Перед сдачей в эксплуатацию производят испытание кабельных линий повышенным напряжением с оформлением протокола установленной формы. Смонтированные соединения кабелей отдельному испытанию не подвергают, их испытывают одновременно с кабельными линиями.

Электрическая прочность — важнейшая характеристика силовых кабелей. Для ее определения силовые кабели испытывают повышенным напряжением. Электрическая прочность зависит от скорости подъема напряжения, длительности его приложения, а также от тепловых и механических воздействий, которым подвергался кабель до испытания напряжением. С увеличением длительности воздействия напряжения электрическая прочность уменьшается.

Пробивное напряжение измеряют обычно в кВ, электрическую прочность выражают в кВ/мм или кВ/см, а в системе СИ—в В/м.

Методы испытания кабельных линий, требования к испытательной установке по технике безопасности при испытании кабелей изложены в ГОСТ 2990-67. Далее приведены только основные положения.

Испытание кабельных линий на напряжение до 1000 В достаточно проводить мегомметром на напряжение 1000—2500 В в течение 1 мин. С помощью мегомметра измеряют сопротивление изоляции между каждой жилой и заземленной оболочкой кабеля, а также между отдельными жилами кабеля. Для линий напряжением 6 и 10 кВ испытание мегомметром является вспомогательным, позволяющим выявить лишь явные дефекты изоляции (заземление отдельных жил, резкое снижение изоляции жилы и др.), проверить целость жил (обрывы), а также правильность присоединения одноименных фаз с обоих концов кабельной линии (совпадение фаз). Для кабелей напряжением выше 1 000 В основным является испытание повышенным напряжением, так как только по результатам испытания высоким напряжением можно окончательно судить о состоянии изоляции кабелей. Испытание производят выпрямленным напряжением, получаемым от переносных кенотронных аппаратов. Возможно испытание повышенным напряжением переменного тока, но для этого требуются громоздкие и тяжелые источники питания (более мощные), применение которых в монтажных условиях затруднительно.

Величину испытательного напряжения выпрямленного тока определяют по установленным ПУЭ нормам в зависимости от вида изоляции и номинального напряжения кабеля. Так, например, величина испытательного напряжения для кабелей на номинальное напряжение 6 и 10 кВ с бумажной изоляцией составляет соответственно 36 и 160 кВ, с пластмассовой изоляцией — 14 и 23 кВ, с резиновой изоляцией — 12 и 20 кВ.
Продолжительность испытания для кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение до 35 кВ составляет 10 мин, для кабелей с резиновой изоляцией — 5 мин.

В процессе испытания повышенным напряжением производят измерение токов утечки. Важным для характеристики качества изоляции является не величина тока утечки (которая ПУЭ не нормируется), а характер нарастания величины тока утечки, изменение ее в течение всего времени испытания, а также сравнение величин токов утечки в отдельных фазах.

Кабели считаются выдержавшими испытание повышенным напряжением, если во время испытания кабельных линий не произошло пробоя изоляции, не было скользящих разрядов и толчков тока утечки или нарастания тока утечки, после того как величина испытательного напряжения достигла установившейся величины. Наличие разрядов, искрения на концевых заделках, а также большие значения тока утечки нередко объясняются плохим состоянием внешней поверхности муфт и заделок. Поэтому перед испытанием необходимо тщательно очистить поверхность жил, воронок, изоляторов и т. п.

Подчас возникают различные типы повреждений, основные из которых:

Обрыв одной из жил;

Между жилами либо на землю вследствие старения изоляции, по причине коррозии металлических оболочек и пр.;

Утечки масла в результате обрывов маслонаполненных кабелей;

Механические воздействия - эти повреждения относятся к линиям, проложенным в земле, пр.

Также при эксплуатации могут возникнуть «слабые» места в изоляции кабельных линий, вследствие ошибок, связанных с человеческим фактором, могут наблюдаться дефекты заделок, монтажа соединительных либо концевых муфт.

