Когда проводится проверка кабельных линий лабораторией?

Испытания кабельных линий проводятся со следующей периодичностью:

• ежегодно — для силовых питающих и распределительных линий с резиновой изоляцией, обслуживающих объекты жизнеобеспечения населенных пунктов и других важных потребителей;
• каждые 3 года — для основных питающих линий 6–35 кВ;
• каждые 5 лет — для резервных линий.
• Внеочередные – при аварийном отключении электрооборудования.

Испытание кабеля повышенным напряжением проводится для оценки соответствия величины сопротивления, коэффициента абсорбции и других параметров изолирующей оболочки установленным нормам. В процессе испытательных мероприятий выявляются дефекты, способные спровоцировать аварию и выход из строя дорогостоящего электрооборудования.

Прошло или не прошло испытание

Испытания
Обычно считается, что кабельное испытание прошло отлично, если:

• процесс проведен без возникновения пробоев, также, если не были перекрыты поверхностные разряды снаружи;
• ток, утекающий при проведении испытания, не увеличивается в своих показателях;
• величина, которую показало сопротивление на изоляции кабеля, не изменилась в меньшую сторону.

Нередко приходится сталкиваться и с тем, что токи, вытекающие при испытании, могут иметь значение, которое на порядок превосходит те, что указаны в таблицах как стандартные. Если такое случилось, кабель можно использовать, но срок его службы значительно снизится.

Условия испытаний

4.1. Испытания кабельных силовых линий до 10 кВ разрешается проводить только при положительных температурах. В холодный период (на морозе) возможно появление внутри изоляции (в кабельной структуре) наледи или льда. Такая ситуация не позволяет получать достоверные параметры, так как замерзшие частицы воды являются диэлектриком.

4.2. Перед началом испытаний проверьте влажность и наличие конденсата на жилах силовых кабелей. Присутствие частиц воды может спровоцировать пробой изоляции, что чревато выходом из строя не только испытуемых электроустановок или другой аппаратуры, но и испытательного оборудования.

4.3. Перед испытаниями кабельные воронки тщательно очистите от пыли, влаги и других загрязнений.

4.4. Атмосферное давление не влияет на текущие параметры СКЛ. При этом его величина должна фиксироваться в протоколе испытаний.

Назначение

1.1. Инструкция проведения испытаний (ИПИ) разработана в качестве руководства для профильных сотрудников, выполняющих электротехнические испытания электроустановок.
1.2. В настоящем документе определен порядок тестирования СКЛ (силовых кабельных линий) до 10 кВ.

1.3. Испытания СКЛ выполняются согласно требованиям:

• гл. 1.8.37 ПУЭ-7;
• гл. 2.4 приложение 3.1 таблицы 10,11 ПТЭЭП-2019;
• гл. 29 таблицы 29.1, 29.211 РД34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования».

1.4. Цель испытаний — тестирование соответствия измеренных параметров СКЛ или электроустановок требованиям ПУЭ-7.

Определение электрической рабочей емкости жил.

Производиться для линий 35 кВ и выше. Измеренная емкость, приведенная к удельным величинам, не должна отличаться от результатов заводских испытаний более чем на 5%.

Измерение емкости кабельных линий производится методом амперметравольтметра или по мостовой схеме.

Метод амперметра-вольтметра. позволяет с большой точностью определять емкости со значениями C≥0,1 мкФ, что соответствует параметрам кабелей. Схема измерения по данному методу представлена на рис. 2.

По результатам измерения напряжения и тока емкость, мкФ, вычисляется по формуле

где: I — емкостной ток, А; U — напряжение на кабеле, В; f — частота напряжения в сети, Гц.

По данным измерения определяется удельная емкость кабеля, мкФ/км

В том случае, когда измерение методом амперметра-вольтметра требует специального оборудования и приборов, желательно применение мостового метода.

