-
Испытания после прокладки кабеля или его ремонта
Вы только что проложили или отремонтировали кабель: что дальше? Каким образом Вы можете проверить качество материалов или отсутствие повреждений при прокладке кабеля? Существует единственный, надежный и простой способ: испытание кабелей напряжением сверхнизкой частоты. Лучший способ выявления дефектов в кабеле – применить высоковольтную установку переменного напряжения, использующую технологию СНЧ.
После ремонта и прокладки кабель должен быть испытан напряжением СНЧ для проверки качества изоляции, скруток, муфт и т.д.
Испытания высоковольтной установкой с постоянным напряжением 15кВ, испытания мегаомметром или выдержка под рабочим напряжением в течение 24 часов дают мало информации о качестве прокладки или ремонта.
Кабель уже зарыт в землю. Испытайте его напряжением СНЧ перед включением на рабочее напряжение. Если кабель согласно требованиям по испытаниям в течение 15 + минут не выдержал 2…3-кратное по отношению к рабочему напряжение СНЧ, сразу приступайте к определению места повреждения и ремонту. Поскольку большинство аварий обусловлены производственными дефектами и дефектами прокладки, испытания напряжением СНЧ необходимы для проверки работоспособности кабеля. Это быстро, легко и дает надежные результаты.
Коммунальные и промышленные предприятия, которые используют внешних подрядчиков для прокладки кабеля, должны требовать от них перед сдачей работ провести испытания кабеля напряжением СНЧ. Если этого не сделать, вскоре после завершения работ может произойти повреждение кабеля. Впоследствии проведение испытаний будет Вашей обязанностью.
После прокладки каждого участка кабеля испытайте его напряжением СНЧ!
-
Система профилактических испытаний кабелей
Установки СНЧ должны использоваться при плановых испытаниях ответственных кабельных участков: распределительных линий, кабелей подстанций, отводов подстанций, кабелей ответственных потребителей, точной URD-локации и т.д. Даже кабели с напряжением уровня линий электропередач могут быть испытаны напряжением СНЧ с использованием установок на 120 и 200 кВ.
Выясните в удобное для Вас время, выдерживает ли кабель 2…3-кратное по отношению к рабочему напряжение. Пусть установка СНЧ пробьет дефектный кабель; найдите место повреждения, произведите ремонт и замените отрезком годного кабеля. Это просто, быстро, экономично и достаточно.
Если кроме результатов испытания кабеля требуется диагностическая информация о состоянии изоляции, совместно с установкой СНЧ может быть использована система измерения tgδ, определяющая угол диэлектрических потерь и дающая представление о состоянии изоляции в целом.
-
Прожигание повреждения кабеля
Наиболее эффективным методом «прожигания» повреждения в кабеле для снижения сопротивления и создания условий поиска, является использование установки СНЧ. Для прожигания места повреждения установкой постоянного тока или слаботочным ударным генератором требуется много времени. С помощью установки СНЧ можно за несколько минут прожечь кабель или убедиться в его исправности.
Установка СНЧ повышает напряжение до пробоя кабеля. При возникновении дуги вся энергия, накопленная в кабеле, плюс ток установки СНЧ разряжаются через место повреждения. Энергия разряда может составлять тысячи джоулей в зависимости от напряжения пробоя и емкости кабеля. В результате сопротивление в месте повреждения снижается практически до нуля. Данный процесс ускоряется благодаря смене полярности напряжения установки через каждую половину периода. Чередование отрицательных и положительных разрядов вызывает быстрое обугливание изоляции и почти мгновенное снижение сопротивления в месте повреждения.
-
В практике монтажных работ имеют место случаи, когда проверенный на барабане кабель после его укладки при испытании или после пробных включений нормального напряжения выходит из строя и в нем обнаруживаются дефекты, исключающие возможность эксплуатации кабеля без соответствующего ремонта.
Дефекты эти в большинстве случаев являются результатом механических повреждений кабеля при его транспортировании или отступлений от технических условий при его прокладке. Чаще всего такие дефекты имеют место при разделке кабеля и монтаже муфт.
