Кабельні лінії – причини пошкоджень

Види недоліків кабелю

У процесі активної експлуатації виявляються недоліки кабелів, які визначити при профілактичних випробуваннях з використанням високої напруги постійного струму неможливо. Тому варто трохи роз'яснити цю тему для більш повного розуміння можливих ситуацій.

Недоліками кабелю, які мають прямий вплив на його надійність та стійкість, можуть бути: осушення ізоляційного шару через переміщення кабелю або при стіканні просочувального складу; причиною також може бути електричне старіння ізоляції або її висихання під час роботи у складних теплових режимах, що у свою чергу часто пов'язане з подальшою кристалізацією (розкладом) просочувального складу кабелю та багато інших причин.

Варто зазначити, що не тільки електричне старіння ізоляції не завжди можливо виявити під час проведення профілактичних випробувальних заходів. Наприклад, не вдасться визначити ушкодження в кабельній оболонці, якщо при цьому ізоляція не відволожилася. Під час проведення випробувальних заходів місцеві дефекти і ушкодження виявляються лише у разі, коли товщина непошкодженої ділянки ізоляційного шару вбирається у 15-20 відсотків від її повної товщини. Часто під час аварії кабель отримує вторинне ушкодження. Це може бути деформація під впливом внутрішнього тиску, поглинання вологи через місце ушкодження, випал дугою тощо.

Для силового кабелю оболонка є одним із найважливіших елементів його конструкції. Ізоляційний шар кабелю може характеризуватись високими властивостями, як діелектрик, лише в тому випадку, якщо відсутня будь-яка можливість попадання під захисний шар повітря або вологи. Герметичний покрив для кабелю є свинцева або алюмінієва оболонка. При цьому допустима величина механічного навантаження для свинцю може становити 0,8 кг/мм2. А ось алюміній, на відміну від свинцю, має вібростійкість. При цьому свинцева оболонка витримує дію ґрунтової корозії набагато краще.

Кабельні лінії, незаводські дефекти - види, причини

Причини незаводських дефектів силового кабелю можуть бути такі:
- пошкодження механічного типу, які могли бути нанесені під час прокладання кабелю, при повторних розкопках (наприклад, під час будівельних робіт там, де пролягають кабельні траси);
- спіралеподібні спучини, або тріщини – такий дефект виникає, як результат досить тривалого впливу періодів нагріву та охолодження, а також значних перевантажень кабелю вище за допустимі норми;
- під дією вібрації чи струсу руйнуються міжкристалічні структури свинцевої оболонки;
- руйнівна дія корозії (хімічної, ґрунтової), які містяться в ґрунті;
- блукаючі струми також діють руйнівно на оболонку кабелю.

Встановлення місцевих пошкоджень кабелю

Місцеві пошкодження встановлюються легко, так як це дуже добре видно на вигляд. Адже при цьому йде пошкодження джутового обплетення, а також сталевої броні. У таких випадках також відбувається подальше пошкодження ізоляції кабелю.

Варто зазначити, що пошкодження механічного типу – це локальне пошкодження та після усунення пошкодженої ділянки та вставки нової ділянки кабелю, лінія може продовжувати повноцінну роботу.

Встановлення міжкристалічного руйнування свинцевої оболонки.

Міжкристалічна руйнація в даному випадку - це процес рекристалізації свинцю, подальше їх зростання, що в подальшому призводить до втрати зв'язку між кристалами. Якщо прослідкувати цей процес, то на початковій стадії на оболонці з'являється сітка з дуже дрібних тріщин. Тріщини збільшуються, що призводить до розтріскування оболонки. З неї починають випадати групи кристалів і навіть шматки. При цьому обширність руйнування залежить від того, наскільки фактор, що руйнує, впливає на оболонку, викликаючи вібрацію або струс. Дуже часто це ділянка, де самі дроти повітряної лінії утворюють струси - тобто вертикальна ділянка при переході кабельної лінії в повітряну. В інших випадках це ділянка кабелю, де є його приєднання до машин обертального типу – у цій зоні створюється вібрація. Також це пошкодження характерне для переходів кабельних ліній під залізницями або автотрасами, мостами, які постійно вібрують через транспорт, що проходить ними.