При измерении мостовым методом используются мосты переменного тока типа МД-16, P5026, P595 и др. Измерения производятся по перевернутой схеме (о порядке измерения следует руководствоваться указаниями). При выборе средств измерения следует учитывать, что удельные погонные емкости кабелей 35 кВ и выше составляют десятые доли мкФ/км, а пределы измерения емкости мостами переменного тока находятся в диапазонах:

мост Р5026 на напряжении 3-10 кВ — 10 ÷1 мкФ, на напряжении менее 100 В — 6,5·10-4÷5·102 мкФ;

мост МД-16 на напряжении 6-10 кВ – 0,3·10-4 ÷0,4 мкФ, на напряжении 100 В — 0,3 · 10-3 ÷100 мкФ;

мост P595 на напряжении 3-10 кВ –3·10-5 ÷1 мкФ, на напряжении менее 100 В – 3 · 10-4 ÷102 мкФ.

Испытательное оборудование

5.1. Замеры и испытания выполняйте с использованием специальной контрольно измерительной аппаратуры (КИА) или другого аналогичного оборудования:

5.2. Порог относительной погрешности замеров определяется с учетом класса точности конкретной аппаратуры, задействованной для проведения испытаний.

Типичные повреждения кабелей

Проверка повышенным напряжением позволяет выявить в высоковольтных линиях следующие распространенные типы дефектов:

• обрывы (в том числе отдельных жил) без заземления;
• обрывы одной либо нескольких жил с их заземлением;
• обрывы одной либо нескольких жил, с заземлением целых жил;
• короткое замыкание между жилами либо на землю, происходящее в результате старения изоляционного покрытия либо коррозии металлических оболочек;
• механические повреждения (наиболее частые для кабелей, пролегающих в грунте);
• утечка масла из маслонаполненных кабелей;
• другие виды повреждений, в том числе множественные нарушения целостности изоляции либо обрывы жил на всем протяжении кабеля.

Среди всех этих дефектов наибольшее распространение имеют однофазные повреждения — при них одна их токопроводных жил замыкается на экранирующую оболочку кабеля. В свою очередь, межфазные нарушения (при котором несколько жил оплавляются и свариваются вместе (а часто — и с экранирующей оболочкой) составляют не более 20% от всех повреждений.

Если рассматривать причины, по которым возникают подобные дефекты, то можно выделить следующие:

• ошибки проектирования (например — заниженная площадь сечения жил);
• заводской брак (неравномерная изоляция, заусенцы на токоведущих жилах и другие);
• механические повреждения при прокладке;
• нарушения при монтаже муфт;
• повреждения кабеля в ходе эксплуатации.

В любом случае, для того, чтобы избежать разрушения кабеля во время эксплуатации и вовремя выявить его повреждения, и проводятся испытания с применением повышенного напряжения.

Существующие нормы

Сколько времени занимает проверка прочности изоляции силовых кабелей? Для кабелей, имеющих бумажную и пластмассовую изоляцию, нужно 10 минут времени после монтажа, а при эксплуатации – всего 5 минут. Столько же минут требуется для кабеля, у которого изоляция выполнена из резины.

АИИ-70
Для проверки на прочность электроизоляции используются аппараты АИИ-70 и ИВК-5, при этом на выездных работах чаще применяется последний из них.

О том, как правильно проводить испытания повышенным напряжением, можно представить на примере силового кабеля марки ААШВ с сечением провода 3 на 95. Используя один из вышеупомянутых агрегатов, можно при скорости тока 1-2 кВ всего за одну секунду повысить номинальное напряжение до отметки в 60 кВ. После этого начинают отсчитывать время для прохождения испытаний.

АИД-70М

Когда завершаются высоковольтные испытания оболочки кабеля, обычно вновь делают замеры для определения сопротивления всей изоляции.

Кто имеет право выполнять проверку

Поскольку данный вид работ относится к задачам повышенной сложности и содержит потенциальную опасность для здоровья и даже для жизни, к испытаниям кабелей допускаются сотрудники, имеющие разрешительную документацию.

Например, при работе с мегомметром требуется III группа по электробезопасности, а для исполнителей полного комплекса работ — IV. Организатору (руководителю) положено иметь V группу по электробезопасности. Факт допуска фиксируется в соответствующем удостоверении. Помимо группы, в нем отражаются сведения о проверках на профпригодность.

