Конструкции и методы диагностики кабельных линий Кабели

Конструкции и методы диагностики кабельных линий

Кабели с бумажномасляной изоляцией

Кабели средних классов напряжения

Кабель среднего давления

Кабель высокого давления

Современные кабели с вязкой пропиткой АСШв-6 1. Токопроводящая жила. 2. Фазная изоляция. 3. Заполнение. 4. Поясная изоляция. 5. Экран. 6. Свинцовая оболочка. 7. Подслой. 8. ПВХ шланг. АСБ-6 1. Токопроводящая жила. 2. Фазная изоляция. 3. Заполнение. 4. Поясная изоляция. 5. Экран. 6. Свинцовая оболочка. 7. Подушка. 8. Броня. 9. Наружный покров. АОСБ-35 1. Токопроводящая жила. 2. Экран. 3. Фазная изоляция. 4. Экран. 5. Свинцовые оболочки. 6. Защитный слой. 7. Заполнение. 8. Подушка. 9. Броня. 10. Наружный покров.

Конструкция концевых муфт а — с конусным фарфоровым изолятором; б — с цилиндрическим фарфоровым изолятором; 1 — токовывод; 2 — фарфоровый изолятор; 3 — изоляция (подмотка) муфты; 4 — изоляция кабеля; 5 — внутренний экран; 6 — корпус муфты (опорная плита с хвостовиком)

Конструкция соединительных муфт 1 — оболочка кабеля; 2 — раструб; 3 — корпус муфты; 4 — заглушка; 5— изоляция кабеля; 6 - (подмотка) муфты; 7 — экран; 8 — пластина заземления; 9 — опорная трубка; 10 —. жила кабеля; 11 — соединительная гильза; 12 — масло

Достоинства кабелей с СПЭ n n n Повышенная пропускная способность – 20… 60%; низкий вес – 20… 100%; меньший диаметр и радиус изгиба в 2. . 3 раза; СПЭ изоляция обладает малой плотностью, малыми значениями относительной диэлектрической проницаемости ε = 2, 5 и коэффициента диэлектрических потерь K =ε. tgδ, который остается практически постоянным, где tgδ = 0, 001 — тангенс угла диэлектрических потерь; возможность прокладки на сложных трассах;

Достоинства кабелей с СПЭ n отсутствием опасности загрязнения окружающей среды из-за отсутствия масла, а также свинцовой оболочки; n высокая устойчивость к влаге, при этом отпадет необходимость в металлической оболочке; n при коротком замыкании обеспечивается больший ток термической устойчивости; n низкая удельная повреждаемость кабеля (на 1 -2 порядка ниже).

Недостатки кабелей с СПЭ n требуют более аккуратной прокладки; n проблемы заземления; n менее стойки к механическим повреждениям; n старение в электрическом поле; n высокая стоимость; n зависимость от иностранных поставщиков; n проблемы в сетях с изолированной нейтралью.

Термохимическое старение

Конструкция кабелей СН

Водный триинг

Водный триинг, переходящий в электрический

Конструкция соединительных муфт СН

Конструкция кабелей ВН

Механизм зарождения дендритов

Развитие дендритов в изоляции

Функция распределения ресурса кабеля

ФР ресурса кабеля

Конструкции соединительных муфт ВН

Конструкции соединительных муфт ВН фирмы Pfisterer

Конструкции соединительных муфт ВН фирмы Аркасил

Конструкции концевых муфт ВН

Конструкции концевых муфт ВН фирмы Pfisterer

Кабельные муфты Sudkabel

Кабельные муфты фирмы Аркасил

Приемо-сдаточные испытания кабельных линий Содержан ие испытаний Средние(1 -36 к. В) Напряжения Высокие (36 -170 к. В) Ультравысокие (170 -500 к. В) МЭК 60502 -2(4) МЭК 60840 МЭК 62067 Плавный подъем напряжения до уровня 2 Uо, напряжения до уровня выдержка в течение 10 с и 1, 7 Uо, выдержка в течение Измерение медленное снижение до 10 с и медленное снижение уровня 1, 73 Uо. Уровень до уровня 1, 5 Uо. Уровень частичных разрядов не разрядов должен превышать установленную чувствительность, равную 5 п. Кл. Нагрев жилы до температуры, Измерение превышающей температуры, превышающей тангенса максимально допустимую превышающей максимально допустимую угла температуру в нормальном допустимую температуру в нормальном диэлектри режиме на 5 -10°С. нормальном режиме на 5 -10°С. Значение ческих tgб не должно быть более Значение tgб не должно 10°С. Значение tgб не потерь tgб быть более 0, 4%. должно быть более 0, 1%.

ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПО ГОСТ 55025 -2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОТ 6 ДО 35 к. В ВКЛЮЧИТЕЛЬНО» 10. 6 Кабели после прокладки и монтажа арматуры рекомендуется испытывать переменным напряжением 2 Uo номинальной частотой 50 Гц в течение 60 мин или переменным напряжением Uo номинальной частотой 50 Гц в течение 24 ч, или переменным напряжением 3 Uo номинальной частотой 0, 1 Гц в течение 60 мин. Допускается испытание кабелей с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката постоянным напряжением 4 Uо в течение 15 мин. Наружная оболочка кабелей, проложенных в земле, должна быть испытана постоянным напряжением 10 к. В в течение 1 мин. Испытательное напряжение должно быть приложено между металлическим экраном или броней и заземлителем.

Приемо-сдаточные испытания кабельных линий по СТО 56947007 - 29. 060. 20. 071 -2011 «Силовые кабельные линии напряжением 110 -500 к. В. Условия создания. Нормы и требования» 7. 3 Оболочка кабелей должна выдержать испытание напряжением 10 к. В постоянного тока в течение 1 минуты, приложенное между металлическим экраном кабеля и заземлителем. Оболочка кабеля считается выдержавшей испытание, если во время испытаний не произошло пробоя и не было толчков тока утечки и его нарастания после установки значения испытательного напряжения. При заметном нарастании тока утечки или появлении толчков тока продолжительность испытания следует увеличить от 2 до 3 минут, и, если при этом не происходит пробоя оболочки, кабель может быть включен в работу. Через 6 месяцев с момента включения в работу кабеля должны быть проведены повторные испытания оболочки.

Приемо-сдаточные испытания кабельных линий по проекту СТО 56947007 - «Кабельные линии напряжением 110 -500 к. В. Методы и программы испытаний» Длительнос Испытатель Длительнос Рабочее Переменное Цель и объекты ть приложения ное напряжение ть приложения напряжение линии испытательное испытания испыт. напряж. выпрямленного выпрям. испыт. (к. В) напряжение (к. В) (мин) тока (к. В) напряжения (мин) 1. Кабельные линии и кабельные перемычки в РП и ТП из одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена вновь проложенные и после ремонта. 160 220 318 330 420 400 440 500 2. Пластмассовые оболочки (шланга) кабелей из сшитого полиэтилена вновь проложенные, после ремонта и периодические. 110 580 От 110 и выше 30 (20 после ремонта) 60 (40 после ремонта) 10 1

Приемо-сдаточные испытания кабельных линий по ГОСТ Р МЭК 60840 - 2011 КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ЭКСТРУДИРОВАННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ И АРМАТУРА К НИМ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СВЫШЕ 30 к. В (Um = 36 к. В) ДО 150 к. В (Um = 170 к. В) Методы испытаний и требования к ним Измерен Испытание Значение U 0 Испытание Максималь ие циклами Испытатель для грозовым Испытание Номиналь ное частичн Измерен нагрева ное определения импульсн напряжени ное ие напряжение ых под ем после испытательн напряжение ым напряжени для разрядов tgdпо 12. напряжени ого по 9. 3 и 12. 3. напряжени прокладки по 9. 2 и 3. 5 U 0 ем е U оборудован напряжения 7 2, 5 U 0 ем по 15. 2 ия Uт 12. 3. 41, 5 по 12. 3. 6 2 U 0 по 12. 3. 7 U 0 От 45 до 52, 0 26 65 39 26 52 250 52 47 От 60 до 72, 5 36 90 54 36 72 325 72 69 От 110 до 123, 0 64 160 96 64 128 550 128 115 От 132 до 145, 0 76 190 114 76 152 650 132 138 От 150 до 170, 0 87 218 131 87 174 750 150

