Испытания кабеля высокого напряжения. Высоковольтные испытания кабелей перед вводом в эксплуатацию

Подписаться
Вступай в сообщество «export40.ru»!
ВКонтакте:

Перед сдачей и в процессе эксплуатации кабельные линии испытывают в соответствии с нормами и объемом испытаний электрооборудования Белэнерго.

Различают следующие виды испытаний:

  • кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах со средней и низкой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта выше 20 Ом/м), при среднесуточной плотности тока утечки в землю выше 0,15 мА/дм 2 ;
  • кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах с высокой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта менее 20 Ом/м) при любой среднесуточной плотности тока в землю;
  • кабелей с незащищенной оболочкой и разрушенными броней и защитными покровами;
  • стального трубопровода кабелей высокого давления независимо от агрессивности грунта и видов изоляционных покрытий.

При проверке измеряются потенциалы и токи в оболочках кабелей и параметры электрозащиты (ток и напряжение катодной станции, ток дренажа).

  • Определение электрической рабочей емкости кабелей проводится для кабелей напряжением 20 кВ и выше. Измерение емкости кабельных линий производится методом амперметра-вольтметра или по мостовой схеме.

  • Рисунок. Принципиальная схема определения рабочей емкости кабеля методом амперметра-вольтметра: 1 – источник напряжения; 2 – кабель.

  • Определение сопротивления жил кабеля. Производится для линий на напряжение 20 кВ и выше. Измерение производится методом амперметра-вольтметра или по мостовой схеме.
  • Определение содержания нерастворенных газов. Испытание производится для маслонаполненных кабельных линий на напряжение 110-500 кВ. Содержание нерастворенного газа в изоляции должно быть не более 0,1%.;
  • Испытание на содержание отдельных растворенных газов. Испытание производится для маслонаполненных кабельных линий на напряжение 110-500 кВ при превышении нормы на общее содержание растворенных или нерастворенных газов.
  • Для этой цели применяется метод хроматографического анализа по газам Н 2 , СО и СО 2 . Если наблюдается устойчивая тенденция роста содержания газа, то линия отключается, и дальнейший режим работы определяется согласованным решением энергопредприятия и предприятия-изготовителя.

  • Проверка заземляющего устройства. На линиях всех напряжений измеряется сопротивление заземления концевых муфт и заделок, а на линиях на напряжение 110-500 кВ - также металлических конструкций кабельных колодцев и подпиточных пунктов.
  • Испытание пластмассовой оболочки (шланга) кабелей на напряжение 110кВ повышенным выпрямленным напряжением. При испытаниях выпрямленное напряжение 10 кВ прикладывается между металлической оболочкой (экраном) и землей в течение 1 мин.
  • Страница 2 из 8

    Объем приемо-сдаточных испытаний.

    В соответствии с требованиями ПУЭ объем приемо-сдаточных испытаний силовых кабельных линий включает следующие работы.

    1. Проверка целостности и фазировки жил кабеля.

    2. Измерение сопротивления изоляции.

    3. Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.

    4. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

    5. Определение активного сопротивления жил.

    6. Определение электрической рабочей емкости жил.

    7. Измерение распределения тока по одножильным кабелям.

    8. Проверка защиты от блуждающих токов.

    9. Испытание на наличие нерастворенного воздуха (пропиточное испытание).

    10. Испытание подпитывающих агрегатов и автоматического подогрева концевых муфт.

    11. Контроль состояния антикоррозийного покрытия.

    12. Проверка характеристик масла.

    13. Измерение сопротивления заземления.

    Силовые кабельные линии напряжением до 1 кВ испытываются по пп.1, 2, 7, 13.

    Силовые кабельные линии напряжением выше 1 кВ и до 35 кВ - по п.п.1-3, 6, 7, 11, 13, а напряжением 110 кВ и выше - в полном объеме, предусмотренным настоящей инструкцией.

    Проверка целостности и фазировки жил кабеля.

    Перед включением кабеля в работу производится его фазировка, т.е. обеспечивается соответствие фаз кабеля фазам присоединяемого участка электроустановки. Проверка производится прозвонкой с помощью телефонных трубок или мегаомметра. На основании проверки производится раскраска жил в соответствии с раскраской принятой на данной установке.