При этом минимальный стаж работ по профилю составляет 3 полных месяца. Имеется в виду непосредственный опыт по испытанию кабелей, имевший место в указанные 3 месяца. Без практики высоковольтных испытаний даже фактическое трехмесячное присутствие в профессии считается ничтожным.

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

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.

Методы диагностики

Полный переход на неразрушающую диагностику в данный момент еще не произошел ни в одной стране мира. Различные методики существуют, тестируются и применяются достаточно локально как в России, так и в Канаде, Израиле, странах Европы и США. Мы хотели бы рассмотреть наиболее распространенные их них.

К наиболее популярным сегодня методам диагностики относятся:

• измерение характеристик частичных разрядов.
• измерение диэлектрических потерь изоляции;
• тепловизионный контроль
• рефлектометрия.

Каждый из вышеприведенных методов имеет свои преимущества и недостатки. Мы хотели бы рассмотреть их с точки зрения применимости к российским реалиям. В нашей стране в эксплуатацию ежегодно вводится все больше кабельных линий. Каким же характеристикам должна отвечать идеальная для России диагностическая система?

На этот вопрос ответил исполнительный директор НИИ Энергетики Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета Виталий Млынчик: «Диагностика кабельных линий — это очень актуальная сегодня тема. Если говорить о системе, которая должна функционировать именно в России, то она точно должна осуществлять непрерывный и предупреждающий контроль кабельных линий и муфт под рабочим напряжением, также хотелось бы определять полное или же максимальное количество возникающих дефектов и иметь возможность их отслеживать. Ну и, конечно же, ввод в эксплуатацию такой системы не должен быть очень затратным».

Качественная система диагностики позволяет определять дефекты на самых ранних этапах их развития и вовремя принимать решения для их устранения, что приводит к зна-чительному повышению надежности электроснабжения, а так же значительно увеличивает срок службы кабельных линий и муфт.

Тепловизионный контроль

Рассказывает эксперт , к.т.н., почетный профессор Петербургского Энергетического Института повышения квалификации Валерий Поляков: «До сих пор одним из наиболее эффективных и распространенных методов является тепловизионный контроль оборудования, и в частности кабельных линий и муфт. Применение тепловизора для выявления дефектных элементов основано на том, что наличие некоторых видов дефектов вызывает изменение температуры этих элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфракрасного (ИК) излучения, которое может быть зарегистрировано названными приборами».

Можно отметить следующие достоинства тепловизионной диагностики:

• возможность дистанционного, безопасного выполнения диагностики в рабочем режиме в любое удобное время;
• возможность одновременного выполнения диагностики большого объема кабельных линий и муфт при одинаковом состоянии внешних условий и одинаковом режиме работы диагностируемых объектов, что позволяет применить статистическую оценку, а это является дополнительным диагностирующим параметром;
• возможность оперативного обследования большого объема кабельных линий и муфт при необходимости выявления отдельных ненадежных элементов.

Измерение диэлектрических потерь изоляции

Изоляция токоведущей жилы кабеля относительно других жил и заземленной оболочки в трехфазном кабеле и относительно заземленной оболочки в одножильном кабеле образует емкость, изолирующая способность которой характеризуется диэлектрическими потерями в ней, а также тангенсом угла диэлектрических потерь tgd. Тангенс угла диэлектрических потерь — величина интегральная и оценивает общее состояние всей изоляции целиком. При наличии местного дефекта на начальной стадии развития, например на кабельной линии, величина tgd изменится незначительно. Однако при наличии дефекта будет наблюдаться изменение tgd, в зависимости от приложенного напряжения. Именно по характеристикам изменения этой величины можно судить о состоянии кабеля и вынести первую оценку состояния изоляции, после чего прибегнуть к наиболее точному методу по определению типа дефектов, измерению частичных разрядов, а также к рефлектометрии, для определения местоположения дефекта.

Измерение характеристик частичных разрядов

На наш взгляд, наиболее интересным и перспективным методом сегодня является измерение характеристик частичных разрядов (ЧР) в изоляции электрооборудования. Мы хотели бы рассказать о нем более подробно.

