повреждений оболочки, например, на ПВХ кабелях.

В заключение можно сказать, что для поиска МП на СПЭ-кабелях применимы все методы используемые для БПИ кабелей. Надо только отстроиться от стереотипов привнесенных работой с БПИ кабелями. Учитывать значительно меньшие допустимые уровни воздействия на СПЭ-кабель.

Исключение в части применимости топографических методов поиска на сегодняшний день представляет индукционный метод для разнесенных одножильных кабелей. Хотя это не безусловное утверждение поскольку по некоторым сведениям этот метод может применяться и в таких случаях. При серьезном подходе необходимы специальные исследования на эту тему.

Не претендуем на абсолютную истину и надеемся, что практический опыт наших читателей дополнит или скорректирует то, что здесь изложено. Приглашаем всех, кто имеет свой опыт и свое мнение поделиться с нашими читателями.

Поделиться опытом
Статья подготовлена специалистами отдела инноваций © ООО «АНГСТРЕМ»

Подписаться на статьи

Хотите получать полезные методические материалы?

Ваш запрос отправлен