    Технология "прозвонки" с помощью телефонных трубок заключается в следующем: один работник подсоединяет свою телефонную трубку к жиле кабеля и оболочке (заземленной части электропроводки), а другой поочередно к жилам кабеля со своей стороны, пока не дойдет до той жилы, к которой подключился первый работник. При этом устанавливается телефонная связь между работниками и они могут договориться о порядке проверки другой жилы. На проверенные жилы навешивают временные бирки с соответствующей маркировкой. Проверка жил "прозвонкой" будет успешной, если исключить возможность образования обходных цепей. Во избежание ошибок необходимо убедиться, что связь возможна только по одной жиле; для этого подсоединяют трубку к каждой из оставшихся жил и убеждаются, что связи по ним нет. Для "прозвонки" используют низкоомные телефонные трубки, а в качестве источника питания - батарейку от карманного фонаря.

    После предварительной прозвонки перед включением кабельной линии в работу производится фазировка ее под напряжением. Для этого с одного конца кабеля подается рабочее напряжение, а с другого конца производится проверка соответствия фаз измерениями напряжений между одноименными и разноименными фазами. Газировка производится вольтметрами (в сетях до 1кВ) или вольтметрами с трансформаторами напряжения, а также с помощью указателей напряжения типа УВН-80, УВНФ и др. (в сетях напряжением выше 1 кВ),

    Порядок проведения фазировки в линиях различного напряжения примерно одинаков. Так фазировка кабельной линии с помощью указателей напряжения выполняется в следующей последовательности (см. рис. 1). Проверяется исправность указателя напряжения, для чего щупом трубки без неоновой лампы касаются заземления, а щуп другой трубки подносят к жиле кабеля находящегося под напряжением, при этом неоновая лампа должна загореться. Затем щупами обеих трубок касаются одной жилы находящей под напряжением. Лампа индикатора при этом гореть не должна. После этого проверяется наличие напряжения на выводах электроустановки и кабеля (см. рис. 1в). Данную проверку производят для того, чтобы исключить ошибку при фазировке линии имеющей обрыв (например, из-за неисправности предохранителя). Процесс собственно фазировки состоит в том, что щупом одной трубки указателя касаются любого крайнего вывода установки, например фазы С, а щупом другой трубки - поочередно трех выводов со стороны фазируемой линии (см. рис. 1г). В двух случаях касания (С-А 1 и С-B 1) неоновая лампа загорается, в третьем (С-С 1) лапа гореть не будет, что укажет на одноименность фаз. Аналогично определяют другие одноименные фазы.

    Рис. 1. Последовательность операций при фазировке линии 10 кВ указателем напряжения типа УВНФ.

    а, б - проверка исправности указателя напряжения; в - проверка наличия напряжения на выводах; г - фазировка

    Измерение сопротивления изоляции.

    Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. Для силовых кабелей до 1 кВ сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей выше 1 кВ сопротивление изоляции не нормируется, но должно быть порядка десятка МОм и выше. Измерение следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением.

    Методика измерения сопротивления и приборы, используемые при этом, представлены .

    Перед началом измерения сопротивления изоляции на кабельной линии необходимо:

    1. Убедиться в отсутствии напряжения на линии.

    2. Заземлить испытуемую цепь на время подключения прибора.

    После окончания измерения, прежде чем отсоединять концы от прибора необходимо снять накопленный заряд путем наложения заземления.

    Разрядку кабеля необходимо производить при помощи специальной разрядной штанги сначала через ограничительное сопротивление, а затем накоротко. Короткие участки кабеля длиной до 100 м можно разряжать без ограничительного сопротивления.

    При измерении сопротивления изоляции кабельных линий большой длины, необходимо помнить, что они обладают значительной емкостью, поэтому показания мегаомметра следует отмечать только после окончания заряда кабеля.

    Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.

    Силовые кабели напряжением выше 1 кВ испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока.

    Величины испытательных напряжений и длительность приложения нормированного испытательного напряжения приведены в таблице 5.

    Таблица 5. Испытательные напряжения выпрямленного тока для силовых кабелей

    Тип кабеля

    Испытательные напряжения, кВ; для кабелей на рабочее напряжение, кВ

    Продолжительность испытания, мин

    Бумажная

    Резиновая марок ГТШ, КШЭ, КШВГ, КШВГЛ, КШБГД

    Пластмассовая

    Методика проведения испытания повышенным напряжением выпрямленного тока, а также установки и оборудование для испытания представлены испытаниях изоляции электрооборудования повышенным напряжением .