Частичный разряд — локальный электрический разряд, частично шунтирующий изоляцию между проводниками, возникающий, как в прилегающих, так и не в прилегающих к проводнику объемах изоляции.

В зависимости от целей и классификации испытаний, измерение ЧР может проводиться как в процессе нормальной работы энергетического оборудования без вывода его из эксплуатации (режим «on-site»), так и при выведенном из эксплуатации оборудовании (режим «off-site») при использовании малогабаритных источников испытательного напряжения различных форм. В таблице 1 приведены сведения по формам испытательного напряжения и ссылки на соответствующие стандарты, используемые для СПЭ-кабелей.
Таблица 1. Формы используемых напряжений, предназначенных для испытания СПЭ-кабелей

(* — использование постоянного испытательного напряжения для СПЭ-кабелей не практикуется в виду влияния объемных электрических зарядов на результаты испытаний)

Начиная с первых опытов по регистрации характеристик ЧР в изоляции различных типов высоковольтного оборудования, предпринимались попытки идентифицировать дефекты изоляции, порождающие эти разряды.

Своим комментарием по данному вопросу поделился эксперт , профессор Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета Александр Андреев: «Более 40 лет назад Международная электротехническая комиссия (МЭК) на основе многолетних исследований ряда научно-исследовательских лабораторий из разных стран, опубликовала каталог типичных осциллограмм Ч Р, характерных для различных типов дефектов изоляции. Тем не менее, даже на уровне сегодняшних знаний, идентификация типа дефектов-источников ЧР является достаточно трудоемкой задачей и требует большого опыта и высокой квалификации. Несмотря на существующие данные об амплитудно-фазовых распределениях, характерных для дефектов различного типа, при анализе требуется хорошее знание конструкции и параметров конкретного оборудования, условий проведения измерения и т.д. Кроме того, существенным является комплексное использование всех данных, полученных другими диагностическими средствами и предыстория контролируемого объекта (срок службы, нагрузки, тепловой режим и т.д.)».

Существующие сегодня в мировой практике способы идентификации дефектов изоляции по характеристикам ЧР условно можно разбить на три группы (Таблица 2):

• методики идентификации, основанные на экспертных оценках интегральных параметров и особенностей спектров ЧР;
• методики идентификации, основанные на анализе формы и закономерностей возникновения и следования индивидуальных импульсов ЧР;
• методики идентификации, основанные на изучении статистических характеристик спектров ЧР.

Как видно из таблицы, в настоящее время не существует апробированной методики, позволяющей надежно выявлять опасные технологические дефекты и дефекты износов кабельной изоляции, каждая из них имеет свои недостатки, что делает необходимым проведение практических исследований, направленных на разработку эффективной методики идентификации дефектов. По нашему мнению и на основе данных диагностических компаний в мире на данный момент одной из наиболее перспективных методик представляются методики второй группы.

Из представленных выше методик наиболее точными в плане идентификации типа дефекта, а так же применения на оборудовании 110-750 кВ, являются методики второй группы «Анализ формы индивидуальных импульсов ЧР и закономерностей их возникновения». Ряд исследователей при идентификации дефектов в изоляции высоковольтного электроэнергетического оборудования используют различные математические методы для анализа формы индивидуальных импульсов ЧР. Основным назначением этих методов является выделение функциональных признаков из массива зарегистрированных в процессе измерения импульсов ЧР. Для спектрального представления последовательности импульсов ЧР применяются преобразования Фурье, вейвлет, Хаара и Уолша и др. Таким образом, каждый импульс ЧР может быть представлен в виде точки в двумерных координатах (T, F) (так называемая TF-карта классификации, впервые реализованная в приборах фирмы TechImp) следующим образом. Импульсам ЧР, относящимся к одному дефекту (источнику ЧР), будут соответствовать точки в TF-карте, которые близки друг к другу. Соответственно, импульсы ЧР, относящиеся к другим источникам, будет производить отдельные и отличные группы точек в классификационной карте. Подход, основанный на TF декомпозиции импульсов ЧР, очень эффективен для отклонения шумов, которые являются главными проблемами при «on-site» мониторинге высоковольтной изоляции.
Таблица 2

В первой, наиболее традиционной группе методик в качестве характеристических признаков используются интегральные характеристики (максимальный кажущийся заряд, средний ток), либо индивидуальные особенности спектров ЧР. Такой подход не может обеспечить очень высокий уровень экспертной оценки, тем не менее, сегодня он активно используется рядом компаний (Omicron, Дизкон, Iris и др.), которые пропагандируют такой упрощенный подход, основанный на экспертных оценках характеристик ЧР, и сталкиваются с трудностями, связанными, в частности, с влиянием помех и высокого уровня «шума», что усложняет интерпретацию.

