Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ) широко используется для прокладки КЛ (кабельных линий) 6–35 кВ. Он пришел на смену устаревшему кабелю с бумажной изоляцией, который используется в настоящее время все реже и реже. СПЭ-кабель лучше отвечает современным требованиям и поэтому вполне заслуженно пользуется популярностью. Наряду с ростом интереса к данной продукции у многих возникают вопросы, связанные с ее обслуживанием, в том числе: какова периодичность испытания, каков порядок проверки кабеля СПЭ и т. д.
Наружная оболочка кабеля СПЭ является наиболее уязвимой его частью при прокладке. Причем при ее повреждении кабель не выходит из строя сразу, но это приводит к уменьшению его ресурса. Этот вид повреждения встречается чаще всего. Основная изоляция кабеля (оболочка) выходит из строя очень редко, но если такое происходит, это приводит к быстрому выходу его из строя.
Кабель из сшитого полиэтилена: нормы испытаний
Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена имеют свои особенности. Если кабели с бумажной изоляцией испытывают постоянным током, то применительно с СПЭ такой подход недопустим. Дело в том, что при испытании постоянным током в изоляции кабеля накапливается статический заряд, что в итоге приводит к разрушению изоляции и выходу кабеля из строя. Самым распространенным методом испытания кабелей СПЭ является испытание переменным током с повышенным напряжением и сверхнизкой частотой.
В связи с отсутствием единых норм испытания у каждого производителя есть собственная инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена, утвержденная техническим директором или главным инженером. Рассмотрим один из таких примеров.
Инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена Кольчугинского завода «Электрокабель»:
В инструкции сказано, что при проведении испытании на каждую жилу попеременно подается напряжение, а две других при этом должны быть заземлены. Испытание проводится по следующей схеме:
1) 3U с пониженной частотой в течение 1 часа;
2) 2U c промышленной частотой в течение 1 часа;
3) U с промышленной частотой в течение 24 часов;
где, U — это фазное напряжение (напряжение между фазой и заземленной нейтралью).
Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена для кабельных линий 6–35 кВ (основная изоляция):
|
Напряжение кабельной линии |
Испытательное напряжение |
Частота |
Продолжительность |
|
6 кВ |
10,5 кВ |
0,1 Гц |
1 час |
|
3,5 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
7 кВ |
50 Гц |
1 час |
|
|
10 кВ |
18 кВ |
0,1 Гц |
1 час |
|
6 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
12 кВ |
50 Гц |
1 час |
|
|
20 кВ |
36 кВ |
0,1 Гц |
1 час |
|
12 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
24 кВ |
50 Гц |
1 час |
|
|
35 кВ |
60 кВ |
0,1 Гц |
1 час |
|
20 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
40 кВ |
50 Гц |
1 час |
Также испытания основной изоляции проводят испытания оболочки. Проводятся они по похожей схеме в 2 этапа:
1) 5U с пониженной частотой в течение 15 мин;
2) U с промышленной частотой в течение 24 часов.
Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена для кабельных линий 6–35 кВ (оболочка):
|
Напряжение кабельной линии |
Испытательное напряжение |
Частота |
Продолжительность |
|
6 кВ |
17,5 кВ |
0,1 Гц |
15 мин |
|
3,5 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
10 кВ |
30 кВ |
0,1 Гц |
15 мин |
|
6 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
20 кВ |
60 кВ |
0,1 Гц |
15 мин |
|
12 кВ |
50 Гц |
24 часа |
|
|
35 кВ |
100 кВ |
0,1 Гц |
15 мин |
|
20 кВ |
50 Гц |
24 часа |
Периодичность испытания кабелей из сшитого полиэтилена
Кабельные линии напряжением 6–35 кВ испытываются:
• перед вводом в эксплуатацию (перед засыпкой грунтом);
• после плановых и внеплановых ремонтов;
• в случае проведения раскопок в охранной зоне КЛ;
• через 2,5 года после ввода в эксплуатации и затем не реже 1 раза в 5 лет.
Для проведения испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяют СНЧ-установки отечественного и зарубежного производства.
Хотите сэкономьте время?
Доверьте подбор товаров профессионалам
Специалисты Кабель.РФ® знают все о данной продукции и грамотно проконсультируют Вас в выборе с учетом технических требований и помогут осуществить своевременную доставку
Ответ в течение 15 минут
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
При написании статьи про испытания повышенным напряжением кабелей с бумажной, пластмассовой и резиновой изоляцией, я не уделил внимания кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Хотя стоило, ведь методика их испытаний принципиально отличается.