    При испытании напряжение должно плавно подниматься до испытательной величины и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Подъем испытательного напряжения для кабельных линий напряжением до 10 кВ осуществляется в течение 1 мин, а для кабельных линий 20-35 кВ - со скоростью не более 0,5 кВ/с.

    В случае, если контроль над испытательным напряжением осуществляется по вольтметру, включенному на первичной стороне повышающего трансформатора, то в результаты измерения может вноситься некоторая погрешность за счет падения напря жения в элементах испытательной схемы, в частности, в кенотронах.

    При испытаниях силовых кабельных линий повышенным выпрямленным напряжением оценка их состояния производится не только по абсолютному значению тока утечки, но и путем учета характера изменения тока утечки по времени, асимметрии токов утечки по фазам, характера сохранения и спада заряда и т.п. В эксплуатации принято, что кабельная линия может быть введена в работу, если токи утечки имеют стабильное значение, но не превосходят 300 мкА для линий с номинальным напряжением до 10 кВ. Для коротких кабельных линий (длиною до 100 м) без соединительных муфт допустимые токи утечки не должны превышать 2-3 мкА на 1кВ испытательного напряжения. Асимметрия токов утечки по фазам не должны превышать 8-10 при условии, что абсолютные значения токов не превышают допустимые.

    Для исправной изоляции силового кабеля ток утечки спадает в зависимости от длительности приложения испытательного напряжения, и тем больше, чем лучше каче ство изоляции. У силового кабеля с дефектной изоляцией ток утечки увеличивается во времени. При заметном нарастании тока утечки при испытании силового кабеля про должительность испытания увеличивается до 10-20 мин. При дальнейшем нарастании утечки, если оно не вызвано дефектами концевых разделок, испытание должно вестись до пробоя изоляции кабеля.

    При испытаниях напряжение от выпрямленной установки подводится к одной из жил испытуемого кабеля. Остальные жилы испытуемого кабеля, а также все жилы других параллельных кабелей данного присоединения должны быть надежно соединены между собой и заземлены. У трехжильных кабелей испытанию подвергается изоляция каждой жилы относительно оболочки и других заземленных жил. У однофазных кабелей и кабелей с отдельно освинцованными жилами испытывается изоляция жилы относительно металлической оболочки.

    Кабель считается выдержавшим испытания, если не произошло пробоя, не было скользящих разрядов и толчков тока утечки или его нарастания, после того как он дос тиг установившейся величины.

    После каждого испытания цепи кабельной линии ее необходимо разрядить по приведенной методике .

    Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

    Испытание повышенным напряжением промышленной частоты допускается

    производить для линий 110-220 кВ взамен испытания повышенным напряжением выпрямленного тока.

    Величины испытательного напряжения промышленной частоты приведены в табл. 6.

    Таблица 6. Величины испытательного напряжения промышленной частоты

    Методика испытания и установки для испытания изоляции повышенным напряжением промышленной частоты приведены испытаниях изоляции электрооборудования повышенным напряжением .

    Определение активного сопротивления жил.

    Производиться для линий напряжением 35 кВ и выше.

    Активное сопротивление жил кабельной линии постоянному току, приведенные к 1 мм сечения, 1 м длины и температуре + 20 С, должно быть не более 0,0179 Ом для медной жилы и не более 0,0294 Ом для алюминиевой жилы.

    Активное сопротивление жил кабелей постоянному току представлены в табл. табл. 7, 13.8.

    Методики измерения и необходимые приборы приведены .

    Таблица 7. Активное сопротивление жил кабелей постоянному току при температуре +20°С

    Сечение, мм

    Сопротивление, Ом/км

    Сечение, мм

    Сопротивление, Ом/км

    Примечание: в числителе указано для медной, а в знаменателе для алюминиевой жилы.

    Таблица 8. Активное сопротивление жил маслонаполненных кабелей постоянному току при температуре +20°С

    Сечение, мм

    Сопротивление, Ом/км*

    Сечение, мм

    Сопротивление, Ом/км*

    Низкого давления

    Высокого давления

    Низкого давления

    Высокого давления

    Определение электрической рабочей емкости жил.