При проведенні експертизи, якщо в продукті корозії виявляється перекис свинцю, стає зрозумілим, що це пошкодження має електричне походження, а саме через блукаючи струми. Продукти корозії мають характерний коричневий колір (осад бурого кольору). За наявності корозії хімічного типу колір продукту корозії білий, як правило. Іноді з відтінком блідо-рожевого або блідо-жовтого кольору.

Один з видів пошкодження кабелю виникає при його багаторазових згинах, де є необхідність постійно розмотувати і змотувати, це також протягування в трубах, наприклад. В результаті утворюються місця, де алюмінієва оболонка тріскається по довжині або підрізається бронелентою зі сталі.

Варто звертати особливу увагу на висихання ізоляції, на випадання каніфолі та процес розкладання в просочувальному матеріалі при встановленні кабельних муфт.

Одним із найслабших місць в ізоляції є наявність повітряних включень. Тому що саме в таких місцях розвиваються іонізаційні процеси та часткові розряди. Чим більше таких місць, тим небезпечніше для цілісності кабелю. Щоб запобігти розвитку таких ситуацій, існує суворий регламент на збіги паперових стрічок. Тобто чим їх більше, тим менш ізоляційний шар стає стійким до всіляких вигинів. У місцях, де паперові стрічки розташовані над співпадаючими зазорами нижче стрічок утворюються складки поздовжнього типу. Як наслідок нагрівання або охолодження кабелю, такі складки перетворюються на тріщини. Що також дуже небезпечно.

При температурі вище 135-140 градусів досить швидко в паперовій ізоляції розвиваються процеси старіння паперової просоченої основи ізоляційного шару, що проявляється руйнуванням волокон целюлози. Часто така ситуація розвивається через перебіг струмів короткого замикання, що супроводжується високими температурами. Такими ж небезпечними є і аварійні навантаження кабельних ліній, при яких нагрівання токонесучих жил та ізоляційного шару перевищує допустимі норми за тривалістю. Якщо такий кабель розкрити після виявлення пробою (аварійного або профілактичного), звертайте увагу на стан фазної ізоляції та паперових стрічок, які примикають до жил.

При порушенні основних норм прокладання кабелю в землі можуть виникати небезпечні локальні перегріви кабелю. Наприклад, такий розвиток ситуації зустрічається при примиканні кабелів один до одного, або у разі виконання у землі про «запасів» з кілець, що заборонено правилами. Внаслідок описаних порушень прокладки кабель може нагріватися на деяких ділянках до температури понад 100 градусів.

Зазначимо, що розрахункові електричні градієнти в кабелі на напругу 20-35 кВ вище приблизно вдвічі, ніж у кабелі на напругу 6 кВ. Саме через це на вертикальних ділянках вже при незначному ступені осушення починається іонізація повітряних включень, що веде до часткових розрядів. Як правило, такі проблеми потребують заміни вертикальних кабельних ділянок. Необхідність заміни визначається шляхом розсічення, розбирання та огляду ділянки кабелю.

Електричне старіння у запущеному варіанті проявляється наявністю гіллястих «пагонів» чорного кольору на паперовій стрічці.

Кабельні лінії. Дефекти струмопровідних жил

Варто звертати увагу на такі дефекти струмонесучих жил, як:

• їх неправильна кругла або секторна форма. Наприклад, кути секторів відрізняються за гостротою один від одного;
• окремі протягування випирають або западають, жила має пилкоподібну форму;
• часто на струмонесучих жилах виникають задирки.

В результаті таких дефектів йде процес викривлення електричного поля, місцево підвищується напруга, що особливо небезпечно для кабелів на напругу від 10 кВ і вище. Струмонесучі жили з дроту або задирки є небезпечними при ситуаціях, коли йде згинання кабелю або його теплова деформація, при цьому паперова ізоляція просто змінюється, розрізається або продавлюється. Такі дефекти кабелю є небезпечними та неприпустимими.

Є й грубіші кабельні дефекти жил. Одним з таких прикладів є перетин окремих дротів. В результаті жила викривляється, а в ізоляційному шарі з'являються глибокі складки. Такий кабель прокладати заборонено.
Варто з особливою уважністю ставитися до перерахованих вище та інших кабельних пошкоджень. Тому що в основі цього лежить безпека людей, а також довговічність роботи кабельних ліній.

Автор: МЕГА КАБЕЛЬ