Для того, чтобы предварительно выявить и устранить любые вышеперечисленные повреждения кабелей и проводятся испытания. Методика их проведения регламентируется нормативно-техническими документами, СНиП, ПУЭ , ПТЭЭП и пр. Поэтапная очередность испытаний кабельных линий изложена в ПУЭ (гл. 1.8, п. 1.8.40), ПТЭЭП (прил. 3, п. 6). Их основная задача - доведение дефектных или слабых мест до пробоя, что тем самым способствует преждевременному аварийному выхода из строя кабеля.

Подвергаться испытаниям должны вновь вводимые в работу, после кап. ремонта, а также периодически в ходе работы все кабельные линии. Производить испытания рекомендовано в благоприятных погодных условиях.

Кабель-проводниковая продукция импортного производства должна испытываться согласно инструкциями и указаниями производителя.

Результаты замеров необходимо сравнивать с данными, полученными в ходе предыдущих испытаний, включая и первоначальные испытания, проеденные на заводе-изготовителе.

Результаты испытаний оформляются в виде «Протокола», установленной нормативами формы.

Объемы испытаний кабельных линий от 1000 В и более 1000 В

Силовые кабели номинальным до 1000 В испытываются в соответствии с разделами: 1, 2, 4.

Силовые кабели номинальным более 1000 В испытываются в соответствии с разделами: 1, 2, 3, 4.

Раздел 1 - Проверка на целостность и правильность фазировки жил кабеля

Раздел 2 - Замеры сопротивления изоляции

Измерения сопротивления изоляции проводят специальным прибором - мегомметром. Воздействие необходимо проводить в течении минуты напряжением 2,5 кВ. Сопротивление изоляции кабельной продукции до 1 кВ должно составлять 0,5 мОм и более.

Регламентированной величины сопротивления кабельной линии напряжением более 1 кВ не существует, но рекомендованной величиной является значение 10 МОм.

Раздел 3 - Испытание повышенным напряжением

Следующим этапом является испытание повышенным напряжением выпрямленного . Любые силовые линии с рабочим напряжение выше 1 кВ должны обязательно подвергаться этому испытанию. Эти испытания для кабельных линий с номинальным напряжением более 1 кВ выполняют в сроки, установленные очередностью, установленной таблицей планово-предупредительных ремонтов, однако не реже чем раз в 3 г. После ввода в работу либо капитального ремонта кабели подвергаться испытаниям рабочим напряжением до 10 кВ при Uном, а в ходе профилактических испытаниях - (5-6) Uном. Длительность испытания для фазы - 10 мин.

Итог испытания является удовлетворительным, если в ходе него не происходит пробоев, не наблюдаются скользящие разряды, толчки токов утечки либо нарастание его установившегося значения, сопротивление изоляции резко не изменяется.

Раздел 4 - Замеры токораспределения одножильных кабелей

Неравномерность распределения токов по кабельным линиям не должна составлять более 10%, поскольку такие режимы работы могут привести к перегрузкам, выходу из строя жил.

Испытание силовых кабельных линий

1.8.40. СИЛОВЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ

Силовые кабельные линии напряжением до 1 кВ испытываются по п. 1, 2, 7, 13, напряжением выше 1 кВ и до 35 кВ — по п. 1—3, 6, 7, 11, 13, напряжением 110 кВ и выше — в полном объеме, предусмотренном настоящим параграфом. 1. Проверка целостности и фазировки жил кабеля. Проверяются целостностьь и совпадение обозначений фаз подключаемых жил кабеля. 2. Измерение сопротивления изоляции. Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. Для силовых кабелей до 1 кВ сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей выше 1кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерение следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением. 3. Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока. Испытательное напряжение принимается в соответствии с табл. 1.8.39. Для кабелей на напряжение до 35кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 10 мин. Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3—10 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 5 мин. Кабели с резиновой изоляцией на напряжение до 1 кВ испытаниям повышенным напряжением не подвергаются. Для кабелей на напряжение 110 — 500 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 15 мин. Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в табл.1.8.40. Абсолютное значение тока утечки не является браковочным пока-зателем. Кабельные линии с удовлетворительной изоляцией должны иметь стабильные значения токов утечки. При проведении испытания ток утечки должен уменьшаться. Если не происходит уменьшения значения тока утечки, а также при его увеличении пли нестабильности тока испытание производить до выявления дефекта, но не более чем 15 мин. При смешанной прокладке кабелей в качестве испытательного напряжения для всей кабельной линии принимать наименьшее из испытательных напряжений по табл.1.8.39.

