Кабельные линии – причины повреждений

Виды недостатков кабеля

В процессе активной эксплуатации выявляются недостатки кабелей, которые определить при профилактических испытаниях с использованием высокого напряжения постоянного тока просто невозможно. Поэтому, стоит немного разъяснить данную тему, для более полного понимания возможных ситуаций.

Недостатками кабеля, которые оказывают прямое влияние на его надежность и стойкость, могут быть: осушение изоляционного слоя из-за перемещения кабеля либо при стекании пропиточного состава; причиной также может быть электрическое старение изоляции или её высыхание при работе в сложных тепловых режимах, что в свою очередь часто связано с последующей кристаллизацией (разложением) пропиточного состава кабеля и многие другие причины.

Стоит отметить, что не только электрическое старение изоляции не всегда возможно выявить при проведении профилактических испытательных мероприятиях. К примеру, не получится определить повреждение в кабельной оболочке, если при этом изоляция не отсырела. При проведении испытательных мероприятий местные дефекты и повреждения выявляются только в случае, когда толщина неповрежденного участка изоляционного слоя не превышает 15-20 процентов от её полной толщины. Часто в момент аварии кабель получает вторичное повреждение. Это может быть деформация под воздействием внутреннего давления, поглощение влаги через место повреждения, обжиг дугой и так далее.

Для силового кабеля оболочка является одним из самых важных элементов его конструкции.  Изоляционный слой кабеля может характеризоваться высокими свойствами, как диэлектрик, только в том случае, если отсутствует какая-либо возможность попадания под защитный слой воздуха или влаги. Герметичный покровом для кабеля является свинцовая либо алюминиевая оболочка. При этом, допустимая величина механической нагрузки для свинца может составлять 0,8 кг/мм2. А вот алюминий, в отличие от свинца, обладает вибростойкостью. При этом свинцовая оболочка выдерживает действие грунтовой коррозии намного лучше.

Кабельные линии, незаводские дефекты - виды, причины

Причины незаводских дефектов силового кабеля могут быть следующие:
- повреждения механического типа, которые могли быть нанесены при прокладке кабеля, при повторных его раскопках (к примеру, во время строительных работ там, где пролегают кабельные трассы);
- спиралеподобные вспучины, либо трещины – такой дефект возникает, как результат довольно длительного воздействия периодов нагрева и охлаждения, а также значительных перегрузок кабеля выше допустимых норм;
- под действием вибрации или сотрясения разрушаются межкристаллические структуры свинцовой оболочки;
- разрушающее действие коррозии (химической, грунтовой), которые содержатся в почве;
- блуждающие тока также действую разрушающе на оболочку кабеля.

Установка местных повреждений кабеля

Местные повреждения устанавливаются легко, так как это очень хорошо видно по внешнему виду. Ведь при этом идет повреждение джутовой оплетки, а также стальной брони. В таких случаях также идет и дальнейшее повреждение изоляции кабеля.

Стоит отметить, что повреждение механического типа – это локальное повреждение и послу устранения поврежденного участка и вставки нового участка кабеля, линия может продолжать полноценную работу.

Установка межкристаллического разрушения свинцовой оболочки.

Межкристаллическое разрушение в данном случае – это процесс рекристаллизации свинца, дальнейший их рост, что в последующем приводит к потере связи между кристаллами. Если проследить это процесс, то на начальной стадии на оболочке появляется сетка из очень мелких трещин. Трещины увеличиваются, что приводит к растрескиванию оболочки. Из неё начинают выпадать группы кристаллов и даже куски. При этом обширность разрушения зависит от того, насколько разрушающий фактор влияет на оболочку, вызывая вибрацию или сотрясение. Очень часто это участок, где сами провода воздушной линии образуют сотрясения – то есть вертикальный участок при переходе кабельной линии в воздушную. В других случаях это участок кабеля, где есть его присоединение к машинам вращательного типа – в данной зоне создается вибрация. Также это повреждение характерно для переходов кабельных линий под железными дорогами или автотрассами, по мостам, которые постоянно вибрируют из-за проходящего по ним транспорта.

