Стартовая >> Документация >> Причини пошкодження кабельних ліній

Причини пошкодження кабельних ліній

Як показує опит експлуатації, багато недоліків кабелів не виявляються при профілактичних випробуваннях підвищеною напругою постійного струму.
До таких недоліків, які значно знижують надійність кабелів, відносяться: осушення ізоляції з-за переміщення чи стікання пропиточного складу, електричне старіння ізоляції, висихання ізоляції кабелів, працюючих у важких теплових режимах, часто повязане з розложенням пропиточного складу (кристалізація) і т.д.
Не тільки старіння, але і грубі сосредоточені дефекти не завжди виявляються при профілактичних випробуваннях. Не визначаються пошкодження в оболонках кабелів, якщо ізоляція не звологла. Пошкодження і місцеві дефекти в ізоляції можуть бути виявлені при випробуванні лише в тому випадку, якщо залишившийся непошкоджена дільниця ізоляції не перевищує 15-20% її товщини.
В момент аварії кабель часто отримує вторинні пошкодження (обжигається дугою, деформується внутрішнім тиском, поглинає влагу через пошкоджене місце і т.д.).
Оболонка кабеля є одним з важливіших конструктивних елементів силового кабеля. Ізоляція кабеля може залишити високі діелектричні властивості тільки в тому випадку, якщо відсутня можливість проникнення в неї воздуха чи влаги.
Свинцова або алюмінієва оболонки є герметизуючим покрівом кабеля.
Тривала припустиме механічне навантаження для свинця 0,1 кг/мм2, для алюмінія 0,8 кг/мм2. Навідміну від свинця алюміній є вібростійким матеріалом, але набагато уступає йому в стійкості до дії грунтової корозії.
Крім заводських дефектів, які призводять до пошкоджень є такі:
1) механічні пошкодження, які були нанесені при проклдці чи послідуючих розкопках і інших будівельних роботах, виконуємих в зоні кабельних трас;
2) спіралеподібні вспучини (інколи тріщіни) як результат тривалої дії циклів нагріву та охолодження чи значних перевантажень кабеля більш припустимих норм.
3) міжкристальні руйнування свинцевої оболонки пвд дією струсів та вібрацій.
4) грунтова, хімічна корозія під впливом різноманітних хімічних реагентів, які містяться в почві.
5) руйнування оболонок кабелів блукаючими струмами електрифікованого транспорту;
Місцеві механічні пошкодження оболонок легко встановлюються по зовнішньому вигляду, так як вони супроводжуються пошкодження джутових покровів і стальної броні. У більшості випадків опиняється пошкодженою і ізоляція кабеля.
Механічні пошкодження носять локальний характер і після усунення пошкодженої дільниці і монтажу вставки кабельна лінія може продовжувати бути в роботі.
Міжкристальне руйнування свинцової оболонки – це рекристалізація свинцю, зріст кристалів і втрата звязку між кристалами. По зовнішньому вигляду в початковій стадії на оболонці зявляється сітка мілких тріщін. У подальшому тріщіни все більш збільшуються і розтріскування оболонки супроводжується випаданням з неї груп кристалів або навіть окремих шматків оболонки.
Маштаб міжкристальних руйнувань (довжина пошкодженної дільниці кабеля) залежить від характера впливу, викликаючого сотрясіння та вібрацію кабеля.
Найчастіше це вертикальна дільниця кабеля при переході кабельної лінії у повітряну, де струси утворюються проводами повітряної лінії. Це можуть бути дільниці кабелів на підходах до обертаючихся машин, утворючими значні вібрації, переходи кабельних ліній під залізодорожніми шляхами чи шосе, місця прокладки кабелів по мостам, де вібрація і струси створює рухаючися транспорт.
Наявність в продуктах корозії перекісі (двуокисі) свинца вказує на її електричне походження від блукаючих струмів. Характерним є колір продуктів корозії. Двуокись свинця, утворюєма при протіканні блукаючих струмів має коричневий колір (бурий осадок).
Продукти хімічної корозії найбільш часто мають білий колір, інколи з блідно-жовтим чи блідно-рожевим відтінком
При багатократних ізгибах кабеля, повязаних з розматуванням, прокладкою, протяжкою в трубах і т.д., в місцях виникнених гофр алюмінієва оболонка дає продольну тріщену чи підрізається стальними бронестрічкою.
При встановленні муфт необхідно звертати увагу на стан висихання ізоляції, розложення пропиточного матеріалу та випадання каніфолі. У кабелів на напругу 10 кВ і вище необхідно звертати увагу на електричне старіння ізоляції та наявність в неї шляхів іонізації та часткових розрядів (гілчасті побіги, присутність воскообразних речовин).
Повітряні включення  - найбільш слабкий елемент ізоляції: в них починають розвиватися небезпечні іонізаційні процеси та часткові розряди. Чим більші повітряні зазори (особливо в радіальному напрямку), тим вони небезпечніші. У звязку з цим жорстко регламентована кількість припустимих співпадань бумажних стрічок. При великій кількості співпадань шар ізоляції стає нестійким до вигибань. На бумажних стрічках, розташованих під співпадаючими зазорами (нижчерозташованих стрічок), утворюються продольні складки, які під впливом теплових деформацій (нагріви та охолодження кабеля) перетворюються в продольні тріщіни – такий же небезпечний дефект, як і співпадання бумажних стрічок.
Продольна складка нерідко перетворюється в сплошну тріщіну, і при розборці ізоляції замість однієї стрічки зматуються дві. Найбільш часто це спостерігається при величині перекриття стрічок, близьких до 50%.
При протіканні струмів короткого замкнення на дуже короткий час (секунди) допускається підьйом температури жил (а отже і прилеглих шарів ізоляції) до 125° або 200° згідно для кабелів 20-35кВ та 1-10кВ.
Це обумовлено тим, що при температурах вище 135-140° в паперовопропитаної ізоляції швидко розвиваються процеси незворотнього старіння паперової основи ізоляції (руйнування волокна целюлози, з яких складається папір).
Настільки ж небезпечні й тривалі аварійні перевантаження кабелів, коли нагрів жил і ізоляції суттєво перевищує тривалодопустимі за нормами.
При вскритті таких кабелів (після аварійного чи профілактичного пробою) особливу увагу слід звертати на стан фазної ізоляції та бумажних стрічок, безпосередньо примикаючих до жили.
Небезпечні місцеві перегріви кабелів можливі в місцях, де кабелі прокладені в землі з порушенням основних норм прокладки: з примиканням одного до іншого чи при виконанні в землі «запасів» у вигляді кілець (заборонено правилами). В цих випадках, як встановлено, кабелі можуть нагріватися до температур, перевищуючих 100°.
В кабелях на напругу 20-35кВ розрахункові електричні градієнти приблизно в два рази вище, ніж в кабелях на 6кВ. Тому вже при незначному осушенні, особливо на вертикальних дільницях, в них починається іонізація повітряних включень і починаються часткові розряди.
Необхідність заміни вертикальних ділянок кабелів повинна підтверджуватись результатами розтину, розборки та оглядів зразків кабелів.
Небезпечна степень електричного старіння підтверджується наявністю чорних гілчастих побігів на паперових стрічках.
При оглядах струмоведучих жил необхідно звертати увагу на наступні найбільш часто зустрічаючися дефекти:

  1. неправильну форму круглої чи секторної жили (наприклад, один кут сектора більш гострий, ніж інший);
  2. випирання чи западання окремих проволок, пилаобразний профіль жили;
  3. наявність заусенців на жилах.

Ці дефекти призводять до викривлення електричного поля, утворенню місцевих підвищених напруженостей, що особливо небезпечно для кабелів на напругу 10кВ і вище. Жили з окремо випираючими проволоками чи з заусінцями небезпечні в тому відношенні, що під час ізгибів кабеля чи при теплових деформаціях може бути змята, продавлена чи розрізана примикаюча до жили бумажна ізоляція.
Наявність таких дефектів, значно знижаючих надійність кабеля, неприпустимо.
Можливі й більш грубі дефекти в жилах. Наприклад перетинання окремих проволок. В цьому випадку жила приймає неправильну форму, а в шарі ізоляції утворюються глибокі складки. Кабелі з такими дефектами не пригодні для прокладки.
При розтині кабелів після аварійних пробоєв слід враховувати ряд інших змін, повязаних з горінням дуги та утворюванням в кабелі значних внутрішніх тисків.
Великим тиском може суттєво деформуватися свинцова оболонка, можуть бути зміщені та навіть викинуті (разом згазами) заповнювачі, зміщені бронестрічки.
При профілактичних випробуваннях і пробоях, з-за малої потужності випробувальних установок, такі деформації не виникають (прожигаюча та ударна установки не враховуються).

 
« Приемка новых ТП и РП (РТП) в эксплуатацию электрических сетей   Программа подготовки главного инженера РЭС »
электрические сети