Обслуживание силовых и контрольных кабелей

 

Кабельная линия электропередачи (КЛ) — это линия электропередачи, выполненная одним или несколькими кабелями, уложенными непосредственно в землю, кабельные каналы, трубы, на кабельные конструкции (ГОСТ 24291—90).

Кабельный ввод — это элемент конструкции, снабженный отверстиями, обеспечивающими ввод кабелей в низковольтное комплектное устройство (ГОСТ 22789—94), или это кожух, предназначенный для защиты концевых муфт кабеля (СТ МЭК 50(461)—84).

Кабельная обмотка (обмотка) — это покров из наложенных по винтовой спирали лент, нитей, проволок или прядей (ГОСТ 15845—80).

Кабельная оболочка (оболочка) — это непрерывная металлическая или неметаллическая трубка, расположенная поверх сердечника и предназначенная для защиты его от влаги и других внешних воздействий (ГОСТ 15845-80).

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в осветительных и силовых электроустановках для устройства КЛ.

Контрольные кабели предназначены для создания цепей контроля, сигнализации, дистанционного управления. Контрольные кабели содержат от 4 до 37 медных или алюминиевых жил с относительно небольшой площадью сечения (от 0,75 до 10 мм2) и, следовательно, могут быть использованы для передачи небольшой мощности. Их выпускают на переменное напряжение до 660 В или постоянное — до 1000 В.

ПС получают питание, как правило, по маслонаполненным КЛ 110–220 кВ. Питание потребителей электрической энергии от ПС обычно осуществляется по КЛ 6-10 кВ. Вторичные цепи управления, сигнализации, защиты и блокировки выполняются контрольными кабелями.

На территории ПС кабели прокладывают в земле, траншеях, туннелях, а при прокладке над землей — в лотках. Внутри зданий и сооружений кабели прокладывают по специальным конструкциям, в коробах и шахтах.

Кабель состоит из медных или алюминиевых токоведущих жил, изоляции (отделяющей токоведущие жилы друг от друга и от земли), защитной оболочки для защиты от внешних воздействий.

В зависимости от числа жил кабели бывают одно-, двух-, трех-, четырех- и пятижильные; контрольные кабели изготовляются многожильными при малом сечении жил.

Отрезки кабелей соединяют между собой при помощи соединительных муфт. В РУ концы кабелей оконцовывают концевыми муфтами или заделками.

Кабельные муфты обеспечивают полную изоляцию, герметизацию и защиту кабелей от механических воздействий. По своему назначению они бывают концевые, соединительные, ответвительные и переходные и используются при всех классах напряжения: низкого — до 1 кВ, среднего — от 6 до 35 кВ и высокого — свыше 35 кВ.

Изоляция кабеля выполняется из специальных сортов бумаги, пропитываемой минеральным маслом с канифолью. Изоляция контрольных кабелей может быть бумажной, резиновой, поливинилхлоридной и полиэтиленовой.

Поверх изоляции кабеля накладываются защитные оболочки, изготовляемые из свинца, алюминия и поливинилхлорида, для защиты от проникновения влаги и вредных веществ. От механических воздействий кабель защищен стальными лентами или проволоками, а от коррозии — битумными покровами.

В маслонаполненных кабелях (для кабелей напряжением 110 кВ и выше) масло находится под избыточным давлением. Применяются кабели низкого давления (0,0245—0,2394 МПа) в свинцовой оболочке с центральным маслопроводящим каналом и кабели высокого давления (1,08—1,57МПа), три фазы которых находятся в стальном трубопроводе с маслом.

Поддержание требуемых избыточных давлений в кабелях низкого давления обеспечивается маслом из баков давления, размещаемых в расчетных точках КЛ, а в кабелях высокого давления и КЛ в целом — автоматическими маслоподпитывающими установками.

За работой маслоподпитывающих устройств и герметичностью всей масляной системы необходимо систематическое наблюдение, осуществляемое с помощью устройств сигнализации давления масла, которое обеспечивает регистрацию и передачу сигналов о понижении или повышении давления масла сверх допустимых пределов.

В зависимости от рабочего напряжения и вида изоляции кабеля установлены следующие максимально допустимые температуры нагрева токоведущих жил:

Для маслонаполненных кабелей 110 и 220 кВ эта величина составляет 70 °C.

Длительно допустимые нагрузки силовых кабелей определяются в зависимости от температуры среды, в которой проложен кабель, и условий прокладки. Эти значения табулированы в действующих ПУЭ.