Источник испытательного напряжения для приёмочных испытаний кабеля напряжением 400 к. В, (4, 9 мк. Ф, 22 км) разработки фирмы High Volt

Установка фирмы seba. KMT для испытаний напряжением VLF кабелей 60 к. В

Установка для испытаний напряжением DAC фирмы Double_Lemke Gmb. H: 1 – персональный компьютер; 2 – управление испытательным напряжением; 3 – измерительная аппаратура; 4 – генератор напряжения 30 к. В

SHIRLA прибор для определения мест повреждений оболочки Универсальная система для испытаний кабеля и кабельной оболочки, а так же поиска мест повреждений кабелей , в том числе однофазных замыканиях на землю. Напряжение до 10 к. В. Встроенный аккумулятор. Вывод отчетов через интерфейс USB 2. 0 Производитель BAUR (Австрия) Гарантия 1 год 580000 руб.

Приборы фирмы Inter. Eng Messtechnik Gmb. H

Прибор ПКО-5 ПО «Индикатор»

Современные методы диагностики кабельных линий n Измерение сопротивления изоляции n Измерение емкости кабелей n Измерение адсорбционных процессов n Измерение частичных разрядов n Испытания и измерения на напряжении сверхнизкой частоты

Что дают абсорбционные методы? 1. Традиционные испытания изоляции повышенным выпрямленным напряжением сами по себе могут привести к ухудшению состояния изоляции и появлению новых слабых мест в изоляции кабеля. Дефекты, обусловленные старением изоляции в результате длительного воздействия на изоляцию эксплуатационных факторов, выявляются малоэффективно. 2. Для своевременной диагностики и повышения эксплуатационной надежности изоляции наиболее предпочтительно - щадящие и неразрушающие методы испытания и диагностики КЛ + под Uраб. ! 3. Такие методы позволяют получать а) информацию о состоянии изоляции, б)м. б. использованы для прогнозирования остаточного срока службы длительно эксплуатирующегося оборудования. 4. => доступна корректировка плана профилактических испытаний оборудования в условиях эксплуатации, выработка стратегии замены оборудования с опасными дефектами или выработанным ресурсом изоляции. 5. Такими методами является измерение и анализ возвратного напряжения и токов абсорбции (поляризации) в изоляции + производные этих методов.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Изменение во времени тока через изоляцию и ее сопротивления при включении на постоянное напряжение.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ Кривые токов поляризации/деполяризации протекающих в диэлектрике при его тестировании: tc – время зарядки исследуемой изоляции (15 -30 мин); tо – время неконтролируемой разрядки изоляции (2 -5 сек); td – время контролируемой разрядки изоляции (15 -30 мин); Ip , Id - токи заряда и разряда изоляции.

ВОЗВРАТНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Схема измерения Uвозвр. (цикл I-й): 1 – заряд 2 – разряд Сг 3 – измерение Uвозвр

Новые электрические методы диагностики изоляции: PI=R 600/R 60 DAR=R 60/R 30 DD=I 60/U*Cиз =Rиз*Сиз TPI 52 индекс поляризации коэфф. диэлектр. абсорбции коэфф. диэлектр. разряда постоянная времени обобщенный индекс поляризации

TPI Методы диагностического контроля – поляризационные методы 53

Новые электрические методы диагностики изоляции: 54

Приборы High Voltage Diagnostics

Измерительная аппаратура В настоящее время потребителю предлагается новейшая универсальная система для интегральной диэлектрической диагностики CDS, использующая как метод измерения возвратного напряжения (RVM) для бумажно-масляных кабелей (дальнейшее развитие производившейся ранее установки CD 31), так и метод анализа изотермического тока релаксации (IRC) для кабелей с полиэтиленовой изоляцией (PЕ/VPE). Система благодаря небольшому зарядному напряжению абсолютно не разрушает кабель. Для PE/VPE кабелей с целью обработки результатов IRC-измерений используется модуль программного обеспечения, реализованный на базе нечеткой логики. Многоступенчатое интеллектуальное программное обеспечение оценки результатов учитывает специальные конструкционные особенности кабеля и классифицирует состояние испытуемого объекта, выдавая информацию о прогнозируемой остаточной прочности. Система CDS позволяет оценить влажность бумажной изоляции, степень старения PЕ/VPE-изоляции, общее состояние кабельной линии и гарнитур. Система особенно эффективна для общей оценки старых/критических кабелей с высокой плотностью водяных триингов и позволяет избегать дальнейших повреждений даже в таких системах. CDS ведет полностью автоматизированный банк данных базовых прогнозов об остаточной прочности кабельных устройств, позволяет проводить систематический анализ состояния сети и, исходя из этого планировать бюджет для необходимых мероприятий.