В данной статье я хотел бы подробно раскрыть все нюансы по испытанию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), т.к. ни в ПУЭ (скачать последнее издание ПУЭ-7), ни в ПТЭЭП, об этом ни слова не сказано, а нормы испытаний для этих кабелей взяты из рекомендаций заводов-изготовителей, различных стандартов и ГОСТов (в том числе и зарубежных), которые значительно разнятся между собой.
Итак, поехали.
В настоящее время у нас на предприятии на замену распространенным высоковольтным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией марки ААШв все чаще приходят кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, сокращенно, СПЭ. Вот, например, один из последних проектов.
Согласно этого проекта, от распределительной подстанции напряжением 10 (кВ) до комплектной трансформаторной подстанции КТПН 10/0,4 (кВ) необходимо проложить кабель из сшитого полиэтилена марки АПвВнг(А)-LS (3х95).
Что же за кабели такие из сшитого полиэтилена?! И в чем заключается их преимущество?!
На примере кабеля АПвВнг(А)-LS рассмотрим его расшифровку и конструкцию:
- А — токопроводящая жила из алюминия
- Пв — изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ)
- Внг-LS — заполнитель и оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести с пониженным газо- дымовыделением
- (А) — категория исполнения в части пожарной безопасности
Кабель изготавливается с многопроволочными алюминиевыми жилами (1) круглого сечения (класс гибкости 2). Поверх каждой жилы методом экструзии накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (2). Далее жила изолируется пероксидносшиваемым полиэтиленом (3). На изолированную жилу методом экструзии снова накладывается экран из электропроводящей пероксидносшиваемой полиэтиленовой композиции (4). Затем на жилу накладывается комбинированный экран, состоящий из слоя электропроводящей бумаги или полимерной ленты (5), и повива из медных проволок (6), поверх которых спирально наложена медная лента.
Полученные три экранированные жилы скручиваются вокруг жгута из ПВХ пластиката (7) пониженной пожароопасности. Далее промежутки между жилами заполняются ПВХ пластикатом (8) пониженной пожароопасности и поверх накладывается оболочка из ПВХ пластиката (9) пониженной пожароопасности.
Приведу определение сшитого полиэтилена, взятое из ГОСТа Р55025-2012, п.3.7:
Вот так выглядит этот кабель в реальности. Слева, в красной оболочке, как раз таки, наш рассматриваемый кабель АПвВнг-LS, только другого сечения.
Кабели из сшитого полиэтилена могут быть не только многожильными, но и одножильными.
Про остальные марки кабелей СПЭ Вы можете более подробнее почитать на соответствующих ресурсах. Сейчас я на этом останавливаться не буду.
Кабели из сшитого полиэтилена обладают рядом преимуществ, таких как:
- отсутствие масла, что исключает возможность его вытекания при прокладке кабеля на разных перепадах высот («выдавленное» масло, или вязкий изоляционный пропиточный состав, высушит разделку, что в итоге может привести к короткому замыканию — примеры с такими авариями как раз таки приведены в статье про последствия при коротком замыкании)
- высокие изоляционные характеристики при низких диэлектрических потерях
- повышенная нагрузочная способность, по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (например, ААШв)
- значительный срок службы (не менее 40 лет), что на 10 лет больше, чем у того же кабеля ААШв
- гибкость кабеля позволяет прокладывать его в труднодоступных местах
- возможность прокладки при отрицательных температурах, вплоть до -15°С
- небольшой вес по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией
К недостаткам я бы отнес следующее:
- высокая стоимость
- необходимость прохождения обучения по его монтажу и ремонту
- необходимость в специальном инструменте для его монтажа и ремонта
- высокая стоимость испытательной установки, но об этом поговорим чуть позже
Я никого не принуждаю и не заставляю прямо сейчас брать и переходить на кабели СПЭ — каждый сам для себя делает выбор в ту или иную сторону. Хотя скажу, что переход на данный вид кабеля у нас на предприятии, да и вообще, по городу, идет не совсем охотно и, возможно, что это связано больше с его перечисленными недостатками, а именно стоимостью и затратами на обучение, инструмент и испытательную установку.
А сейчас перейдем непосредственно к теме статьи.
Нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена
Вы уже знаете, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией необходимо испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением. Так вот запомните, кабели из сшитого полиэтилена испытывать постоянным напряжением не допустимо!
