Файл: Дмитревский, В. С. Высоковольтные гибкие кабели.pdf

а) Отбор и подготовка образцов для испытания

Как показано в § 3-5, для определения параметров уравнения надежности изоляции токопроводящих жнл кабеля необходимо подвергнуть испытанию не менее шести партий образцов. В каждой партии должно быть по 50 образцов. Если жнлы в кабелях данной серии имеют одинаковый электроизоляционный материал по составу п режиму изготовления, то можно ограничиться отбором 300 образцов изолированных токопроводящих

Рис. 5-4. Испытуемый образец.

/ — токопроводящая жила; 2 — полупроводящнй экран по токо­

жил, не разделяя их по фазам. В противном случае сле­ дует фазы отбирать по 300 образцов изолированных токопроводящих жил от каждой серии. При дальнейшем рассмотрении мы будем полагать, что в дайной серии изоляция токопроводящей жнлы имеет идентичный со­ став материала и одинаковый технологический режим изготовления.

Образцы для испытания отрезаются от готовых ка­ белей. Длина отрезаемого образца должна быть не ме­ нее 1,5 м. Если выпускаемая серия содержит 100 бара­ банов с кабелем, то от каждого барабана отрезают по одному образцу. При большем или меньшем -количестве барабанов с кабелем в серии необходимо обеспечить случайную выборку. Чтобы выборка испытанных образ­ цов была действительно случайной, можно использовать два приема. Первый прием заключается в следующем. Барабаны с кабелем нумеруют. Заготавливают бирки с номерами барабанов, которые помещают в урну. За­ тем из урны вытаскивают наугад бирки с номерами барабанов. Общее число вынутых таким образом би­ рок должно равняться 100. Образцы для испытания от-

140

резают от тех барабанов, номера которых окажутся вы­ нутыми из урны.

Второй способ основан на использовании таблицы случайных чисел.

С отрезанных от кабеля образцов снимают шланг, раскручивают изолированные токопроводящие жилы и снимают с них оплетку.

Изолированные токопроводящие жилы разделывают,

показали опыты, подготовленные по рис. 5-4 образцы не перекрываются и не пробиваются с краю. Размеры под­ мотки даны для изоляции кабелей на напряжение 6 кв.

Полученные таким образом 300 образцов необходи­ мо разделить на шесть партий. Чтобы каждая партия

в изоляции кабеля требует достаточно сложной аппа­ ратуры и не всегда может быть выполнено в производ­ ственных условиях.

В этих случаях целесообразно измерять напряжение начала ионизации при типовых испытаниях. Проводя статистическую обработку результатов измерения, мож­ но оценить вероятность появления ионизации в кабель­ ной изоляции при рабочем напряжении.

Исследованиями [Л. 50] показано, что пробивная на­ пряженность поля газа, окруженного твердым диэлек­ триком, равна пробивной напряженности поля этого га­ за между металлическими электродами при условии, если толщина газового слоя в обоих случаях одинакова. Пробивную напряженность поля в воздухе при малых межэлектродных расстояниях представим1:

141

в резиновой изоляции кабелей показало, что вероятность, появления поры с размером х подчиняется экспоненци­ альному закону распределения

где S — площадь электродов; d — толщина диэлектрика;

условии, что рі и £і являются удельным объемным со­

Уравнение (5-11) справедливо для условий равно­ мерного поля. Воспользовавшись коэффициентом неод-

142

породности поля, как в гл. 3, уравнение (5-11) распро­ страним для неоднородного поля:

Из уравнений (5-11) и (5-12) видно, что наименьшее напряжение начала ионизации имеет место при у—>-0 , т. е. при газовых включениях вытянутых вдоль эквипо-

«з

Рис. 5-5. Схема установки для определения напряжения начала ионизации в изоляции токопроводящих жил кабеля.

