Файл: Сооружение и эксплуатация кабельных линий..pdf

чем в другие месяцы года. Объясняется это тем, что весной при таянии снега в грунт поступает много влаги.

Если оболочка кабеля в каком-либо месте имеет сквозное отверстие или имеется другой дефект, в резуль­ тате которого герметичность защитной металлической оболочки нарушена, например трещина в месте спайки муфты с кабелем, то в это отверстие начинает поступать влага, и изоляция кабеля будет постепенно увлажнять­ ся. Чтобы изоляция сильно увлажнялась и при испыта­ тельном напряжении была пробита, требуется достаточ­ но длительное время, которое зависит от состояния кабе­ ля, степени пропитки его изоляции и условий его работы. Иногда процесс увлажнения изоляции длится

ний показывает, что пробиваемость кабелей, испытание которых производится в летние месяцы (июнь, июль и август), примерно в 1,5 раза выше, чем при испытаниях в другие месяцы года.

Опыт эксплуатации свидетельствует также, что эф­ фективность испытаний кабельных линий повышенным напряжением получается выше в том случае, если ка­ бель испытывается в холодном состоянии. Это объясня­ ется тем, что при остывании всех элементов кабеля после снятия с линии нагрузки и ее отключения от напряжения в кабеле образуется вакуум, в результате чего в местах повреждения оболочки интенсивно всасывается влага, а все пустоты в изоляции кабеля и в муфтах становятся электрически менее прочными.

8-3. Методы испытаний

Испытания изоляции кабельных линий постоянным током высокого напряжения осуществляются с помощью специальной установки. Принципиальная схема такой установки, где в качестве выпрямителя используются полупроводники, указана на рис. 8-1.

При испытании отрицательный полюс испытательной установки подается на испытуемую жилу кабеля, а по­ ложительный — заземляется. При испытании трехжиль­ ного 'кабеля с поясной изоляцией напряжение от испыта­ тельной установки прикладывается поочередно к каж­ дой жиле кабеля, тогда как две другие жилы и свинцовая оболочка в это время должны быть заземлены (рис. 8-2).

495

Рис. 8-1. Принципиальная схема кенотронной установки.

Рис. 8-2. Схема испытания Рис. 8-3. Схема испытания

496

Кабель, испытанный постоянным током высокого на­ пряжения, длительное время сохраняет заряд. Поэтому по окончании испытания каждой фазы кабельной линии все жилы кабеля должны быть разряжены. Разряд ка­ бельной линии производится через ограничительное со­ противление, которое предусматривается в испытатель­ ных установках.

При испытании кабелей с отдельно освинцованными жилами напряжение от испытательной установки при­ кладывается поочередно к каждой жиле, при этом свин­ цовая оболочка этой жилы должна быть заземлена

(рис. 8-3).

Величина испытательного напряжения постоянного тока для кабельных линий 3—10 кВ должна быть в пре­ делах пятикратного значения номинального линейного напряжения. Такое испытательное напряжение вполне достаточно, чтобы выявить явно слабые места как в са­ мом кабеле, так и в муфтахБолее высокое испытатель­ ное напряжение, хотя и не опасно непосредственно для кабеля, но оно близко подходит к предельной элек­ трической прочности соединительных и главным образом концевых муфт.

Так, например, при испытательном напряжении, рав­ ном шестикратному значению, концевые воронки кабель­ ных линий 10 кВ начинают сильно коронировать и пе­ рекрываться по поверхности изоляции концов фаз. При этом напряжении в большем количестве пробиваются также и соединительные муфты, хотя они и не имеют явно выраженных дефектов.

Кабельные линии 20—35 .кВ в процессе эксплуатации испытываются напряжением постоянного тока четырех­ пятикратного значения от величины линейного напряже­ ния. При испытании напряжение должно плавно подни­ маться до испытательной величины и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Подъ­ ем испытательного напряжения для кабельных линий до 10 кВ осуществляется в течение 1 мин, а для кабельных линий 20—35 кВ — со скоростью не более 0,5 кВ/с.

После того как напряжение поднято до заданной ве­ личины, кабельная линия выдерживается под этим ис­ пытательным напряжением положенное время. Отсчет времени приложения испытательного напряжения следу­ ет производить с момента установления его полной ве­ личины. Для удобства наблюдения за временем испы­

тания обычно применяются часы с секундной стрелкой. В отличие от вновь проложенных кабельных линий, для которых продолжительность приложения испытательно­ го напряжения установлена 10 мин, для кабельных ли­ ний, находящихся в эксплуатации, при профилактичес­

ких испытаниях она составляет 5 минАнализ пробиваемости кабельных линий при профи­

лактических испытаниях в зависимости от времени при-

%пробоя

5 мин вполне достаточно для того, чтобы выявить сла­ бые места в изоляции кабельной линии. Обычно в боль­ шинстве случаев пробой изоляции в дефектном месте ли­ нии происходит при подъеме напряжения в течение пер­ вой минуты после установления испытательной величины

(рис. 8-4).