В трехфазных силовых кабельных линиях могут быть следующие повреждения:
-
повреждение изоляции, вызывающее замыкание на землю одной из фаз;
-
обрыв одной или больше фаз с замыканием их на землю или без замыкания;
-
короткое замыкание двух или трех фаз с их заземлением и без последнего;
-
заплывающий пробой изоляции;
-
повреждение линии одновременно в двух или более местах.
В шахтных условиях наиболее часто имеют место повреждения изоляции между одной жилой и оболочкой кабеля и короткое замыкание двух или трех жил с их заземлением. В первом случае это обычно является результатом некачественного монтажа соединительных или концевых муфт, во втором — из-за механического повреждения кабеля при его транспортировании. Другие виды повреждений случаются гораздо реже. Пробой кабеля во время его включения или пробной эксплуатации происходит редко и только в тех случаях, если не выполнен установленный объем контрольных проверок и испытаний кабеля перед его включением.
При обнаружении повреждения кабельной линии во время монтажа или испытания повышенным напряжением прежде всего необходимо определить характер повреждения. Для этого достаточно в большинстве случаев при помощи мегомметра произвести с обоих концов линии измерения сопротивления изоляции каждой токоведущей жилы по отношению к земле, сопротивления изоляции между каждой парой токоведущих жил, а также проверить целость токоведущих жил.
Не всегда бывает возможным при помощи мегомметра определить характер повреждения, особенно если линия повреждена при испытании повышенным напряжением. В этом случае испытание линии повышенным напряжением возобновляют до пробоя кабеля. Всякое повреждение кабельной линии необходимо быстро устранить. Это особенно важно для кабелей, проложенных в подземных выработках и в траншеях. Если в результате повреждения изоляции или металлической оболочки внутренние полости кабеля имеют соприкосновение с внешней средой, в кабель неизбежно всасывается влага и в месте повреждения изоляция жил отсыревает. Всасывание влаги иногда происходит очень интенсивно и в течение короткого времени кабель может отсыреть настолько, что его необходимо будет заменить. Однако замена кабеля сопряжена часто с большими трудностями и значительными затратами времени. Поэтому быстрое нахождение места повреждения и его устранение имеют большое значение.
В настоящее время разработаны и практически освоены различные методы определения места повреждения, которые разделяются на два этапа: предварительно определяются на трассе линии зоны повреждения, а затем уже непосредственно место повреждения.
Для определения зоны повреждения линии применяют импульсный метод, метод колебательного разряда и емкостный метод. Импульсный метод основан на измерении времени пробега короткого импульса, посылаемого в линию от места измерения до места повреждения и обратно. При. этом пользуются специальными приборами ИКЛ-4 и ИИЛ-1. Прибором ИИЛ-1 можно определять наличие повреждения и его характер на расстоянии до 10 км не только в силовых кабелях, но и в кабелях контрольных и связи. Погрешность измерения составляет ДО 2%:
Методом колебательного разряда определяют зону повреждения бронированных силовых кабелей напряжением до 10 кв с бумажной изоляцией при заплывающих пробоях. Измерение производят прибором ЭМКС-58 с делителем напряжения. В кабеле кенотронной установкой или другим выпрямителем поднимают напряжение до напряжения пробоя, но не выше нормы максимального значения испытательного напряжения, допускаемого для данного кабеля.
Установка высокого напряжения должна создавать заряд на жиле кабеля отрицательного потенциала по отношению к земле. Только при этом условии прибор ЭМКС-58 производит измерение. При пробое изоляции происходит разряд в кабеле колебательного характера; период колебания разряда соответствует времени четырехкратного пробега волны до места повреждения и обратно. Измеряя это время, можно определить расстояние до повреждения. Прибор имеет градуировку на четыре предела: 0—1 км; 0—2 км; 0—5 км и 0—10 км. Погрешность прибора достигает 5%.
Емкостный метод применяют для определения повреждений при обрывах жил кабеля. Метод этот заключается в измерении емкости оборванной жилы с обеих сторон кабеля и емкости целой жилы и сравнении полученных результатов. Длину кабельной линии делят пропорционально полученным емкостям. Для замеров емкости используют мосты как переменного, так и постоянного тока.