    Производиться для линий 35 кВ и выше. Измеренная емкость, приведенная к удельным величинам, не должна отличаться от результатов заводских испытаний более чем на 5%.

    Измерение емкости кабельных линий производится методом амперметравольтметра или по мостовой схеме.

    Метод амперметра-вольтметра. позволяет с большой точностью определять емкости со значениями C≥0,1 мкФ, что соответствует параметрам кабелей. Схема измерения по данному методу представлена на рис. 2.

    По результатам измерения напряжения и тока емкость, мкФ, вычисляется по формуле

    где: I - емкостной ток, А; U - напряжение на кабеле, В; f - частота напряжения в сети, Гц.

    По данным измерения определяется удельная емкость кабеля, мкФ/км

    В том случае, когда измерение методом амперметра-вольтметра требует специального оборудования и приборов, желательно применение мостового метода.

    При измерении мостовым методом используются мосты переменного тока типа МД-16, P5026, P595 и др. Измерения производятся по перевернутой схеме (о порядке измерения следует руководствоваться указаниями). При выборе средств измерения следует учитывать, что удельные погонные емкости кабелей 35 кВ и выше составляют десятые доли мкФ/км, а пределы измерения емкости мостами переменного тока находятся в диапазонах:

    Мост Р5026 на напряжении 3-10 кВ - 10 ÷1 мкФ, на напряжении менее 100 В - 6,5·10 -4 ÷5·10 2 мкФ;

    мост МД-16 на напряжении 6-10 кВ – 0,3·10 -4 ÷0,4 мкФ, на напряжении 100 В - 0,3 · 10 -3 ÷100 мкФ;

    мост P595 на напряжении 3-10 кВ –3·10 -5 ÷1 мкФ, на напряжении менее 100 В – 3 · 10 -4 ÷10 2 мкФ.


    Рис. 2. Измерение емкости кабеля методом амперметра-вольтметра

    Измерение распределения тока по одножильным кабелям.

    Неравномерность в распределении токов на кабелях не долина быть более 10%. Измерения производятся переносными приборами или токоизмерительными клещами.

    Любой самый качественно изготовленный проводник, рассчитанный на повышенное напряжение, во время проведения монтажных работ может иметь технологические повреждения. Чтобы избежать аварийных ситуаций во время пуско-наладочных работ, когда будет подано повышенная нагрузка, необходимо убедиться в целостности кабельной линии. Во время эксплуатации происходят неизбежные процессы разрушения материала, из которого изготовлен проводник, поэтому он теряет свои изоляционные характеристики. Для обеспечения безопасной эксплуатации необходимо проводить периодические испытания кабеля повышенным напряжением. Далее мы расскажем, как именно проводят испытательные работы.

    Типичные повреждения кабелей

    Согласно статистическим данным наиболее частые повреждения являющимися причиной выхода из строя электрических кабелей являются:

    • Повреждение целостности защитной оболочки в результате неправильных технологических работ.
    • Разрушение изоляции по причине старения материала, из которого изготовлен кабель, из-за нарушения технологии испытаний.
    • Появление в защитном экране трещин и разрывов, которые нарушают изоляционные функции.

    Разновидности испытаний

    В соответствии с принятыми нормами и правилами испытаний электрооборудования необходимо убедится в соответствии заявленных характеристик кабеля, предъявляемым требованиям. Если будут выявлены какие-либо несоответствия, производить сдачи и тем более эксплуатировать такие линии категорически запрещено.

    Виды испытаний:

    • Нарушение изоляции проверяется определением значения ее сопротивления с помощью прибора, который называется мегомметр, подачей напряжения значением 2,5кВ. Если сопротивление изоляции окажется выше 500 кОм, то считается что это достаточно, для кабельных линий до 1000 В. Если напряжение более 1000 В, нормирования нет, но согласно ПТЭЭП (п.6.1. и таблица 37) и ПУЭ (п. 1.8.37 и таблица 1.8.34), значение не должно быть ниже 10 МОм. Более подробно о том, вы можете узнать из нашей статьи.
    • Выявить наличие повреждений можно, проведя испытания высоким напряжением. В этом методе наблюдают , а именно их асимметричность по фазам и характер. Такой способ более эффективный, потому что позволяет выявить повреждения изоляции, которые не были обнаружены с помощью мегомметра. Повышенная нагрузка производит пробой в проблемных местах. Для осуществления такого испытания на одну из жил кабеля подают напряжение, а оставшиеся жилы и оболочку заземляют.