Наконец, в методиках третьей группы используется ограниченный набор статистических признаков спектров ЧР, что существенно снижает их распознающую способность.

Петербургская компания Quadro Electric сегодня активно занимается изучением и попытками внедрения диагностики кабельных линий методом измерения уровня ЧР. Рассказывает исполнительный директор Quadro Electric Артем Денисов: «Мы предлагаем реализацию эффективной системы диагностического контроля кабельных линий, состоящую из двух основных этапов: непрерывный диагностический контроль в процессе эксплуатации и диагностические испытания с целью выявления местонахождения и типа обнаруженного на первом этапе дефекта».

Так на первом этапе происходит контроль изоляции под рабочим напряжением, при этом возможно несколько вариантов его технической реализации:

• измерение характеристик ЧР под рабочим напряжением;
• измерение тангенса угла диэлектрических потерь под рабочим напряжением;
• осциллографирование токов и напряжений в сети, а также в цепях заземления.

Наиболее точным и простым в анализе результатов является первый способ, когда еще на стадии непрерывного контроля можно определить тип дефекта и в ряде случаев даже локализовать его местонахождение, что позволяет обойтись без второго этапа диагностики, описанного далее. При измерении тангенса угла диэлектрических потерь или осцил-лографировании на первом этапе происходит лишь определение факта наличия и развития дефекта в изоляции, по результатам которого необходим переход ко второму этапу. Второй этап диагностики подразумевает точное определение типа дефекта и его локализацию, для последующего ремонта. Выбор метода диагностирования на втором этапе происходит исходя из полученных на первом этапе данных о наблюдаемом дефекте.

Данные методы не оказывают разрушительного влияния на изоляцию кабельных линий, так как подаваемые при испытаниях напряжения не превышают значения 1,73Uном. Недостатки у них тоже, несомненно, имеются — для получения многих характеристик придется временно выводить линию из работы, но даже в этом случае вывод из работы заранее запланирован и не является аварийным.

Для локализации места возникновения дефекта используется упомянутый выше метод рефлектометрии, при котором на линию подается импульс, который впоследствии отражается от места дефекта и от второго конца линии. Зная разницу во времени отраженных импульсов, а также скорость распространения импульса по кабельной линии, определяется расстояние до местонахождения дефекта от конца кабельной линии. Основным достоинством данного метода является высокая точность, погрешность современных рефлектометров составляет теоретически +/- (1 + (0,1% от длины кабельной линии)) метров*, и в результате получается распределение дефектных мест с указанием длины до их местонахождения (рис. 1).

Рисунок 1. Распределение ЧР по длине кабельной линии

Начало работ

Жилы соединяем между собой и с землей

Проводится испытание после подачи более высокого напряжения, но ток при этом обязан быть выпрямленным. Он должен прикладываться ко всем частям силового кабеля к каждому по отдельности. При этом всё, к чему напряжение не приложено, должно иметь заземление, а именно:

• незадействованные жилы;
• металлозащита;
• экранирующая поверхность.

Так реально определить, прочна ли изоляция между какой-то жилой и поверхностью земли, ну и конечно, также и в отношении прочих фаз.

Заземлены две жилы и экран

Если кабель не имеет брони и не экранирован, то напряжение прикладывается между нужной жилой и другими частями, которые имеют связь между собой и заземлением.

Можно взять одновременно все фазы в кабеле, сколько бы их не было, и проверить все сразу повышенным напряжением, но тогда по каждому проводу надо точно измерить значение токов утечки. Если у силового кабеля имеется всего-навсего одна фазная жила, при этом защищенная броней или экранирующей поверхностью (выполненной из сшитого полиэтилена), то данное напряжение здесь нужно приложить между одной из жил и оболочкой, в последнем случае это будет металлозащита или экранированное покрытие.