Могут допускаться кратковременные перегрузки кабелей. Так, для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, несущих нагрузки меньше номинальных, допускаются кратковременные перегрузки, приведенные в табл. 5.1.

Таблица 5.1

На время ликвидации послеаварийного режима для кабелей допускается перегрузка, указанная в табл. 5.2.

Таблица 5.2

В общем случае на время ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10 %, а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией — до 15 % номинальной продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышала номинальной.

Для маслонаполненных КЛ 110–220 кВ, проложенных в земле и засыпанных естественным грунтом, вынутым из траншеи, перегрузка допускается при условии, что температура жил не превышает 80 °C, при этом длительность непрерывной перегрузки не должна быть более 100 ч.

При осмотрах открыто проложенных кабелей проверяют отсутствие механических повреждений брони, вмятин, крутых изгибов, вспучивания оболочек, следов вытекания мастики, наличие антикоррозийных покрытий брони, защищенность соединительных муфт стальными или асбоцементными плитами на силовых кабелях, правильность раскладки кабелей на опорных конструкциях, состояние самих конструкций, концевых муфт и заделок, отсутствие нагрева наконечников жил и выплавлений алюминиевых шин в местах контактных соединений с наконечниками.

При осмотре кабелей в кабельных полуэтажах ПС проверяют также исправность цепей освещения и вентиляции, достаточность средств пожаротушения, состояние несгораемых перегородок и уплотнений кабелей в местах прохода их в другие помещения, отсутствие посторонних предметов и горючих материалов, наличие маркировки кабелей.

При осмотрах концевых муфт маслонаполненных кабелей проверяют отсутствие подтеков масла через уплотнения, подтеков на питающих маслопроводах, отсутствие трещин в местах паек, трещин и сколов фарфоровых покрышек, целостность заземляющих спусков.

Исправность концевых муфт проверяется на слух. В случае обнаружения звуков разряда или перекрытий в концевых муфтах КЛ должна выводиться в ремонт.

Проверяют уровень масла в маслоподпитывающих баках, исправность вентилей, отсутствие утечек масла из баков, правильность установки стрелок на электроконтактных манометрах — датчиках сигнализации о падении давления в кабеле в случае утечки масла. Снижение уровня масла в баках и отклонение стрелок манометра в сторону уменьшения давления при отсутствии повреждений концевых муфт свидетельствуют о появлении утечек масла из кабеля, что может привести к аварийному выходу кабеля из строя.

Для защиты брони и оболочек кабеля от разрушающего действия блуждающих токов и агрессивных почв маслонаполненные КЛ оборудуются установками катодной поляризации. От установки катодной защиты оболочкам кабелей сообщается отрицательный потенциал, что предотвращает их электролитическую и электрохимическую коррозию.

Для выявления и устранения слабых мест в изоляции кабеля проводят их профилактические испытания повышенным напряжением постоянного тока.

Широкое распространение получил метод испытания отключенных от сети и заземленных на время испытаний КЛ при помощи имеющихся на ПС стационарных испытательных установок, показанных на рис. 5.3.

Для испытаний с одной из фаз снимают заземление и к ней подключают испытательную установку. Две другие жилы кабеля остаются заземленными. Затем испытывается по такой же схеме изоляция всех жил.

Значения испытательных напряжений и время выдержки под напряжением для кабелей разных номинальных напряжений с бумажной пропитанной изоляцией должны быть следующими:

Состояние кабеля оценивается током утечки, а также характером его изменения и ассиметрией тока по фазам.

При удовлетворительном состоянии изоляции ток утечки в момент роста напряжения резко увеличивается за счет заряда емкости кабеля, а затем быстро спадает у кабелей 6-10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией до значения менее 300 мкА, у кабелей 20–35 кВ — до 800 мкА.

При наличии дефекта ток утечки спадает медленно и даже может возрасти.

Фиксирование тока утечки (запись) производится на последней минуте испытаний. Причем абсолютное его значение не может рассматриваться как браковочный показатель, поскольку оно зависит от длины КЛ, температуры кабеля, состояния концевых муфт и др.

Ассиметрия (разница значений токов утечки по фазам кабелей с неповрежденной изоляцией) должна быть не более 50 %.

Дефектная изоляция, как правило, пробивается в момент подъема напряжения, при этом испытательная установка автоматически отключается от броска тока.

Силовые и контрольные кабели имеют буквенные обозначение. В качестве примера дана расшифровка буквенного обозначения кабеля марки АВРГ:

Буква К, поставленная в начале марки или после обозначаемой жилы, обозначает контрольный кабель.