13.6. Профилактические испытания
В эксплуатации кабельные лин-ии подвергаются профилактическим испытаниям. Основным является испытание повышенным напряжением постоянного тока. Испытание кабелей переменным током требует применения мощных испытательных установок, так как кабели обладают большой зарядной мощностью. Испытание трехфазных кабелей повышенным выпрямленным напряжением от стационарных (установленных в РУ) или передвижных установок производится по схеме рис. 13.4. Для испытаний кабельная линия отключается и заземляется. Затем с одной из фаз снимается заземление. Испытательное напряжение подается поочередно на каждую жилу кабеля при заземлении двух других жил. Испытательные напряжения для кабелей с бумажной изоляцией следующие:
Номинальное напряжение кабеля, кВ........ 6 10 20 35 ПО 220
Испытательное напряжение, кВ 36—45 60 100 175 250 500
Продолжительность испытания каждой жилы кабеля 2—35 кВ 5 мин, жилы кабеля 110—220 кВ —20 мин.
Состояние изоляции кабеля оценивается током утечки и его асимметрией по фазам. При удовлетворительном состоянии изоляции ток утечки в момент подъема напряжения на каждой ступени резко возрастает за счет заряда емкости кабеля, а затем быстро спадает: у кабелей 6—10 кВ —
до 500 мкА, у кабелей 20—35 кВ —до 800 мкА. При наличии дефектов ток утечки спадает медленно и даже может возрасти. Запись значения тока утечки производится на последней минуте испытаний.
Асимметрия, т. е. разница токов утечки по фазам, у кабелей с неповрежденной изоляцией не должна превышать
Рис. 13.4. Схема испытания кабеля:
/ — выпрямительная установка повышенного напряжения; 2 — испытуемый кабель
Рис. 13.5. Схема испытания изоляции сети выпрямленным повышенным напряжением под нагрузкой:
/ — трансформатор, питающий секцию; 2 — емкость сети; 3 — трансформатор с. н ; 4 — кабели сети, несущие нагрузку; 5 — кенотронная испытательная установка
50 %. Изоляция дефектных кабелей обычно пробивается при подъеме напряжения, испытательная установка в этот момент автоматически отключается.
Применяетстя метод испытания кабельных линий б кВ под нагрузкой. Сущность метода состоит в том, что испытательная установка присоединяется к нулевой точке обмоток трансформатора собственных нужд (рис. 13.5) и выпрямленное испытательное напряжение в пределах 20— 24 кВ накладывается на фазное рабочее напряжение. Испытуемый участок сети выдерживается под повышенным напряжением 3—5 мин. Достоинство метода — возможность проведения испытаний без поочередного отключения линии. Однако испытание изоляции под нагрузкой не допускается при наличии в сети вращающихся машин (генераторов,
синхронных компенсаторов, двигателей); кабельных линий, питающих ответственных потребителей, при отсутствии автоматического резерва питания и в других случаях. Профилактические испытания кабельных линий городских сетей 3—35 кВ проводятся не реже 1 раза в год, мас-лонаполненных кабельных линий ПО кВ и выше—1 раз в 3 года.
13.7. Определение мест повреждений
Прежде всего устанавливается характер повреждения. Для этого мегаомметром 2500 В измеряется сопротивление изоляции токоведущих жил кабеля относительно земли и между каждой парой жил. Проверяется отсутствие обрыва
Рис. 13.6. Схема определения места повреждения петлевым методом:
/ — жилы кабеля, 2 — перемычка между жилами с поврежденной и исправной изоляцией, ft и ft - регулируемые резисторы моста
жил. После этого устанавливается зона, в границах которой имеется повреждение, а затем уже непосредственно на трассе кабельной линии отыскивается место повреждения.
Определение зоны повреждения производится следующими методами: петлевым, импульсным и методом колебательного разряда. Точное выявление места повреждения производится абсолютным индукционным и акустическим методами.
Петлевой метод используется в случае повреждения изоляции одной или двух жил относительно оболочки при отсутствии обрыва жил. Для измерений применяется чувствительный мост (например, Р-333) по схеме рис. 13.6. При равновесии моста расстояние до места повреждения находится по формуле
lx = 2LR1/(R1 + R2),
где L — полная длина кабельной линии; R\ — сопротивление резистора, подключенного к поврежденной жиле; R2 — сопротивление резистора, подключенного к жиле с исправной изоляцией.
Импульсный метод основан на измерении интервала времени между моментом посылки импульса электромагнитной волны в поврежденную линию и моментом возвращения отраженного импульса от места повреждения к месту подключения прибора. На этом принципе работают приборы ИКЛ-4, ИКЛ-5, Р5-5, Р5-8 и др. Применение приборов такое же, как для отыскания мест повреждений на воздушных линиях (см. § 12.11).
Метод колебательного разряда основан на том, что при пробое кабеля в поврежденном месте возникает разряд, период колебания которого Т пропорционален расстоянию до места повреждения: /х = 40 Т.
Период колебания измеряется электронным микросекундомером ЭМКС-58М. Прибор присоединяется через емкостный делитель к кабелю на время испытания его повышенным напряжением от выпрямительной установки. Если при подъеме напряжения до испытательного произойдет пробой изоляции, прибор определит расстояние до места повреждения и автоматически отключится.
Индукционный метод получил широкое распространение при отыскании мест замыканий между жилами. При измерении по двум замкнутым между собой жилами кабеля проходит ток 10—20 А звуковой частоты (800—1000 Гц) от специального генератора (например, ОП-2). Вокруг кабеля до места замыкания возникают электромагнитные колебания, распространяющиеся и над поверхностью земли. По трассе кабеля проходит оператор с приемной рамкой, усилителем и телефоном и прослушивает звучание наведенных электромагнитных волн. При приближении к месту повреждения звучание сначала усиливается, а затем на расстоянии 0,5—1 м за местом повреждения прекращается (рис. 13.7).
Акустический метод аналогичен индукционному. Разница в том, что на жилы кабеля подаются импульсы от кенотронной установки. Эти импульсы формируются с помощью подключенных к кенотрону конденсатора и разрядника. Посылаемый через 1—3 с в кабель импульс сопровождается в месте пробоя искровым рязрядом, звук которого хорошо прослушивается над поверхностью земли с помощью телефона, подключенного через пьезоэлемент с усилителем.
Для проведения испытаний указанными методами кабельные лаборатории укомплектовываются всем необходимым оборудованием и приборами.
Рис 13 7 Схема определения места повреждения индукционным методом:
/ — генератор звуковой частоты 800—1000 Гц; 2 — место КЗ; 3 — приемная рамка; 4 — усилитель, 5 — телефонные трубки, 6 — изменение электромагнитных колебаний вдоль трассы