Методика испытаний кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена
Доброго времени суток, уважаемые гости сайта «Помощь электрикам». В сегодняшней статье я бы хотел рассмотреть испытание кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Методика испытаний кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена имеет очень сильное различие с нами уже знакомой методикой по испытанию кабельных линий бумажной изоляцией.
Если обратится к нормативным документам, например ПУЭ-7 или ПТЭЭП, то мы обнаружим, что в их отсутствуют нормы по испытанию этих кабельных линий, но идут рекомендации по обращению к нормам по испытанию заводов – изготовителей данных КЛ. Просмотрев всевозможные инструкции, паспорта, и т.д., был сделан вывод: Различные заводы изготовители предлагаю различные методики и нормы по испытанию, причем имея существенные различия и во времени испытания, и в величие испытуемого напряжения.
В последнее время стали активно внедрятся кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена. Они идут на смену уже устаревшим кабельным линиям с бумажной изоляцией . Во всех регионах активно идут реконструкции воздушных линий электропередач с последующим переводом в кабельное исполнение.
Кстати, выбрать и приобрести электротехническое оборудование (трансформаторы тока или напряжения), Вы можете перейдя по ссылке.
Это в первую очередь связано с тем, что ВЛ имеют неэстетический вид, занимают огромные территории, в отличии от КЛ.
Кабельная линия с изоляцией из сшитого полиэтилена имеет либо одну, либо много алюминиевых (медных) жил. Сечение данных жил обычно круглое с классом гибкости равным -2.
Имеется так же экран, состоящий из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой изоляции, накладываемой на каждые жилы КЛ методом экструзии. После наложения экрана происходит изолирование жил перодсидносшиваемым полиэтиленом. Далее повторяется метод накладывания экрана. И после всего этого на жилу накладывается специальный комбинированный экран, который имеет следующий состав: слой электропроводящей бумаги, повив медных проволок, имеющих спирально наложенные медные ленты. Жилы, которые получились при экранировании, наматываются вокруг специального, состоящего и поливинилхлорида жгута, имеющего пониженный класс пожаробезопасности. В заключительной стадии имеющиеся промежутки, которые образовались между жилами КЛ, заполняют поливинилхлоридным пластиком, с наложением специальной оболочки из поливинилхлоридного пластика. Данные пластики все имеют класс пониженной пожаробезопасности.
Основные преимущества кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена по сравнения с бумажной изоляцией:
1. Более высокая надежность эксплуатации (т.е. нагрузочная способность кабельных линий их ССПЭ выше)
2. Низкая допустимая температура при прокладке
без предварительного подогрева
3. Высокая стойкость к повреждениям
4. Меньший вес, диаметр и радиус изгиба
5. Высокий ток термической устойчивости
при коротком замыкании
6. Монтаж и эксплуатация осуществляются без вреда для экологии (отсутствие свинца, масла, битума
Основной недостаток данных КЛ это:
1. Отсутствие методики испытания и серьезный уровень подготовки
2. Высокая стоимость данных КЛ
Рассмотрим существующие методики заводов изготовителей.
Но прежде чем это сделать, вспомним про испытание кабельных линий с бумажной изоляцией. Мы все знаем, что данный вид КЛ испытывается в процессе эксплуатации шестикратным выпрямленным напряжением в течении 5 минут, согласно нормативным документам.
Но данные нормативные документы были созданы достаточно давно. И в современных реалиях полное соблюдение прошлых инструкций просто невыполнимо. Кабельные линии со сроком эксплуатации порядка 20-30 лет просто не выдержат таких испытаний. Поэтому большинство электротехнических лабораторий применяют более щадящий режим испытания. 10-ти киловольтный кабель испытывают 30 кВ постоянным напряжением, в течении 1 минуты. Данных испытаний будет достаточно, чтобы определить надежность кабельной линии.
Данный вид испытаний относился к Кабельным линиям СС бумажно-пропитанной изоляцией. Кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена, испытывать постоянным напряжением категорически НЕЛЬЗЯ. Разберем причины.
При испытании КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена повышенным постоянным напряжением происходит накопление объемных зарядов в месте повреждения изоляции.
Электрическое поле во время испытания будет выглядеть вот так:
После завершения испытания электрическое поле будет выглядеть вот так.