    На рисунке выше приведена: а – электрическая схема для проверки изоляции; б – показана установка высоковольтная для проведения испытательных работ. На схеме:

    • 1 – это генератор (источник) повышенной нагрузки;
    • 2 – проверяемый на целостность проводник.

    Различный тип изоляции требует определенное время для установления пробоя. Так, например, испытания кабельной линии на повышенное напряжение 2000-35000 В требуется 5 или 10 минут времени подачи постоянной нагрузки для каждой жилы. Если испытания предназначены для кабельной магистрали рассчитанной на 110000-500000 В, напряжение подается на кабель в течении 15 минут. Во время испытания, асимметрия тока, распределяемого по фазам, не должна превышать 50%.

    В случае эксплуатации кабеля параллельно с другим, обязательно выполняют его фазировку. Достигается это методом подачи рабочего напряжения на один из концов кабеля и на другом конце измеряют напряжение.

    • Высоковольтная линия, имеющая маслонаполненную изоляцию, которая обычно используется в магистралях, где передается нагрузка 110-500 кВ, проходит испытание наполняющего ее масла или иной жидкости на соответствие заявленным характеристикам.
    • Линия высокого напряжения кабельной связи проверяется на защиту против коррозии:
      1. Когда кабель имеет оболочку металла, а изделия применяют для прокладки в грунте, удельное его сопротивление не превышает значение 20 Ом/м.
      2. Когда проводник имеет оболочку металла, а изделия применяют для прокладки в грунте, удельное его сопротивление меньше 20 Ом/м.
      3. Когда оболочка бронированная и ее необходимо проверить на наличие повреждений, а также разрушение защитных покровов.
      4. Когда кабель предназначен в зоне высокого давления стальных трубопроводов, а грунт имеет различную степень агрессивности. Высоковольтная линия кабельной связи подвергается замерам значений потенциалов и токов, блуждающих в оболочке.
    • Выполняется проверка линии высокого напряжения кабельной связи на целостность токопроводящих жил, а также фазировку посредством прибора омметра. Для чего определяют одну жилу и относительно ее продолжают проводить, поочередно, замеры сопротивлений замкнутых цепей всех жил. В качестве эталонной жилы может быть использован заведомо неповрежденный проводник.


    где: 1 – прибор омметр; 2 – проверяемое изделие.

    • Высоковольтная линия, предназначенная для эксплуатации на повышенное напряжение 20000 В и больше, необходимо установить значение сопротивления каждой отдельно взятой жилы проверяемого кабеля.
    • Проверка на распределение тока по жилам. Значение неравномерности по жилам не должно превышать более 10%.
    • Линия высокого напряжения кабельной связи (от 110000 В до 500000 В), имеющая маслонаполненную изоляцию, подвергается определению содержания газов нерастворимых. Для таких магистралей их значение не должно превышать 0,1%.
    • Кабельная линия, где присутствует повышенное напряжение 20 кВ и выше, подвергается определению значения электрической емкости. Как правило, в таких случаях используется две методики: с помощью вольтамперметра, с применением способа определения с помощью схемы мостовой.


    1 – источник нагрузки; 2 – проверяемое изделие.

    • Высоковольтную линию (от 110000 В до 500000 В), имеющую маслонаполненную изоляцию, необходимо проверить на содержания газов не только нерастворимых, но и растворимых. Для этого используется хроматографический способ определения таких веществ.
    • Также выполняются испытания сопротивления устройств заземления, муфт концевых и кабельных заделок, металлических конструкций, из которых состоят колодцы кабельные, а также пунктов подпитки.
    • Линии высокого напряжения кабельной связи (110000 В), оболочки которых изготовлены из пластмасс, проходят испытание в течение 1 мин подачей повышенного выпрямленного напряжения.

    Что еще важно знать?

    После проведения испытательных работ результат вносится в протокол, такой, как на образце:

    Что касается сроков проведения испытаний, они следующие:


    Ну и немаловажно сказать о том, что для проведения работ чаще всего используют такие приборы, как ИВК-5, АИД-70 и АИИ-70!

    ← Вернуться

    ×
    Вступай в сообщество «export40.ru»!
    ВКонтакте:
    Я уже подписан на сообщество «export40.ru»