Измерительная аппаратура Переносной прибор марки ACTester (Absorption Current Tester) предназначен для оценки технического состояния изоляции высоковольтного оборудования различных типов в режиме «off-line» . -метод определения коэффициентов абсорбции для любого типа изоляции (зарядная характеристика), -метод измерения возвратного напряжения, RVM-анализ, применяется для бумажномасляной изоляции (разрядная характеристика), -метод измерения тока релаксации, IRC-анализ, предназначен для изоляции из сшитого полиэтилена и изоляции типа «монолит» (разрядная характеристика).

Измерение частичных разрядов на отключенном кабеле Блок-схема системы OWTS.

Измерение частичных разрядов на отключенном кабеле

Измерительная аппаратура Компоненты системы OWTS. А - блок-анализатор; В - блок-катушка; С - клавиатура; D - комплект соединительных кабелей.

Измерительная аппаратура Переносная система марки CPDA (Cable PD-Analyzer) предназначена для диагностики состояния высоковольтной изоляции методом Oscillating Wave Test System (OWTS) - регистрация частичных разрядов в кабельных линиях с различным типом изоляции, возникающих под воздействием переменного напряжения с затухающей амплитудой. Перед проведением испытаний кабель заряжается постоянным небольшим током до напряжения, близкого к номинальному значению. После этого кабель замыкается на землю через индуктивность, примерно равную, 0, 5 – 1, 0 Гн. В колебательном контуре, состоящем из параллельно включенных емкости кабеля и индуктивности катушки, возникает резонанс, с частотой в диапазоне 50 – 1000 Гц.

Измерение частичных разрядов под рабочим напряжением Система мониторинга ССМ-6 (Cables Condition Monitor) предназначена для непрерывного контроля состояния изоляции 6 силовых высоковольтных кабельных линий под рабочим напряжением. В качестве параметра, характеризующего состояние изоляции, в приборе CCM-6 используется уровень и распределение частичных разрядов. Измерение частичных разрядов в изоляции производится при помощи специализированных датчиков. Датчик для регистрации частичных разрядов может монтироваться на проводнике заземления экрана кабеля (RFCT-1), в разрыве цепи заземления (SCM-1, 2), или же в цепи заземления емкостного датчика (CCS). Конкретная марка используемого датчика частичных разрядов выбирается исходя из типа и особенностей монтажа контролируемых кабельных линий.

Измерение частичных разрядов под рабочим напряжением CDM-30 - система мониторинга состояния и диагностики дефектов изоляции 30 кабельных линий Система CDM-30 (Cables Diagnostics Monitor) предназначена для постоянного мониторинга технического состояния изоляции до 30 кабельных линий под рабочим напряжением. Определение технического состояния кабельных линий осуществляется на основе регистрации и анализа интенсивности и распределения импульсов частичных разрядов в изоляции. Измерение производится при помощи специализированных датчиков. Датчик для регистрации частичных разрядов может монтироваться на проводнике заземления экрана кабеля (RFCT-1), в разрыве цепи заземления (SCM 1, 2), или же в цепи заземления емкостного датчика (CCS). Конкретный тип датчика выбирается исходя из типа и особенностей монтажа кабельных линий.

Испытания и измерения на напряжении сверхнизкой частоты

Испытания и измерения на напряжении сверхнизкой частоты Общий вид блоков испытательной установки VPZ 52/VLF 52

Схема мониторинга по ЧР

Датчики ЧР

Схема мониторинга по температуре

Датчики по температуре

Спасибо за внимание