Так почему же кабели СПЭ необходимо испытывать только переменным напряжением?!
Сильно вдаваться в физические и химические процессы я не буду, но при проведенных исследованиях было выявлено, что при испытании кабеля СПЭ постоянным (выпрямленным) напряжением в слое изоляции из сшитого полиэтилена и на поверхности проводящих экранов возникает накопление локальных объемных зарядов, которые в конечном счете могут привести, либо к значительному снижению срока службы кабеля, либо к пробою его изоляции. Данному явлению больше всего подвергнуты кабельные муфты, т.к. они являются наиболее слабыми элементами кабельной линии.
Ниже я приведу все найденные мной нормы по испытаниям кабелей СПЭ, а затем расскажу какой вариант мы применяем в нашей электротехнической лаборатории (ЭТЛ).
1. Инструкции заводов-изготовителей по эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена
Не удивительно, но именно здесь я и нашел отличия по нормам испытаний. Что ни инструкция, то свои требования…
Вот например, в инструкции Кольчугинского завода «Электрокабель» сказано, что токоведущие жилы необходимо испытывать относительно экрана следующим испытательным переменным напряжением:
- 3Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
- Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
- 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа
При проведении испытаний остальные жилы и экраны кабеля должны быть обязательно заземлены.
Обратите внимание, что Uо — это фазное напряжение, т.е. напряжение между фазой и «землей» (заземленной нейтралью). Кстати, здесь многие путаются и уже на этом этапе допускают ошибки, которые приводят к преждевременному выходу кабеля СПЭ именно при испытаниях.
Система электроснабжения внутризаводских сетей напряжением 10 (кВ) нашего предприятия выполнена с изолированной нейтралью, а это значит, что фазное напряжение Uо составляет в корень из 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети, т.е. при линейном напряжении 10,5 (кВ) фазное напряжение составляет порядка 6 (кВ).
Получается, что кабель из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) необходимо испытывать следующим образом:
- 18 (кВ) частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
- 6 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
- 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа
Таблица по остальным классам напряжений:
Испытание сверх низкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверх низкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы.
Помимо основной изоляции, необходимо испытывать и оболочку кабеля, но при условии, что кабель проложен в земле. Это испытание проводится постоянным (выпрямленным) напряжением 10 (кВ) в течение 1 минуты. Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа.
В инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС» требования к испытаниям несколько отличаются:
- 5Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 15 минут
- Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
Но, как альтернатива испытанию переменным напряжением, предлагается испытание кабеля проводить постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Таким образом, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.
Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.
Требования по испытанию оболочек кабеля в этой инструкции аналогичны, только постоянное (выпрямленное) напряжение 10 (кВ) должно быть приложено между экраном и заземлителем на время 10 минут, вместо 1 минуты.
2. Государственный стандарт ГОСТ Р 55025-2012
Согласно ГОСТ Р 55025-2012, п.10.6, кабели после прокладки и монтажа испытываются следующим образом:
- 3Uо частотой 0,1 (Гц) в течение 1 часа
- Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
- 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 1 часа
Как видите, нормы испытаний кабелей из сшитого полиэтилена, по сравнению с инструкцией Кольчугинского завода «Электрокабель», ни чем не отличаются.
Но в данном ГОСТе есть небольшое дополнение о том, что допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут, аналогично, как и по инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС».
Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.
Вот данные для испытаний кабелей с другими классами напряжений.
Что касаемо оболочки, то требования к ее испытанию аналогичные требованиям инструкции заводов-изготовителей (см. выше).
3. Международный стандарт МЭК (IEC) 60502-2
В международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2, п.20.2 сказано, что после монтажа кабеля и арматуры рекомендуется испытывать его следующим образом:
- 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 5 минут
- 2Uо промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (1 сутки)
Как видите, нормы испытаний, по сравнению с перечисленными выше инструкциями и ГОСТом, немного отличаются. Но удивительно то, что в данном стандарте ни слова не сказано про сверх низкую частоту 0,1 (Гц) при испытаниях.
Таким образом, для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 10 (кВ) испытательное напряжение должно составлять:
- 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 5 минут
- 12 (кВ) промышленной частотой 50 (Гц) в течение 24 часов (сутки)
Вот таблица для остальных классов напряжений.
Но в этом международном стандарте МЭК (IEC) 60502-2 предлагается альтернатива испытанию переменным напряжением, т.е. допускается испытывать кабели постоянным (выпрямленным) напряжением 4Uо в течение 15 минут. Но при этом ниже имеется примечание, что данный вид испытаний может привести к пробою изоляции кабеля!