К — контактор; РМ — реле максимального тока; ТР1 — высоковольтный транс* форматор; R 3 — защитное сопротивление; С0 — образцовый конденсатор; Сх —

тенциальных линий. С некоторым допущением можно принять при анализе напряжений начала ионизации у —0. Тогда уравнение (5-12) можно записать:

143

Неизвестными параметрами в распределении вероят­ ностей напряжения начала ионизации являются ѵп и Я.

Т а б л и ц а 5-4

п F <UB> In {—ln II—F (£/„)]} и и. кв 2

Измеряя напряжения начала ионизации на образцах изолированных токопроводящих жил, можно определить

ионизации располагаются в ва­ риационный ряд, и для каждо­ го из них вычисляются z и F (Un) по формуле

144

включениях изоляции строительной длины кабеля при рабочем напряжении, полагая U„ равным Нрао. Кабель следует считать высокого качества, если F(Uvae) < 0 ,0 1 .

в) Определение параметров уравнения надежности изоляции кабеля

После измерения напряжения начала ионизации образ­ цы изолированных токопроводящих жил разбиваются па шесть групп по 50 образцов в "каждой группе. Про­ грамма испытаний изоляции и методика определения параметров надежности изложены в § 3-5.

В настоящее время отсутствуют нормы на парамет­ ры надежности изоляции кабеля. Однако в ГОСТ на гибкие высоковольтные кабели указано, что завод-изго­ товитель гарантирует эксплуатацию кабеля в течение года. В связи с указанным целесообразно оценивать го­ довую надежность изоляции кабеля по методике, ука­ занной в § 3-7 для одного из режимов его работы. В дальнейшем представляется целесообразным разра­ ботать типовой режим эксплуатации и включить его в ГОСТ на высоковольтные гибкие кабели. Такой под­ ход позволит дать объективную оценку качества кабель­ ной изоляции.

5-4. М ЕХАН И ЧЕСК И Е ИСПЫ ТАНИЯ КАБЕЛЕЙ

Высоковольтные гибкие кабели в процессе эксплуата­ ции испытывают значительные механические воздейст­ вия, и поэтому стойкость кабелей к таким воздействиям является одним из основных факторов, определяющих срок службы и надежность кабеля. Механические воз­ действия (см. 1 -2 ) на кабели можно подразделить на следующие виды: изгиб, изгиб с кручением, осевое кру­ чение. В некоторых случаях кабели подвергаются пере­ гибу через систему роликов или наматываются на бара­ бан. Кроме того, кабели могут подвергаться растяже­ нию, ударным и раздавливающим нагрузкам. При разработке новых кабелей, а также при типовых испы­ таниях кабели испытываются на стойкость к механиче­ ским воздействиям на установках, имитирующих эти воздействия. Поскольку изоляция и оболочка высоко­ вольтных гибких кабелей выполняются из высокоэлас-

тичиого материала, то результаты испытаний обычно оценивают по степени разрушения металлических эле­ ментов конструкции кабеля — токопроводящих жил и экранов.

Стойкость к механическим воздействиям отдельных конструктивных элементов кабеля рассмотрена в гл. 2 , и ниже мы рассмотрим только оборудование и требова­ ния к методикам механических испытаний.

Испытание на изгиб заключается в изгибании образ­

Испытание кабелей на изгиб проводится и за рубе­ жом, например во Франции; где образец длиной 0,8 м изгибают вокруг роликов диаметром 1 0 0 мм на угол

135°

Испытание на изгиб с кручением заключается в од­ новременном кручении и изгибании образца 1 (рис.5-8), который одним концом закрепляется во вращающемся зажиме 2, а другим — в зажиме с возвратно-поступа­ тельным движением 3.

Установка должна обеспечивать’вращение зажима 2 на 1 2 я рад с интервалом в я/4 рад и возвратно-посту­ пательное движение зажима 3 на расстоянии 1,5 м со скоростью 0,3—0,5 м/сек. Расстояние между зажимами в крайнем положении должно составлять 2,5 м. При одновременном перемещении зажима 3 и вращении за­

146