Л.С. Араратьян, Ю.М. Павлова, А.В. Крупнов

Аннотация. В статье дан анализ различных видов повреждения кабелей. Рассмотрена классификация основных методов определения места повреждения на трасе кабельных линий в зависимости от предполагаемого характера повреждения кабеля.

Ключевые слова: кабельные линии, испытание кабелей, диагностика повреждений, прожигание оболочек, зоны повреждения, место повреждения, виды повреждения.

Техническое состояние кабельных коммуникаций оказывает значительное влияние на эффективность работы систем электроснабжения в целом. Надежность и электробезопасность систем электроснабжения тесно связана с необходимостью постоянно поддерживать и совер-шенствовать работоспособность кабельных систем. Испытание (в настоящее время – все чаще диагностирование) кабельных систем необходимо проводить с помощью требующихся материальных и технических средств. Порядок испытаний должен полностью соот-ветствовать требованиями ГОСТа, технических условий, методических указаний, паспортов, инструкций, в том числе заводских [1, 2]. Именно такой подход в состоянии обеспечить результативность поиска дефектов, полную оценку работоспособности и качество прогнозирования возможных изменений технического состояния кабельных систем.

Перед любыми испытаниями все дефекты, которые были обнаружены при полном осмотре кабельных линий (КЛ), необходимо обязательно устранять. Комплексное испытание КЛ в течение межремонтного обслуживания и после ремонта кабелей следует выполнять в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Особенно сложно проводить любые испытания скрытых прокладок КЛ. Примером этому служит кабель, проложенный в траншее, который следует испытать постоянным напряжением 10 кВ, поданным между землей и экраном кабеля, в течение 1 мин. Кабель прошел испытание, если в течение этого времени не наблюдалось пробоя и не было зарегистрировано толчков тока утечки. Если наблюдались перечисленные выше проблемы, то время испытания увеличивают до 2–3 мин. Кабель, прошедший испытание в течение 2–3 мин., подлежит обязательному испытанию через месяц. Кабели, не прошедшие испытания на целостность, подлежат полному обследованию, чтобы выявить причины повреждения [1, 3].

Систематические осмотры кабельных систем и проведение необхо-димых профилактических испытаний не исключают повреждения КЛ при эксплуатации (чаще – пробоя изоляции, реже – обрыва фаз).

Условно комплекс мероприятий по определению мест повреждения (ОМП) можно разделить на этапы [1]:

1. Диагностика повреждения КЛ, определение характера повреж-дения и приблизительных границ аварии.

2. Установление предполагаемой зоны повреждения.

3. Определение наиболее точного места повреждения.

Методы по ОМП второго этапа с учетом точности результатов обследования определяют как относительные, а третьего этапа – как абсолютные [3].

На выбор метода ОМП при выполнении конкретных работ прежде всего влияет значение переходного сопротивления в месте повреждения КЛ, то есть характер (вид) повреждения.

Вид повреждений КЛ:

1) одно-, двух- и трехфазные замыкания фаз на землю или между собой;

2) обрыв одной, двух или трех фаз и различные сочетания с заземлением;

3) явление заплывающего пробоя, которое наблюдают в виде короткого замыкания при повышении напряжения (при пробое); при последующем снижении до номинального напряжения пробой не фиксируют, то есть он заплывает.

Многие неисправности кабелей несложно обнаружить с помощью мегомметров, контролируя фазное сопротивление изоляции и проверяя сохранность токоведущих жил. При обследовании КЛ нужно обратить внимание на то, чтобы переходное сопротивление в месте повреждения было как можно меньше. Именно для снижения сопротивления до требуемых пределов прибегают к не очень желательной операции прожигания изоляции кабеля. На сам процесс прожигания большое влияние оказывает не только вид повреждения кабеля, но и его общее состояние (особенно степень увлажнения изоляции). Обычно при прожигании в течение 15–20 с сопротивление снижается до десятков Ом. Увлажненная изоляция не дает возможности снизить сопротивление меньше 2000–3000 Ом и значительно увеличит время процесса прожигания. К особо сложным процессам относят прожигание изоляции в муфтах, так как по времени он затягивается на несколько часов. Кроме того, прежде чем сопротивление начнет стабильно уменьшаться, оно может изменяться очень резко, то возрастая, то снижаясь, и т. д. Очень часто предварительное прожигание используют на первом этапе ОМП. Однако всегда следует помнить о запрете прожигания оболочек в месте повреждения кабелей. Это требование обеспечивает сохранность изоляции кабеля при ОМП.

Выбор того или иного метода ОМП очень часто зависит от конк-ретной ситуации на месте аварии. Есть рекомендации по выбору метода в зависимости от этапа проводимых работ. Импульсный (локационный) метод и метод колебательного разряда (волновой) – это методы, которые используют на втором этапе как относительные методы определения границы области повреждения. Для более точного ОМП непосредственно на конкретной КЛ следует использовать уже абсолютные методы: акус-тический, индукционный и метод накладной рамки. Высокий уровень ка-чества работ по точности ОМП на КЛ, как правило, зависит от разумного сочетания использования относительных и абсолютных методов [1, 3].

Следует отметить, что для предварительного определения зоны повреждения на втором этапе очень часто обследования первоначально производят методом падения напряжения. Подробная схема и инструкция использования установки по определению зоны повреждения методом падения напряжения приставлены в заводских инструкциях по эксплуатации кабелей [1]. В таблице представлена классификация видов повреждения и методов ОМП кабелей.

Классификация видов повреждения и методов ОМП силовых кабелей

В настоящее время отечественные производители выпускают разнообразные приборы и установки для ОМП кабелей, которые не уступают зарубежным аналогам, а также специализированные стенды прожигания дефектной изоляции кабеля и высоковольтные устройства прожигания, приборы для определения зоны повреждения кабеля емкостным методом, различные модификации рефлектометров, индукционные трассоискатели, генераторы акустических ударных волн и т. д. Следует отметить закономерность (использования) или повторения методов ОМП для различных видов повреждения (см. таблицу). Данная особенность обеспечила разработку комплексных лабораторий по обследованию состояния кабельных систем.

Библиографический список

1. Инструкции и рекомендации по прокладке, монтажу и эксплуатации кабелей с изоляцией из шитого полиэтилена на напряжение 6, 10, 15, 20 и 35 кВ. URL: http://www.elcable.ru/product/appl/instrukzia.pdf (дата обращения: 12.11.2018).

2. ТУ 16.К71-300-2000. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена. Технические условия. Введ. 2000-10-01. Москва. 29 с.

3. Кудрин, Б.И. Электрооборудование промышленности: учебник для студентов высших учебных заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. М.: Academia, 2008. 424 с.