Таким образом, кабель СПЭ напряжением 10 (кВ) допускается испытывать постоянным (выпрямленным) напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут, что полностью совпадает с требованиями инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС», и ГОСТа Р 55025-2012.
Вот данные для испытания кабелей с другими классами напряжений.
По испытанию оболочек кабелей в данном стандарте ничего не сказано, а идет перенаправление на другой международный стандарт МЭК (IEC) 60229 (Раздел 5), которого в открытом доступе я не нашел.
Заключение
В данной статье я привел Вам известные мне нормы испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, взятые из рекомендаций заводов-изготовителей, а также отечественного и зарубежного стандартов. Как видите, они немного отличаются между собой, поэтому каждый для себя сам определяет по каким нормам проводить испытания.
В нашей электролаборатории отсутствует специальная установка со сверх низкой частотой 0,1 (Гц), поэтому все кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена испытываем, согласно инструкции совместной разработки ОАО «ВНИИКП» и ОАО «Фирма ОРГРЭС и нашего отечественного ГОСТа Р 55025-2012, а именно постоянным напряжением 24 (кВ) в течение 15 минут.
Фрагмент протокола испытания кабеля из сшитого полиэтилена АПвВнг(А)-LS напряжением 10 (кВ) и сечением жил 3(1х95/25):
В качестве испытательного аппарата мы используем аппарат АИД-70 или АИИ-70 с выпрямителем.
Сам процесс (методика) испытаний нисколько не отличается от испытаний кабелей с традиционной изоляцией и об этом я подробно рассказывал в статье, ссылочку на которую привел в самом начале.
Вариант испытания переменным напряжением в течение часа, а тем более в течение 24 часов (целых суток), мы даже и не рассматривали. Даже не представляю себе, как физически можно испытывать кабель такое длительное время. Ведь в процессе испытаний необходимо непосредственно присутствовать и контролировать параметры испытательного напряжения, тока утечки, различного рода скачки, пробой и т.п.
Да и к тому же, как показала практика, навести испытательное переменное напряжение частотой 50 (Гц) на кабели длиной более 100 метров физически не представляется возможным из-за повышенной емкости кабеля на такой частоте. При незначительном наведении испытательного напряжения в кабеле появляется значительный емкостной ток, при котором срабатывает защита испытательного аппарата.
Испытывать кабели СПЭ постоянным напряжением все же как-то боязно, но за все время ни один кабель не вышел из строя во время испытаний и дальнейшей эксплуатации.
Дополнение 1. На данный момент мы полностью отказались от испытаний кабелей СПЭ постоянным напряжением, потому что уже неоднократно доказано на практике, что постоянное напряжение для такого вида изоляции все же является разрушающим.
Вопросы
Вопрос 1. Расскажите про свой опыт испытаний кабелей из сшитого полиэтилена. Чем руководствуетесь, какими нормами? Каким напряжением испытываете — переменным или постоянным? Какая длительность испытаний? Какими устройствами и аппаратами пользуетесь? Я думаю, что многим из читателей, и мне в том числе, важно знать мнения тех, кто уже имеет более «богатую» практику и опыт испытаний таких видов кабелей.
Вопрос 2. Планирую на следующий год заложить в бюджет приобретение установки сверх низкой частоты (СНЧ) для испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. На электротехническом рынке сейчас представлено множество моделей и установок СНЧ, причем, как отечественных так и зарубежных производителей. Правда они все дорогостоящие и их стоимость находится в пределах от 500 тыс.руб. и выше. Какими установками СНЧ Вы пользуетесь при испытаниях? Напишите в комментариях свои отзывы (достоинства и недостатки) по работе с той или иной установкой.
Дополнение 2. Изначально присматривался к австрийским установкам HVA-28 и HVA-30. Их стоимость на момент написания статьи составляла около 1 млн. рублей. Но из-за значительного ограничения бюджета на 2017 год пришлось присмотреться к более дешевым представленным установкам на рынке. Таким образом, попалась мне на глаза приставка АВ-60-01. Планирую ее использовать в паре с существующими аппаратами АИИ-70 и АИД-70. Характеристики приставки АВ-60-01 вполне подходят нашим требованиям (величина выходного напряжения, емкость объекта и т.п.).