При проведении экспертизы, если в продукте коррозии обнаруживается перекись свинца, становится понятным, что это повреждение имеет электрическое происхождение, а именно – из-за блуждающих токов. Продукты коррозии имеют характерный коричневый цвет (осадок бурого цвета). При наличии коррозии химического типа, цвет продукта коррозии белый, как правило. Иногда, с оттенком бледно-розового или бледно-желтого цвета.

Один из видов повреждения кабеля возникает при его многократных изгибах, где есть необходимость постоянно разматывать и сматывать, это также и протяжка в трубах, к примеру. В результате образуются места, где алюминиевая оболочка трескается по длине, либо подрезается бронелентой из стали.  

Стоит обращать особое внимание на высыхание изоляции, на выпадение канифоли и  процесс разложения в пропиточном материале  при установке кабельных муфт.

Одним из самых слабых мест в изоляции является наличие воздушных включений. Так как именно в таких местах развиваются ионизационные процессы и частичные разряды. Чем больше таких мест, тем это опаснее для целостности кабеля. Чтобы предупредить развитие подобных ситуаций, существует строгий регламент на совпадения бумажных лент. То есть, чем их больше, тем менее изоляционный слой становится стойким к всевозможным изгибам. В местах, где бумажные ленты расположены над совпадающими зазорами нижележащих лент образуются складки продольного типа. Как следствие нагрева или охлаждения кабеля, такие складки преобразуются в трещины. Что также очень опасно.

При температуре выше 135-140 градусов, довольно быстро в бумажной изоляции развиваются процессы старения бумажной пропитанной основы изоляционного слоя, что проявляется разрушением волокон целлюлозы. Часто такая ситуация развивается из-за протекания токов короткого замыкания, что сопровождается высокими температурами. Такими же опасными являются и аварийные перегрузки кабельных линий, при которых нагрев токонесущих жил и изоляционного слоя превышает допустимые нормы по длительности. Если такой кабель вскрыть после обнаружения пробоя (аварийного или профилактического), обращайте внимание на состояние фазной изоляции и лент бумажных, которые примыкают к жилам.

При нарушении основных норм прокладки кабеля в земле, могут возникать опасные локальные перегревы кабеля. К примеру, такое развитие ситуации встречается при примыкания кабелей один к другому, либо в случае выполнения в земле так называемых «запасов» из колец, что запрещено правилами. В результате описанных нарушений прокладки кабель может нагреваться на некоторых участках до температуры более 100 градусов.
Отметим, что расчетные электрические градиенты в кабеле на напряжение 20-35 кВ выше приблизительно в два раза, чем в кабеле на напряжение в 6 кВ. Именно из-за этого на вертикальных участках уже при незначительной степени осушения начинается ионизация воздушных включения, что ведет к частичным разрядам. Как правило, такие проблемы требуют замены вертикальных кабельных участков. Необходимость замены определяется путем рассечения, разборки и осмотра участка кабеля.

Электрическое старение в запущенном варианте проявляется наличием ветвистых «побегов» черного цвета на бумажной ленте.

Кабельные линии. Дефекты токопроводящих жил

Стоит обращать внимание на такие дефекты токонесущих жил, как:

• их неправильная круглая или секторная форма. К примеру, углы секторов отличаются по остроте один от другого;
• отдельные проволакивания выпирают или западают, жила имеет пилообразную форму;
• часто на токонесущих жилах возникают заусенцы.
  

В результате таких дефектов, идет процесс искривления электрического поля, местно повышается напряжение, что особо опасно для кабелей на напряжение от 10 кВ и выше. Токонесущие жилы с проволакиваниями или заусенцами являются опасными при ситуациях, когда идет изгибание кабеля либо его тепловая деформация, при этом бумажная изоляция просто сминается, разрезается или продавливается. Такие дефекты кабеля являются опасными и недопустимыми.

Есть и более грубые кабельные дефекты жил. Одним из таких примеров является пересечение отдельных проволакиваний. В результате, жила искривляется, а в изоляционном слое появляются глубокие складки. Такой кабель прокладывать запрещено.
Стоит  с особой внимательностью относиться к вышеперечисленным и другим кабельным повреждениям. Так как в основе этого лежит безопасность  людей, а также долговечность работы кабельных линий.

Автор: МЕГА КАБЕЛЬ