При отыскании места повреждения кабеля на большинстве шахт предварительное определение зоны повреждения не всегда бывает нужно. Чаще всего бывает возможным сразу отыскивать место повреждения непосредственно на трассе линии. В подземных выработках, где кабель всегда доступны для непосредственного соприкосновения, предварительное определение зоны повреждения совсем не практикуется.
Места повреждения кабеля в подземных выработках отыскивают при помощи искробезопасного прибора ИПК-2 (искатель повреждения кабеля), предназначенного для шахт, опасных по газу или пыли. Прибор состоит из двух самостоятельных узлов: кабельного питателя с соединительными проводниками и приемного усилителя с телефонными наушниками и приемной рамкой.
Схемы кабельного питателя и приемного усилителя вместе с сухими элементами заключены во взрывонепроницаемые алюминиевые оболочки, снаружи которых имеются штепсельные гнезда, предназначенные: в кабельном питателе — для соединения с концом поврежденного кабеля, в усилителе — для подключения приемной рамки и телефонных наушников. Обслуживается прибор одним человеком. Приемный усилитель весом 5,5 кг для переноски снабжен плечевым ремнем. кабель Кабельный питатель вместе с приемной рамкой и наушниками помещается в сумку, имеющую заплечные ремни. Вес заполненной сумки — 6,8 кг. Основные размеры приемного усилителя и кабельного питателя одинаковы и составляют 225X175X120 мм.
Для определения прибором ИПК-2 места повреждения отсоединяют оба конца поврежденного кабеля, концы жил разводят так, чтобы они не касались окружающих предметов. Проверяют наличие и исправность всех перемычек, обеспечивающих непрерывность электрического соединения брони и свинцовой оболочки кабеля. При необходимости ставят временные перемычки. Мегомметром определяют характер повреждения кабеля: замыкание на броню одной, двух или трех фаз; повреждение изоляции между двумя жилами или полное «короткое» кабеля. При этом необходимо замерить величину переходного сопротивления замыкания, так как при переходных сопротивлениях выше 5000 ом требуется отключение всех соседних кабелей, проложенных параллельно поврежденному на расстоянии менее 0,7 ж.
Тщательно зачищают свинцовую оболочку и броню кабеля и подключают к ним общешахтную цепь заземления (если кабель до этого не был заземлен или выполненное заземление не было проверено). Затем специальные проводники от кабельного питателя подключают к двум элементам кабеля, к двум поврежденным жилам или к поврежденной жиле и оболочке кабеля. В случае трехфазного замыкания к питателю следует подключать те из двух поврежденных элементов, переходное сопротивление которых в месте замыкания наименьшее.
Проверяют исправность схемы, для чего рамку прием и усилителя подносят к корпусу питателя; при этом в на упице должен быть слышен сильный резкий звук. Убедившись в исправности схемы, приемную рамку медленно перемещают ПО кабелю; при этом рамка своим ребром все время должна касаться брони кабеля. При равномерном перемещении рамки по кабелю в наушниках будет слышен характерный звук, которым периодически будет то усиливаться, то уменьшаться. Перелом изменения силы звука будут соответствовать шагу скручивании поврежденных жил кабеля.
Место на кабеле, где прослушивался наибольшей силы звук, после чего периодическое изменение силы звука не повторялось, или звук совершенно исчезал, есть место повреждения кабеля.
В сырых выработках изменение силы звука может быть незначительным. Это может быть и тогда, когда место заземления кабеля находится в непосредственной близости от повреждения (например, у соединительной муфты). В этих случаях основным признаком обнаружения места повреждения следует считать отсутствие периодических изменений силы звука после места повреждения.
Пользоваться прибором нужно так, чтобы никакие его части или проводники не касались посторонних предметов, так как это вызывает дополнительные звуки в наушниках, в результате чего могут иметь место ошибочные заключения.
При определении места повреждения кабеля на поверхности шахт также пользуются прибором ИПК-2.