Правда есть один отрицательный момент. По указаниям завода-изготовителя вес приставки АВ-60-01 составляет около 100 (кг). Я изначально был очень сильно удивлен этому, ведь такую установку далеко не унесешь, а зачастую нам приходится испытывать кабели на различных подстанциях, причем далеко не одноэтажных.
Но не так давно к нам приезжали сотрудники сторонней ЭТЛ на испытание кабелей из сшитого полиэтилена с этой самой приставкой АВ-60-01. И как оказалось, на самом деле она не весит свои заявленные 100 (кг). Реальный вес ее высоковольтного блока не более 40 (кг). По испытаниям тоже нареканий нет, так что скорее всего свой выбор остановлю именно на ней. К тому же ее стоимость вполне приемлема по сравнению с указанными выше установками, и составляет порядка 150-170 тыс. руб.
Другая ЭТЛ, привлеченная со стороны, испытывала кабели СПЭ с помощью установки Frida производства Baur (Австрия).
Установка Frida мне очень понравилась, т.к. она более компактная и не требует отдельного испытательного аппарата, как в случае с АВ-60-01. Frida — это самостоятельная испытательная установка. Во время испытаний можно наблюдать множество различных параметров (изоляция, емкость, ток, температура, вид синусоиды, время и т.п.). Правда вот данная установка имеет более высокую стоимость по сравнению с приставкой АВ-60-01 или АИСТ СНЧ 36, которую мы решили приобрести.
P.S. Всем за ранее спасибо за ответы, советы и рекомендации.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
Указания по прокладке и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6, 10, 15, 20, 35 кВ.
Прокладка кабелей.
Кабели должны быть проложены в соответствии с действующими «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).
Кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для эксплуатации при прокладке в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается прокладка этих кабелей на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.
Прокладка одножильного кабеля в стальной трубе не допускается.
Кабели указанных марок с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки в земле, а также в воде (в несудоходных водоемах) — при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.
Кабели марок ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс, содержащих более 4 поворотов под углом свыше 30 градусов или прямолинейные участки с более чем 4 переходами в трубах длиной свыше 20 м или с более чем 2 трубными переходами длиной свыше 40 м.
Кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, ПвБВ, АПвБВ, ПвБВнг-LS, АПвБВнг-LS могут быть проложены в сухих грунтах (песок, песчано-глинистая и нормальная почва с влажностью менее 14%).
Кабели марок ПвВнг-LS, ПвБВнг-LS могут быть использованы для прокладки во взрывоопасных зонах классов В-I, B-Ia; кабели марок АПвВнг-LS, АПвБВнг-LS — во взрывоопасных зонах В-1б, В-1г, B-II, B-II a.
Прокладка кабелей должна осуществляться в соответствии с действующей документацией, утвержденной в установленном порядке. Кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровней.
Допустимая температура прокладки.
Кабели могут быть проложены без предварительного подогрева при температуре не ниже -20 °С (для марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП), не ниже -15 °С — (для марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS и АПвВнг-LS, ПвБВ, АПвБВ, ПвБВнг-LS, АПвБВнг-LS). При более низких температурах кабель должен быть предварительно прогрет до необходимой температуры. Для этого кабель может быть выдержан в теплом помещении (при температуре 20 °С) не менее 24 ч или прогрет с помощью специального оборудования (установка горячего воздуха).
Допустимое усилие натяжения кабеля.
Тяжение кабелей во время прокладки должно осуществляться при помощи кабельного чулка или за токопроводящие жилы при помощи клинового захвата. Усилия, возникающие во время тяжения кабеля с алюминиевой жилой, не должны превышать 30 Н/мм2 сечения жилы, кабеля с медной жилой — 50 Н/мм2.
Допустимый радиус изгиба.
Минимальный радиус изгиба кабеля при прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров для одножильных кабелей и 12 наружных диаметров для трехжильных кабелей.
Число изгибов кабеля под углом до 90 ° на трассах прокладки должно быть не более 8 на строительную длину кабеля.
При монтаже одножильных кабелей с использованием специального шаблона допускается минимальный радиус изгиба кабеля 7,5 наружных диаметров.
Электрическое испытание после прокладки и монтажа.
После прокладки и монтажа кабелей рекомендуется проводить испытание кабельной линии переменным напряжением 3U0 частотой 0,1 Гц в течение 60 мин. или переменным напряжением U0 номинальной частотой 50 Гц в течение 24 ч, или переменным напряжением 2U0 номинальной частотой 50 Гц в течение 60 мин., где U0 — номинальное напряжение кабеля между жилой и экраном в нормальном режиме эксплуатации, кВ.