Таблица 1.8.39. Испытательное напряжение выпрямленного тока для силовых кабелей

Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ

Кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ

Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ

* Испытания выпрямленным напряжением одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов), проложенных на воздухе, не производится.

Таблица 1.8.40. Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей.

4. Испытание напряжением переменного тока частоты 50 Гц

Такое испытание допускается для кабельных линий на напряжение 110-500 кВ взамен испытания выпрямленным напряжением.

Испытание производится напряжением (1,00-1,73)Uном. Допускается производить испытания путем включения кабельной линии на номинальное напряжение Uном. Длительность испытания —согласно указаниям завода-изготовителя. 5. Определение активного сопротивления жил. Производится для линий 20 кВ и выше. Активное сопротивление жил кабельной линии постоянному току, приведенное к 1 мм 2 сечения, 1 м длины и температуре +20°С, должно быть не более 0,0179 Ом для медной жилы и не более 0,0294 Ом для алюминиевой жилы. Измеренное сопротивление (приведенное к удельному значению) может отличаться от указанных значений не более, чем на 5%. 6. Определение электрической рабочей ёмкости жил. Производится для линий 20 кВ и выше. Измеренная ёмкость не должна отличаться от результатов заводских испытаний более, чем на 5%. 7. Проверка защиты от блуждающих токов. Производится проверка действия установленных катодных защит. 8. Испытание на наличие нерастворенного воздуха (пропиточное испытание). Производится для маслонаполненных кабельных линий 110-500 кВ. Содержание нерастворенного воздуха в масле должно быть не более 0,1%. 9. Испытание подпитывающих агрегатов и автоматического подогре-ва концевых муфт. Производится для маслонаполненных кабельных линий 110-500 кВ. 10. Проверка антикоррозийных защит При приемке линий в эксплуатацию и в процессе эксплуатации проверяется работа антикоррозионных защит для:

• кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах со средней и низкой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта выше 20 Ом/м), при среднесуточной плотности тока утечки в землю выше 0,15 мА/дм 2 ;
• кабелей с металлической оболочкой, проложенных в грунтах с высокой коррозионной активностью (удельное сопротивление грунта менее 20 Ом/м) при любой среднесуточной плотности тока в землю;
• кабелей с незащищенной оболочкой и разрушенными броней и защитными покровами;
• стального трубопровода кабелей высокого давления независимо от агрессивности грунта и видов изоляционных покрытий.

При проверке измеряются потенциалы и токи в оболочках кабелей и параметры электрозащиты (ток и напряжение катодной станции, ток дренажа) в соответствии с руководящими указаниями но электрохимической защите подземных энергетических сооружений от коррозии. Оценку коррозионной активности грунтов и естественных вод следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-89. 11. Определение характеристик масла и изоляционной жидкости Определение производится для всех элементов маслонаполненных кабельных линий на напряжение 110-500 кВ и для концевых муфт (вводов в трансформаторы и КРУЭ) кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 110 кВ. Пробы масел марок С-220, МН-3 и МН-4 и изоляционной жидкости марки ПМС должны удовлетворять требованиям норм табл.1.8.41. и 1.8.42. Если значения электрической прочности и степени дегазации масла МН-4 соответствуют нормам, а значения tg , измеренные по методике ГОСТ 6581-75, превышают указанные в табл.1.8.42, пробу масла дополнительно выдерживают при температуре 100°С в течение 2 ч, периодически измеряя tg , При уменьшении значения tg проба масла выдерживается при температуре 100°С до получения установившегося значения, которое принимается за контрольное значение.

