Силовые кабели - Проникновение воды в кабель

Так как изоляция силового кабеля до известной степени гигроскопична, то необходимо иметь представление для ряда практических случаев о степени этой гигроскопичности. Долгое время держалось убеждение, что степень этой гигроскопичности очень велика, однако действительное наблюдение указывает, что это далеко не так. В кабельных сетях Мосэнерго обнаруживались случаи, когда кабели с поврежденной перед пуском в эксплуатацию свинцовой оболочкой лежали и работали 1\2-2 года до появления заметного ослабления изоляции. Известно, что долгое время практиковавшееся всеми кабельными заводами погружение освинцованных кабелей перед испытанием на 24 часа в воду не достигало цели, так как за этот срок не обнаруживалось заметного влияния воды на изоляцию кабеля. Бедно пропитанные кабели и кабели со слабо наложенной изоляцией, однако, промокают сравнительно очень быстро. Сильно ускоряют процесс внедрения воды в кабель повторные циклы нагрева и охлаждения кабеля током, когда влага всасывается через отверстия в свинцовой оболочке под влиянием образующегося внутри кабеля вакуума. Однако и это сильное средство часто не дает положительных результатов, в особенности, если кабель был хорошо пропитан. Конечно, все вышесказанное не относится к случаю проникновения воды через открытый конец кабеля вдоль проволок жилы или между свинцовой оболочкой и изоляцией, ибо такое проникновение, как указывалось выше, может быть очень быстрым и сильным.
Вопрос о проникновении воды через отверстия в свинцовых оболочках имеет громадное значение не только для эксплуатации, но и для производства, так как от его правильного решения зависит вопрос о необходимости занятия больших заводских площадей под водяные баки, служащие для таких испытаний. В настоящее время почти все кабельные заводы как у нас, так и за границей отказались от испытания кабеля в воде, а все стандарты технически сильных стран отказались от требования погружения кабеля в воду.
Не безынтересно познакомиться с опубликованными результатами некоторых исследований, производившихся для выяснения этого вопроса за границей. В 1927 г. подобные опыты были произведены G. В. Me Cabe в Америке. Для опыта было взято 15 фут трехжильного кабеля с поясной изоляцией, № 2/0, на рабочее напряжение 24 кВ, с толщиной изоляции 9/32 X 7/32, всего 64 бумажных ленты. На свинцовой оболочке сначала была сделана одна, а затем через неделю после начала испытаний две других дыры, каждая дюйма в диаметре. Кабель был снабжен обычными концевыми муфтами и погружен в воду. На кабеле все время поддерживалось напряжение в 24 кВ и, кроме того, каждый день с 7 час. утра до 5 час. вечера на кабель давалась нагрузка в 150 А при допустимых для этого кабеля 130 А. Через каждую неделю на каждой жиле делались меггером измерения сопротивления изоляции. В производстве испытаний было три перерыва по нескольку дней благодаря неисправностям в аппаратуре. За три недели до получения пробоя впервые стало обнаруживаться падение сопротивления изоляции, которое до этого времени было 8 000  на km, а теперь спустилось у одной из жил до 4 000 МУ на km. Последнее перед пробоем измерение показало 1000  на km, причем время, через которое от начала испытания пробился кабель, было от 365 до 371 дня; точно этого срока установить не удалось, так как реле не сработало при пробое.
Очень подробное освещение этого вопроса было сделано Е. A. Beavis’oм [86], инженером английского завода Siemens Bros, and Со. Им были сделаны испытания с целью выяснить необходимость погружения кабелей в воду при нормальных испытаниях, что раньше требовалось английским стандартом на силовые кабели. Начатые первоначально опыты без искусственного внедрения в кабель воды оказались очень длительными. Так, образец 33 кВ одножильного кабеля с толщиной изоляции 0,35 дюйма, сечением 0,15 кв. дюйма, будучи погружен в воду со снятым куском свинцовой оболочки длиной в 3 дюйма и будучи V-образно согнут на этом месте, после ежедневных испытаний по английским нормам напряжением, в 2,5 раза превышающим рабочее, каждый раз по 15 мин. был пробит только через 87 дней. Остальные образцы испытывались при различных искусственных давлениях от до 15 at. Для этой цели один конец кабеля длиной около 6 фут. запаивался колпачками с компаундом, а другой разделывался так, как для нормальных испытаний; весь кабель помещался в трубку, к которой он герметически припаивался. Внутрь трубы подводилась иод давлением вода. В этих испытаниях при искусственно поврежденной свинцовой оболочке время до пробоя нормальным испытательным напряжением выражалось часами, от двух до нескольких сот часов. Такого рода испытания, понятно, не могут быть приложимы к целым барабанам кабеля. Е. A. Beavis пришел к заключению, что погружение кабеля в воду перед испытанием имеет смысл разве только для кабелей с тонкой изоляцией, а для кабелей на 6 кВ рабочего напряжения и выше уже никакого смысла в погружении в воду нет. Кроме того, погружение в воду может иметь и дурные последствия, если оно делается над освинцованным кабелем до бронирования, так как в этом случае проникающая под оболочку вода запечатывается там дальнейшими на кабель наслоениями, а влага в кабеле может проявить себя вредно во время эксплуатации. В дискуссии статьи Е. A. Beavis’a в Английском институте инженеров-электриков N. А. Ареп’ом был приведен случай испытания погружением в воду концентрического кабеля на 660 V, с толщиной изоляции 0,080 дюйма и также с поврежденной свинцовой оболочкой. В этом случае через 100 час. сопротивление изоляции наружной жилы упало до нуля, а через 24 часа оно было еще 20 мегом на милю против 140 мегом ка милю при начале испытания; у внутренней жилы сопротивление изоляции через 24 часа было 45 мегом на милю, а при начале испытания — 200 мегом на милю. Кабель же на 6 600 дал через 24 часа понижение сопротивления изоляции с 610 до 520 мегом на милю; он имел также искусственно поврежденную свинцовую оболочку.
В качестве дальнейшего примера можно привести случай, описанный Е. L. Schiotike [87]. Кабель лежал в подпочвенной воде, на нем было сделано три отверстия, кабель ежедневно нагружался в течение 10 час, причем за три недели до пробоя не было замечено никаких изменений сопротивления изоляции, кабель пробился только через год.