Причины повреждения кабельных линий и их обнаружение

Анализируя  многолетний опыт эксплуатации электрических кабелей, можно констатировать, что их профилактические испытания воздействием повышенного постоянного напряжения не выявляют всех дефектов.

Значительно снижающими надёжность кабелей являются электрическое старение изоляции, её частичное осушение из-за стекания или сдвигания пропиточного состава, высыхание изоляции, которое может вызываться нагревом кабеля при работе в условиях тяжёлых тепловых режимов. При этом возможно разложение пропиточного состава или его кристаллизация.

Кроме старения изоляционных материалов такие профилактические испытания не всегда могут выявить и более серьёзные дефекты в кабеле. К примеру, они не могут определить повреждения в оболочках кабелей, кроме случаев её отсыревания. Такие повреждения в изоляции и другие местные дефекты обнаруживаются в процессе испытаний, только если повреждено свыше 75% её толщины.

Часто в момент аварии на кабеле могут возникнуть вторичные повреждения (деформация внутренним давлением, обжигание дугой, проникновение влаги через место повреждения и т.п.).

Одним из наиболее важных элементов конструкции силового электрического кабеля считается его оболочка. Она защищает изоляцию от проникновения воздуха и влаги, что предохраняет её от потери диэлектрических свойств.

В качестве герметизирующих в кабеле обычно используются оболочки из свинца или алюминия.

Допустимая длительно механическая нагрузка для оболочки из свинца составляет 0,1 кг/кв. мм, а из алюминия – 0,8 кг/ кв. мм.  Алюминий, в отличие от свинца, материал более виброустойчивый, однако он менее стоек к воздействию грунтовой коррозии.

 

Дефекты кабелей

Помимо дефектов при изготовлении (заводских), приводящих к повреждениям кабеля, встречаются такие:

1) механические повреждения, возникающие в процессе прокладки или при раскопках и выполнении других строительных работ в зоне прохождения кабельных трасс;

2) разрушения свинцовой оболочки (межкристаллические) при воздействии вибраций и ударов;

3) трещины и спиралеподобныевспучины в результате многократных циклов нагрева и охлаждения в случаях электрических перегрузок;

4) коррозия при воздействии содержащихся в почве различных солей, кислот и других реагентов;

5) разрушения оболочек под воздействием блуждающих токов в зонах работы электротранспорта.

По внешнему виду кабеля довольно легко определить механические повреждения местного характера. При этом обычно повреждается джутовая оплётка и стальная броня. Может также быть повреждена и изоляция кабеля.

Такие повреждения  обычно имеют локальный характер. После монтажа вставки взамен повреждённого участка кабель полностью восстанавливает свою работоспособность.

При межкристаллическом разрушении свинцовой оболочки происходит рекристаллизация свинца с ростом его кристаллов и потерей между ними связей. Это начинает проявляться в виде появления сетки мелких трещин. Со временем эти трещины продолжают увеличиваться. При растрескивании оболочки из неё выпадают группы кристаллов, а иногда и целые куски. Размеры межкристаллических разрушений (длина зоны повреждения кабеля) находится в зависимости от характера воздействия, вызывающего вибрацию (сотрясение) кабеля.

Наиболее часто такое повреждение происходит на участках перехода кабельных линий в воздушные. При этом источником сотрясений служит именно участок воздушной линии. Также это может быть участок кабеля на подходах к вращающейся машине, где вибрации бывают всегда. Таким воздействиям подвержены также и кабельные трассы под шоссе и железнодорожными путями, на мостах. Здесь источником сотрясений и вибраций служит движущийся транспорт.

В случае обнаружении в продуктах коррозии двуокиси (перекиси) свинца причиной этого служит наличие в грунте блуждающих токов. Об этом косвенно можно судить по цвету двуокиси – он под воздействием блуждающих токов имеет коричневатый оттенок (бурый осадок), тогда как при химической коррозии перекись свинца имеет в основном бледно-жёлтый, бледно-розовый или белый цвет.

Ещё одним видом повреждения может быть продольная трещина алюминиевой оболочки или её подрезание стальной бронелентой. Такой дефект возникает при многократных его изгибах во время прокладывания, разматывания или протяжки в трубах.

Во время установки муфт следует обратить внимание на состояние изоляции (её степень высыхания), а также на выпадение канифоли и степень разложения пропиточного материала. Для кабелей, рассчитанных на напряжение 10 кВ и более, требуется обратить внимание на характер изоляции (её старение), наличие путей ионизации и разрядов (присутствие воскообразных веществ, ветвистых побегов).

Наиболее слабым элементом изоляции кабелей являются воздушные включения. Именно они провоцируют развитие опасных ионизационных процессов и частичных разрядов. Опасность возникновения этих опасных явлений напрямую зависит от величины воздушных зазоров, особенно радиальных. Именно поэтому количество совпадений обмоточных бумажных лент жёстко регламентировано. Большое количество совпадений приводит к неустойчивости изоляции при выгибании кабеля. При этом на бумажных лентах под совпадающими зазорами могут образовываться продольные складки. Они в свою очередь при тепловых деформациях (нагревах и охлаждениях кабеля) образуют продольные трещины. А это такой же опасный по последствиям дефект, что и совпадение лент.