Таблица 1.8.41. Нормы на показатели качества масел марок С-220, МН-3 и МН-4 и изоляционной жидкости марки ПМС

Примечание. Испытания масел, не указанных в табл.1.8.39. производить в соответствии с требованием изготовителя.

Таблица 1.8.42. Тангенс угла диэлектрических потерь масла и
изоляционной жидкости (при 100 °С), %, не более, для кабелей на напряжение, кВ

При схожести конструкции подход к измерениям и поиску повреждений силовых кабелей сильно отличается от тех же работ с кабелями связными. Обусловлено это тем, что силовые кабели способны провести большой ток и распределительные устройства этот ток ограничивают не мгновенно. То есть в случае пробоя кабельной линии произойдёт не тихое умирание системы, а взрыв с дополнительными повреждениями. Способность проводить приличный ток даёт возможность использовать более простые и наглядные способы поиска места пробоя.

Высоковольтные испытания

Кабельная линия, включающаяся в электрическую сеть, должна быть испытана повышенным напряжением постоянного тока. Низковольтные кабели (до 1000 В) испытываются мегаомметром с напряжением 2500 В. Для высоковольтных (выше 1000 в) всё сложнее – испытательное напряжение зависит от вида изоляции кабеля и номинального напряжения кабельной линии.

Нормы на испытательные напряжения отражены в ПУЭ и прочих нормативных документах. Протоколы на эти испытания содержат ссылки на пункты нормативных документов, величину испытательного напряжения и токи утечки, сопротивление изоляции.

Причина такого серьёзного подхода для новичков не всегда очевидна, поэтому далее небольшое отступление.

Мощность, передаваемая по силовым, а особенно высоковольтным кабелям очень велика. Средний по номинальному току высоковольтный выключатель имеет Iном. = 630 А. Если напряжение высоковольтной сети 6 кВ, то такой выключатель передаёт в нормальном режиме 630 * 6000 = 3 780 000 Вт = 3,78 МВт мощности. Это номинал, но отключится он при гораздо большем токе и не сразу. В случае пробоя эта мощность выделится на небольшом участке, металл и пластик быстро переходят в газообразное состояние - происходит серьёзный взрыв. Если рядом оказываются люди, то даже без поражения электрическим током возможны возгорания одежды и кожи открытых частей тела.

Зачастую такие аварии имеют цепную реакцию из-за того, что автоматика не всегда сразу отсекает повреждённый участок или токоведущие шины подстанций не выдерживают превышающий номинал ток – загореться может что-то ещё, и обесточится большой и важный участок энергохозяйства.

В электросетях любят показывать молодым обгоревшие остовы высоковольтных ячеек. Представьте себе стальной шкаф метр на метр на полтора сквозными дырками и весь покрытый сажей и окалиной.

Поэтому у электриков-высоковольтников ни одна кабельная линия не должна включаться в сеть без испытаний повышенным напряжением. Установки для испытаний подают в кабельную линию напряжение превышающее номинальное в несколько раз, тем самым испытывая её изоляцию. При этом они способны быстро отключиться в случае пробоя без тяжёлых последствий.

Установки для высоковольтных испытаний

Аппарат для высоковольтных
испытаний АИИ-70

Аппараты для высоковольтных испытаний можно условно разделить на переносные и используемые в составе передвижной лаборатории высоковольтных испытаний (далее ЛВИ).

Наиболее распространённые переносные приборы на следующих фотографиях: это старичок АИИ-70 и более новый АИД-70. (70 - максимальное напряжение в киловольтах). Плюс сейчас в эксплуатации всё чаще появляются приборы импортного происхождения.

АИД-70

То, что устанавливается в передвижные лаборатории высоковольтных испытаний (ЛВИ) более разнообразно и, как правило, выполнено в виде стоечного блока и отдельного трансформатора. Испытательный блок завязывается на общую для всей машины систему кабелей и заземления. Тем не менее, поверяются эти блоки отдельно от всей ЛВИ, и даже в протоколе указывается испытательный блок, а не весь комплекс.