Заземлены две жилы и броня

Силовой кабель совсем обесточивается от подключенной к нему аппаратуры или присоединенных шин, его провода разделяются и отводятся в стороны на 15 см.

Испытание кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель со СПЭ-изоляцией испытывается напряжением переменного тока. Посредством меняющейся полярности заряда удается компенсировать и разрядить накопившиеся заряды. При проверке напряжением особо низкой частоты удается получить предельную скорость развития пробоя и обнаружить проблемы. Для недопущения повреждения КЛ подаваемое напряжение должно иметь вид строго симметричной синусоиды.

Испытания КЛ, высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена и вставок со СПЭ-изоляцией обязательны перед вводом линий в эксплуатацию и по окончании ремонтных мероприятий. Испытание кабеля из сшитого полиэтилена 10 кВ и другого напряжения осуществляется по инструкции УП-Б-1. Ее требования представлены в таблице

Периодичность испытаний в процессе эксплуатации.

Кабели напряжением 2-35кВ:

а) 1 раз в год – для кабельных линий в течение первых 2 лет после ввода в эксплуатацию, а в дальнейшем:

• 1 раз в 2 года – для кабельных линий, у которых в течение первых 2 лет не наблюдалось аварийных пробоев и пробоев при профилактических испытаниях, 1 раз в год для кабельных линий, на трассах которых производились строительные и ремонтные работы и на которых систематически происходят аварийные пробои изоляции;
• 1 раз в 3 года – для кабельных линий на закрытых территориях (подстанции, заводы и т.д.);во время капитальных ремонтов оборудования для кабельных линий, присоединённых к агрегатам, кабельных перемычек 6-10кв между сборными шинами и трансформаторами в ТП и РП;

б) Допускается не проводить испытание:

• Для кабельных линий длиной до 100 метров, которые являются выводами из РУ и ТП на воздушные линии и состоящих из двух параллельных кабелей;
• Для кабельных линий со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых удельное число отказов из-за электрического пробоя составляет 30 и более отказов на 100 километров в год;
• Для кабельных линий, подлежащих реконструкции или выводу из работы в ближайшие 5 лет;

в) Допускается распоряжением технического руководителя предприятия устанавливать

другие значения периодичности испытаний и испытательных напряжений:

• Для питающих кабельных линий на напряжение 6-10кВ со сроком эксплуатации более 15 лет при числе соединительных муфт более 10 на 1 километр длины;
• Для питающих кабельных линий на напряжение 6-10кВ со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых смонтированы концевые заделки только типов КВВ и КВБ и соединительные муфты местного изготовления, при значении испытательного напряжения не менее 4Uн и периодичности не реже 1 раза в 5 лет.
• Для кабельных линий напряжением 20-35кВ в течение первых 15 лет испытательное напряжение должно составлять 5Uн, а в дальнейшем 4Uн.

6.3.8 Кабели на напряжение 3-10кВ с резиновой изоляцией:

• в стационарных установках – 1 раз в год;
• в сезонных установках – перед наступлением сезона;
• после капитального ремонта агрегата, к которому присоединен кабель.

Допустимые токи утечки и значения коэффициента ассиметрии для силовых кабелей.

Таблица №3

Разрешается техническому руководителю предприятия в процессе эксплуатации (М) исходя их местных условий как исключение уменьшать уровень испытательного напряжения для кабельных линий напряжением 6-10кВ до 0,4Uн.

Разновидности испытаний

Первое, что следует установить — это сопротивление изолирующей оболочки кабеля. Измерения в данном случае проводятся при помощи мегомметра при подаче тока напряжением 2.500 В. При этом, сопротивление должно составлять: для линий до 1.000 В — не менее 500 кОм, а для линий более 1.000 В — не менее 10 МОм.