Более того, продольная складка может превратиться в сплошную трещину. При разборке кабеля в таком случае сматываются сразу две ленты вместо одной. Такой эффект получается, когда величина перекрытия лент близка к 50%.

Во время возникновения короткого замыкания допустимо кратковременное (секунды) нагревание токопроводящих жил и прилегающей к ним изоляции до 125°С для кабелей 20-35 кВ  и до 200°С для кабелей 1-10 кВ.

При более длительном воздействии температур свыше 135°С быстро развиваются необратимые процессы старения изоляции на бумажной основе и пропитке (разрушаются целлюлозные бумажные волокна).

Длительное воздействие перегрузок с повышением температуры имеет такое же негативное воздействие и на другие слои изоляции. Вскрытие таких кабелей должно сопровождаться (особенно после аварийного пробоя) тщательным осмотром состояния фазной изоляции, а также бумажных лент, примыкающих к проводу непосредственно.

Перегрев, опасный для состояния кабеля, может возникнуть при нарушении правил их прокладки в земле, например, примыкание одного кабеля к другому или скручивание их в виде колец. Недостаточное охлаждение приэтом сопровождается их нагревом до температур 100°С и выше.

Кабели на напряжение 20-35 кВ имеют электрические расчётные градиенты примерно в два раза больше, чем кабели на 6 кВ. Ввиду этого в них даже при незначительной степени осушения, в особенности на вертикальных участках, может начаться ионизация воздуха и проходить частичные разряды.

Для принятия решения о замене вертикального участка кабеля должно проводиться их рассечение, разборка и осмотр. Опасная степень старения изоляции косвенно подтверждается при наличии на бумажных лентах чёрных ветвистых побегов.

 

Повреждения кабелей, которые можно выявить при осмотре

При осмотре во время разборки токопроводящих жил кабеля следует особо обратить внимание на такие часто встречающиеся повреждения и дефекты:

- неправильная форма секторной или круглой жилы (к примеру, разный угол секторов);

- наличие на жилах заусенцев;

- западание (выпирание) отдельныхпроволакиваний;

- профиль жилы пилообразный.

При таких дефектах происходит искривление электрического поля, что приводит к местному повышению напряжённости. Это особенно опасно для кабелей на напряжение выше 10 кВ. Кроме того, во время изгибов или тепловых деформаций заусенцы или жилы с отдельно выпирающими проволакиваниями могут повредить примыкающую к жиле бумажную и другие виды изоляции.

При наличии таких дефектов общая надёжность кабеля значительно снижается, что недопустимо. Поэтому к эксплуатации такие кабели непригодны.

Встречаются и более грубые дефекты жил, к примеру, пересечение проволакиваний. При этом жила принимает недопустимую форму и в слоях изоляции могут образоваться глубокие складки. Такие кабели в силу вышеназванных причин такженепригодны к прокладке и эксплуатации.

При разборке кабелей в результате аварийных пробоев необходимо учесть и другие изменения, возникшие при горении дуги и образовании в кабеле больших внутренних давлений.

Большое давление может привести к деформированию свинцовой оболочки, к смещению и выбросу образовавшимися во время горения электрической дуги газами изоляционных заполнителей, к смещению бронеленты относительно оси кабеля.

Во время испытаний ввиду малой мощности, подаваемой на кабель испытательной установкой, такие виды деформаций не образовываются (кроме прожигающих и ударных установок, развивающих достаточные напряжения и токи).

Контакты
(044) 500-98-87
(050) 387-08-09
(067) 538-96-46
sergtekukraine
 

 
Новости и акции
27.03.2018 Дорогие Друзья. В связи с тем ,что цены на продукцию не с …
04.07.2016 Мы предлагаем в аренду ктп , ктпгс  и масляные транс …
03.12.2015 Мы открыли свой канал на Youtube, куда будем выкладывать …
05.08.2015 Ukraina kompaniyasi uskunalar yetkazib berish bo'yich …
05.08.2015 Ширкати Украинӣ, дар ҷустуҷӯи ба ҳамкорӣ дар таҳвили таҷҳ …
05.08.2015 Украйны компани нь тоног төхөөрөмж нийлүүлэх хамтран хайж …
05.08.2015 Ukrainos bendrovė ieško bendradarbiauti įrangos pr …
05.08.2015 Ukraina firma tahab koostööd varustuse kohaleto …
05.08.2015 Ուկրաինական ընկերությունը փնտրում է համագործակցել առաքման …
05.08.2015 Украінская Кампанія запрашае да супрацоўніцтва ў пастаўцы …
Статьи
Модернизация КСО и КРУ >>>
Использование электрографитовых и угольных щеток >>>
Продажа кабеля оптом в Киеве >>>
Установки компенсации реактивной мощности >>>
Характерные неисправности электрических машин постоянного тока >>>
Какой тип электродвигателя выбрать >>>
Модернизация оборудования подстанций >>>
Графитовые щетки, когда и как их нужно менять? >>>
Основные серии крановых электродвигателей >>>