Полученные заряды могут стать причиной повреждения изоляции, либо к значительному снижению срока службы.
Делаем вывод, что кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо испытывать переменным напряжением. О тут возникает другой вопрос….
Во многих нормативных документах я читал, что в качестве испытательного напряжение для КЛ применяют переменное с низкой частотой тока 0,1 Гц и как говорят авторы это обусловлено тем, что « ИЗМЕНЕИЕ ПОЛЯРНОСТИ ЗАРЯДА КОМПЕНСИРУЕТ УЖЕ НАКОПЛЕНЫЕ ЗАРЯДЫ, ТЕМ САМЫМ РАЗРЯЖАЯ ИХ». Хочу выразить свое мнение, что действительно данный вид напряжения более эффективен, но мы забываем, что к сверхнизкой частоте нас подталкивает и испытательная установка. Применение переменного напряжения 50 Гц высокой величины в мобильных лабораториях практически невозможно. Данные лаборатории должны быть очень больших размеров. Изготовление таких лабораторий крайне невыгодно. С этой целью и используют переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1 Гц. И сейчас активно производятся мобильные передвижные высоковольтные лаборатории с оборудованием, позволяющим получить напряжение сверхнизкой частоты 0,1 Гц.
Например: ЭТЛ MTGAVAN на базе Мерседеса
1 Инструкция завода-изготовителя «Московский кабельные сети»/ОАО ”ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬ ”КОЛЬЧУГИНСКИЙ ЗАВОД”
В инструкциях мы будем рассматривать не все напряжения. Возьмем самое распространенное 10 кВ.
Данная инструкция нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 18 кВ.
Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц.
Время испытания инструкция предлагает взять 30 минут.
При проведении испытаний необходимо испытательный провод присоединить к испытательному одной из жил испытательного кабеля. Две остальные жилы и экран кабеля необходимо заземлить с помощью закороток.
Далее проводить испытания с остальными жилами.
Кроме основой изоляции, испытывается еще и оболочка. Данный вид испытания необходим, если кабельная линия проложена в земле. При прохождении кабельной линии в лотках или по кабельной эстакаде, испытывать оболочку не нужно.
Испытывать оболочку необходимо выпрямленным напряжением 10 кВ в течении 1 минуты.
2 Инструкция завода-изготовителя «Энергопрофиль»
Данная инструкция нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 17,3 кВ.
Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц.
Время испытания инструкция предлагает взять 45 минут.
Как мы видим существенное различие по сравнению с предыдущей инструкцией во времени испытания. Но так же данная инструкция, почему то разрешает испытывать кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена постоянным напряжением четырехкратным в течение 15 минут.
Оболочка испытывается аналогично предыдущей инструкции.
3 Стандарты DIN-VDE 0276620 0276-1001 (Германия)
Данный стандарт нам предлагает номинальное напряжение 10 кВ испытывать 30 кВ.
Переменное напряжение сверхнизкой частоты 0,1Гц.
Время испытания инструкция предлагает взять 60 минут.
Здесь мы уже видим что различие по по сравнению с предыдущими инструкциями не только во времени испытания, но и в величине испытательного напряжения. Но и эта инструкция разрешает испытывать кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена постоянным напряжением четырехкратным в течение 15 минут.
Оболочка испытывается аналогично предыдущей инструкции.
В заключении хотел бы привести статистические данные.
Статистика СНЧ испытаний показывает, что из 100% случаев пробоя изоляции, 90% приходится на первые полчаса испытания
Остальные 10 % пробоев появляются по причине продолжительности испытаний.
В данной статье было рассказаны и проанализированы методики заводов изготовителей по испытанию КЛ.
При выборе методики испытания кабельных линий с изоляцией из сшито полиэтилена, каждая эксплуатирующая организация руководствуются различными принципами. Не все могут себе позволить иметь электротехническую лабораторию с напряжением СНЧ, поэтому они уже изначально будут применять постоянное напряжение, ухудшая при этом изоляцию.
В нашей лаборатории применяется мобильная установка МЕГА-2 на базе мерседес.
Кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена мы испытываем согласно нормам Стандарты DIN-VDE 0276620 0276-1001 (Германия)
Хотел бы пожелать всем специалистам, работающим в данной области, руководствоваться, прежде всего, здравым смыслом, а потом уже нормативными документами.