На последней минуте испытания каждой фазы ка­ бельной линии производится отсчет показаний микроам­ перметра и значения величины тока утечки. Измерения токов утечки и коэффициента асимметрии утечек по фа­ зам являются дополнительными данными, характеризу­ ющими состояние изоляции кабельной линии и главным

498

образом изоляции концевых муфт или других видов заде­ лок. Токи утечки и коэффициент их асимметрии не долж­ ны рассматриваться как браковочные показатели. Эти данные обычно записываются в паспортную карту ка­ бельной линии и сопоставляются с результатами пре­ дыдущих испытаний для разработки мероприятий по ремонту кабельных линий и муфт.

Опыт эксплуатации показывает, что если изоляция и концевые муфты кабельных линий находятся в удовлет­ ворительном состоянии, то они имеют токи утечки при напряжении до 10 кВ в пределах до 500 мкА, а при на­ пряжении 20—35 кВ — до 800 мкА вне зависимости от длины линии и других факторов, влияющих на величину тока утечки.

Как показал опыт эксплуатации, аналитически рас­ считанные удельные величины токов утечек не могут быть в практических условиях использованы для оценки состояния изоляции линии. Объясняется это следующи­ ми основными положениями.

Измеряемые прибором токи утечек при испытании ка­ бельных линий зависят:

от проводимости изоляции кабеля; эта проводимость, а следовательно, и токи утечки прямо пропорциональны длине линии при условии, что изоляция кабеля по всей длине равнопрочна и однородна;

от конструкции и состояния концевых муфт, на ко­ торых при испытательных напряжениях возникают зна­ чительные поверхностные токи утечки;

от токов короны, возникающих при испытании на ка­ бельных наконечниках и других элементах, входящих в схему испытания, а также от токов утечки и токов коро­ ны в схеме испытательного аппарата и соединительных проводниках;

от температуры кабеля и влажности воздуха в мо­ мент испытания-

Величина тока утечки, зависящая от проводимости изоляции кабеля, весьма невелика, так как сопротивле­ ние изоляции кабеля очень высоко. Сопротивление это при испытании постоянным током согласно ГОСТ не должно быть менее 50 МОм/км при 20 °С для кабелей 3 кВ и вы­ ше. В действительности величина сопротивления изоля­ ции трехжильных кабелей с поясной изоляцией 6 и 10 кВ значительно выше и согласно протокольным данным заводов-изготовителей составляет 250—300 МОм/км.

Необходимо, однако, отметить, что проводимость изоляции кабеля на постоянном токе очень сильно зави­ сит от температуры (рис. 8-5), и поэтому ток утечки, проходящий непосредственно через изоляцию кабеля, при испытании его в горячем состоянии будет значитель­ но больше, чем при испытании в холодном состоянии.

Это обстоятельство необходимо обязательно учиты­ вать при испытании кабельных линий и при сравнении величин токов утечки с предшествующими испытаниями. Кабельная линия, нагретая при работе до температуры, обусловленной током нагрузки, при испытании ее непо­ средственно после снятия напряжения всегда будет иметь токи утечки большие, чем при испытании в холод­ ном состоянии, через несколько часов после ее отклю­ чения.

Обычно после многолетней работы кабельных линий

кабели с сухой изоляцией имеют очень малые токи утеч.- ки. Сопротивление изоляции таких кабелей значительно больше, чем гарантируемая величина по ГОСТ. Однако это не является признаком хорошего состояния изоля­ ции, так как в этом случае в изоляции кабелей имеется большое количество пустот, что приводит к развитию ионизационных процессов при рабочем переменном то­ ке, увеличивает диэлектрические потери и при известных условиях такие кабели могут повреждаться при рабочем напряжении.

Очень большое влияние па величину токов утечки при испытании кабельных линий оказывают конструкция и состояние концевых муфт или других видов заделок. Во многих случаях абсолютная величина токов утечки на концевых заделках значительно превышает величину то­ ка утечки непосредственно в изоляции самого кабеля даже в случае, если кабельная линия имеет длину в не­ сколько километров. Этим главным образом и объясня­ ется невозможность установления удельных величин то­ ков утечки для кабелей различных конструкций и сече­ ний. По этой же причине величина тока утечки не может рассматриваться как браковочный показатель состояния изоляции кабеля при его испытании.

Величина поверхностных токов на концевых заделках сильно зависит от относительной влажности воздуха. Поэтому при испытании одной и той же кабельной ли-

500