Говоря о передвижных лабораториях стоит заметить, что собираются они блочно. То есть у вас желание иметь в составе дополнительный блок – ставьте, не хватает денег - не ставьте. Имея автомобиль с просторным салоном можно собрать высоковольтную лабораторию в хорошо оборудованном гараже. Привинтить трансформатор, закрепить катушки с испытательным кабелем, придумать безопасный переключатель, блокировку и заземление. То есть выполнить требования ПУЭ, а они в свою очередь не так уж и сложны, то есть под силу некоторым "Кулибиным".

Переменный, постоянный и сверхнизкий

Оборудование высоковольтных подстанций испытывается разными типами тока. Шины, секции, трансформаторы и тому подобные устройства испытываются повышенным напряжением переменного тока.

Испытать же кабели переменным напряжением не получится из-за большой электрической ёмкости кабельных жил. Для подобного испытания пришлось бы делать установку довольно большой мощности и именно поэтому кабели испытывают постоянным током. Соответственно с возможностью переключения "постоянный ток – переменный ток" производятся и испытательные установки. То есть в них либо предусмотрен переключатель, либо может быть подключен выпрямляющий блок. Электрическая схема выпрямителя для таких испытаний, как правило, состоит из одного высоковольтного диода.

В связи с распространением кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (буквы "Пв" в маркировке) всё больше появляется испытательных установок способных выдавать напряжение со сверхнизкой частотой – 0,1 Гц. Такой аппарат меняет полярность выдаваемого напряжения с периодом в 10 секунд. Из-за такой медленной смены полярности электрическая ёмкость кабеля уже не создаёт больших токов при испытании повышенным напряжением. В то же время это уже не постоянный ток и поляризации в сшитом полиэтилене не происходит.

Стоит заметить, что в нормативных документах предусмотрено много исключений типа "если отсутствует установка переменного тока, то допускается испытание постоянным…" или "допускается испытание оборудование секций совместно с кабельными линиями по напряжению для …"

Силовые кабели напряжением выше 1 кВ испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока. Величины испытательных напряжений и длительность приложения нормированного испытательного напряжения приведены в таблице 1.8.39 (ПУЭ п. 1.8.40)

Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей

При испытаниях отмечают характер изменения тока утечки. Кабель считается прошедшим испытания при отсутствии пробоя изоляции, скользящих разрядов и толчков (или нарастания) тока утечки после того, как испытательное напряжение достигнет нормативного значения. (Табл 1.8.40 ПУЭ п. 1.8.40) После испытания исправный кабель необходимо разрядить.

Здравствуйте, дорогие посетители и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня я расскажу Вам про испытание кабельных линий. А именно, как правильно и в полном объеме испытать силовые кабели напряжением до и выше 1000 (В).

В данной статье мы рассмотрим испытания кабельных линий напряжением до и выше 1000 (В).

По верхней границе ограничимся напряжением до 10 (кВ) включительно, т.к. это самый распространенный класс напряжения, который применяется на большинстве наших предприятий и производств.

Для этого нам понадобятся, уже давно нами полюбившиеся, книги и ПТЭЭП.

Итак, поехали.

Введение

Испытание кабельных линий — это очень серьезный вопрос, к которому необходимо подойти очень ответственно. В процессе эксплуатации или во время в кабельных линиях могут возникнуть следующие :

• обрыв жилы
• короткое замыкание жил между собой и на землю (старение изоляции, коррозия металлической оболочки)
• утечка масла (это относится к маслонаполненным кабелям)
• механические (в основном для кабелей, проложенных в земле)
• прочее

Во время испытаний выявляются слабые места изоляции кабеля. Еще не редко наблюдаются дефекты и ошибки монтажа концевых и соединительных муфт.