Испытание кабеля повышенным напряжением

Следующий тест — это проверка подачей завышенного напряжения. При этом проводится измерение сопутствующих токов утечки, определяют их характер и фазовую асимметричность. Применение подобного метода позволяет выполнить проверку целостности и однородности кабеля заметно точнее, чем мегомметром (а для некоторых типов дефектов такая проверка является единственно возможной).

Перед ее началом выполняют заземление оболочки кабеля, а также всех его жил, кроме тестируемой. В зависимости от рабочего вольтажа линии и материала ее изоляции, величина повышенного напряжения, а также время его подачи для определения пробоя является различной (для правильного выбора подаваемого напряжения и времени можно воспользоваться таблицей).

Также следует помнить, что если тестируемый кабель расположен параллельно с другим, то следует выполнить его фазировку. Для этого на один из концов кабеля подают рабочее напряжение, а на другом выполняют его замер.

Следующий вид проверок — это контроль маслонаполненных линий. При нем осуществляется ряд замеров жидкости: на соответствие рабочим характеристикам и на отсутствие нерастворимых газов (количество последних не должно быть более 0,1%), а для линий выше 110 кВ — и растворимых.

Проверка изоляции кабеля

Проверка высоковольтной линии на целостность может осуществляться и при помощи омметра. Для этого определяют одну из жил (заведомо целую) и ведут дальнейшие замеры относительно нее (при этом определяют сопротивление цепей остальных замкнутых жил).

Также, выполняют промер распределения силы тока в жилах. При этом величина неравномерности при исправном кабеле но должна превышать 10%.

Методика проверки кабелей

На кабельных линиях с рабочим напряжением от 20 кВ проводят определение значения электроемкости. Выполняется это либо с помощью использования мостовой схемы либо при помощи вольтамперметра.

Метод амперметра-вольтметра

Высоковольтные кабели в пластиковой изоляции тестируют подачей завышенного выпрямленного напряжения в течение 1 минуты.

Оболочки кабелей в металлической броне проверяют на наличие очагов коррозии.

Также, периодически выполняется контроль соединительных муфт, заделок, конструкций кабельных колодцев и других технических элементов.

Что еще важно знать

Установленные сроки тестирования кабельных линий (в зависимости от базового напряжения) — следующие:

• до 35 кВ в первые пять лет — 1 раз в год;
• те же линии, в случае, если в первые пять лет не наблюдалось пробоев — 1 раз в два года;
• те же линии, в случае наблюдения пробоев — 1 раз в год;
• те же линии, в закрытых участках (цеховые и т.д.) — 1 раз в 3 года;
• для линий от 110 до 220 кВ — первый раз — через 3 года после начала эксплуатации, затем — каждые 5 лет.

После проведения всех тестов необходимо снять остаточный заряд с кабеля, произведя заземление его жил.

Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.

Испытание изоляции кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока производится с целью выявления местных сосредоточенных дефектов, которые не обнаруживаются при измерении мегаомметром, путем доведения их в процессе испытания до пробоя. Такое испытание повышенным напряжением выпрямленного тока производится от специальной установки типа: АИД-70, СКАТ-70 и т.п.

Напряжение от установки прикладывается поочередно к каждой фазе кабеля, при заземлении двух других фаз и оболочки кабеля (аналогично проведению измерения изоляции мегаомметром). Схема испытания кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока изображена на рисунке №3.

Рис. №3 Испытание кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока.

Изоляция одножильных кабелей без металлического экрана (оболочки, брони),

проложенных на воздухе, не испытываются. Изоляция одножильных кабелей с металлическим экраном (оболочкой, броней) испытываются между жилой и экраном. Изоляция многожильных кабелей без металлического экрана (оболочки, брони) испытываются между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и землей.

Изоляция многожильных кабелей с общим металлическим экраном (оболочкой, броней) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и экраном (оболочкой, броней). При всех указанных выше видах испытаний металлические экраны (оболочки, броня) должны быть заземлены. Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных в земле, испытываются между отсоединенными от земли экранами (оболочками) и землей. Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных на воздухе не испытываются. Значение испытательного напряжения принимается в соответствии с таблицей №2

Испытательное напряжение кВ, для силовых кабелей.

Таблица №2

* — испытание повышенным напряжением одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов), проложенных в воздухе, не производится.