Чтобы заблаговременно выявить все вышеперечисленные повреждения, необходимо проводить испытания силовых кабелей в соответствии с нормативными техническими документами ПУЭ и ПТЭЭП. Весь перечень испытаний кабельных линий перечислен в Главе 1.8, п. 1.8.40 издательства ПУЭ и в приложении 3, п.6 правил ПТЭЭП.

Вновь вводимое и находящееся в эксплуатации , а в нашем случае, силовые кабельные линии, должно подвергаться нижеперечисленным испытаниям.

Испытания кабельных линий необходимо проводить в нормальных погодных условиях.

Кабельные силовые линии иностранного производства испытываются по инструкциям и указаниям заводов-производителей.

Величины снятых замеров при испытании кабельных линий должны сравниваться с величинами предыдущих испытаний, включая заводские испытания.

После проведения испытаний силовых кабельных линий результаты испытаний оформляются протоколом установленной формы.

Кабельные линии до 1000 (В) испытываются согласно следующих пунктов: 1, 2 и 4.

Кабельные линии от 1-10 (кВ) испытываются согласно следующих пунктов: 1, 2, 3 и 4.

Пункт 1. Целостность жил и фазировка кабельных линий

Самым первым шагом при испытании кабельных линий является проверка на целостность жил, а также фазировка кабеля.

Пункт 2. Измерение сопротивления изоляции кабеля

После проведения фазировки кабеля и проверки его целостности необходимо провести изоляции силовых кабельных линий.

Измерение сопротивления изоляции кабельных линий требуется проводить мегаомметром напряжением 2500 (В) в течение 1 минуты.

В качестве мегомметра я использую прибор MIC-2500 от фирмы Sonel. С помощью этого прибора можно замерить сопротивление изоляции кабельных линий, а также произвести замер степени старения и увлажненности изоляции.

Но к этому прибору мы еще вернемся в следующих статьях. И я расскажу как им пользоваться.

Кабельные линии до 1000 (В) должны иметь величину сопротивления изоляции не менее 0,5 (МОм).

Кабельные линии выше 1000 (В) нормы по сопротивлению изоляции не имеют, но значение должно быть (рекомендация) в пределах 10 (МОм) и выше.

Уважаемые, читатели моего блога, напомню Вам, что измерение сопротивления изоляции кабеля необходимо проводить только после проверки отсутствия напряжения на кабеле. Отсутствие напряжение в электроустановке проверяется с помощью .

В данном случае мы применяем или указатели низкого напряжения, в зависимости от класса напряжения нашей электроустановки.

На время подключения мегаомметра жилы кабельной линии должны быть заземлены. После проведения замера необходимо снять остаточный заряд с кабеля путем заземления его жил.

И еще, в электроустановках напряжением выше 1000 (В), проводить электрические измерения сопротивления изоляции кабельной линии с помощью мегаомметра необходимо в .

Как правильно произвести измерение сопротивления изоляции кабельных линий, читайте в моей следующей статье - . В этой статье представлены наглядные схемы и подробная методика проведения замера.

Пункт 3. Испытание кабельных линий повышенным напряжением

Следующим шагом испытания кабельных линий является испытание кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока. Все кабели выше 1000 (В) подвергаются этому испытанию.

Для более наглядного примера, все данные по испытательному напряжению, марки кабелей и длительности испытаний я привел в таблицу.

Пункт 4. Измерение токораспределения по одножильным кабелям

Измерение распределения токов проводится соответственно на одножильных кабельных линиях.

Неравномерность распределения токов по кабельным линиям должна составлять не более 10%, особенно если это может привести к перегрузке отдельных фаз.

В завершении статьи на тему испытание кабельных линий хотелось бы добавить, что при проведении всех вышеперечисленных и измерений соблюдайте требования .

P.S. Подписывайтесь на новые статьи, задавайте свои вопросы в комментариях или мне на личную почту. А на последок смешное видео Семена Слепакова о разговоре мужа с женой (смотреть внимательно и до конца).