** — после ремонтов, не связанных с перемонтажом кабеля, изоляция проверяется мегаомметром на напряжение 2500В, а испытание повышенным выпрямленным напряжением не производится.

Для кабелей на напряжение до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях 10 минут, в эксплуатации 5 минут. Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 6-10кВ длительность приложения полного испытательного напряжения 5 минут.

Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице №3. абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. Кабельные линии с удовлетворительной изоляцией должны иметь стабильные значения токов утечки. При проведении испытаний ток утечки должен уменьшаться. Если не происходит уменьшения тока утечки, а также при его увеличении или нестабильности, испытание производится до выявления дефекта, но не более чем 15 минут.

Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления изоляции высоковольтных кабелей проводят на полностью отключенном кабеле.

Перед проверкой необходимо проверить надёжность заземления кабельных воронок, брони и подключить к переносному заземлению со специальными зажимами (крокодилами). Второй конец кабеля остаётся свободным, жилы должны быть разведены на достаточное расстояние (примерно 150 — 200 мм).

В случае невозможности обеспечить требуемое расстояние между жилами и жил кабеля до заземлённых частей оборудования, на жилы надеваются изолирующие колпаки или накладки.

Перед началом измерений необходимо убедиться, что на испытываемом объекте нет

напряжения, тщательно очистить изоляцию от пыли. Измерения следует производить при устойчивом положении стрелки прибора; для этого нужно быстро, но равномерно, вращать ручку генератора (120 об/мин) в течение 60 сек. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки прибора мегаомметра. Для присоединения мегаомметра к испытываемому аппарату или линии следует применять раздельные провода с большим сопротивлением изоляции (не менее 100 мОм).

Мегаомметром поочерёдно измеряется сопротивление жил, при этом на свободные от измерения жилы устанавливается переносное заземление. Схема для измерения сопротивления изоляции силовых кабельных линий изображена на рисунке №2

Рис. №2 Схема измерения сопротивления изоляции силового кабеля.

Измерение сопротивления изоляции силовых и контрольных кабелей напряжением до 1000В проводят аналогично, при этом измерения производятся между каждыми двумя проводами (между фазами, между фазными жилами и нулем, между фазными жилами и защитным проводником и между нулевым и защитным проводником). При измерении разрешается объединять нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. У четырехжильных кабелей измерение сопротивления изоляции нулевого проводника производится относительно заземленных частей электрооборудования.

Перед первыми или повторными измерениями КЛ должна быть разряжена путем соединения всех металлических элементов между собой и землей не менее чем на 2 мин. Сопротивление изоляции кабелей до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей выше 1 кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерение следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением.

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.

Измерение распределения тока по одножильным кабелям

На силовом кабеле измеряются токи, протекающие как в жилах, так и в металлических оболочках и броне. Измерения производятся токоизмерительными клещами.

В зависимости от материала оболочки, брони и положения кабеля в пространстве токи в них могут достигать 100% по отношению к току жилы и сильно влиять на нагрев кабелей. Одновременно с измерением токов при нагрузках, близких к номинальной, должны быть проведены измерения температуры наружных покровов кабелей, по которой может быть вычислена температура жилы. Эта температура должна измеряться в самом нагретом месте КЛ и не должна превосходить допустимую для данного места измерения. При неравномерности распределения токов более 10%, когда отдельные кабели лимитируют пропускную способность всей группы кабелей, должны быть приняты меры по выравниванию токов по фазам.

Протокол испытания силовой кабельной линии выше 1000В

Ниже приведён пример заполнения таблиц протокола испытаний:

В таблице «Общие данные» в графе кол-во муфт предлагаю записывать не только промежуточные, но и концевые муфты. В этом случае даже на кабеле без промежуточных муфт необходимо в этой графе указывать цифру 2. При таком заполнении данная графа остаётся пустой только в случае испытания силового кабеля например на барабане, или до укладки и монтажа.

В таблице «Испытание изоляции повышенным напряженим» в графе токов утечек необходимо записывать ток в начале испытаний (установившийся) и ток в конце испытания перед снятием напряжения.