При испытании изоляции кабелей напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле кабеля. При этом остальные жилы и все экраны должны быть заземлены. Допускается одновременное испытание всех трех фаз кабельной линии.
Оболочка кабеля, проложенного в земле, должна быть испытана постоянным напряжением 10 кВ, приложенным между металлическим экраном и заземлителем или между броней и заземлителем, в течение 1 мин.
После испытания металлический экран и броню необходимо заземлить. Пластмассовые оболочки кабелей, проложенных на воздухе, не испытывают.
Транспортировка электроэнергии потребителям – сложная задача, решение которой не обходится без использования высоковольтных кабелей. На протяжении многих десятилетий в силовых кабельных линиях (КЛ) используют кабели с бумажной изоляцией, пропитанной вязким маслоканифольным составом, однако сегодня им на смену приходят более совершенные кабели из сшитого полиэтилена (СПЭ). В сравнении с бумажными предшественниками СПЭ кабели, рассчитанные на применение в КЛ напряжением 6 – 35кВ имеют ряд неоспоримых преимуществ:
- повышенную нагрузочную способность;
- высокие изоляционные свойства, обусловленные низкими диэлектрическими потерями;
- больший срок службы (на 30% выше, чем у бумажных кабелей);
- пластичность – более гибкий кабель облегчает возможность его прокладки;
- низкий вес.
Кроме того, отсутствие вязкой пропитки исключает возможность ее перетекания с нарушением однородной структуры изоляции, например, на кабельных линиях с перепадом высот или монтаже кабельных муфт. Это снижает вероятность пробоя изоляции и возникновения коротких замыканий.
К числу недостатков кабелей из сшитого полиэтилена можно отнести сравнительно высокую стоимость, которая в принципе компенсируется увеличением срока службы кабеля и сложным оборудованием, необходимым для проведения испытаний.
Состоят кабели из токопроводящих жил (одно или многопроводных), изолированных слоем из пероксидносшиваемого полиэтилена и покрытых оплеткой экрана. Помещены они в оболочку кабеля из поливинилхлорида, промежутки между жилами и оболочкой заполнены ПВХ наполнителем, все материалы характеризуются пониженной пожарной опасностью.
Методики и периодичность испытаний кабеля из сшитого полиэтилена
Основную угрозу для кабеля СПЭ представляют повреждения оболочки, вероятность которых не исключена при работах по прокладке и монтажу кабельных линий. Такие дефекты в силовых кабелях могут не проявлять себя сразу, но существенно снижать их ресурс. Зачастую они незаметны визуально, и выявить их удается лишь при проведении диагностики КЛ.
Еще одним отличием СПЭ от бумажного кабеля являются особенности проведения высоковольтных испытаний. Привычные испытания кабелей с бумажной изоляцией повышенным постоянным напряжением абсолютно недопустимы для СПЭ. Сшитый полиэтилен накапливает статический заряд, который в конечном итоге приводит к потерям изоляционных свойств. В связи с этим испытания кабелей такого типа производится только повышенным напряжением переменного тока, в том числе сверхнизкой частоты 0.1Гц.
Единых норм для проведения диагностики кабеля СПЭ не существует, поэтому методики испытания предлагают сами производители кабельной продукции. Как правило, они включают испытания:
- повышенным переменным напряжением частотой 0.1Гц;
- повышенным переменным промышленной частоты – 50Гц.
В ходе испытаний высокое напряжение поочередно прикладывается к одной из жил, в то время как остальные жилы и все экраны заземлены. Значения испытательных напряжений и время их воздействия указаны в документации на кабельную продукцию. Так для кабеля из сшитого полиэтилена производства АО «Электрокабель» Кольчугинский завод» рекомендованы следующие режимы испытания:
- с трехкратным превышением фазного напряжения частотой 0.1Гц – 1 час;
- удвоенным фазным напряжением частотой 50Гц – 1 час;
- под рабочим фазным напряжением в течение суток.
Аналогичным образом испытывается оболочка:
- на сверхнизкой частоте ей предстоит выдержать пятикратное значение фазного напряжения в течение 15 минут;
- на промышленной частоте она проверяется при номинальном напряжении в течение суток.
Для проведения испытаний необходимо специальное сверхнизкочастотное высоковольтное оборудование.
Испытание КЛ на кабелях из сшитого полиэтилена производятся:
- перед введением кабеля в эксплуатацию (до засыпки грунтом);
- через 2.5 года после начала эксплуатации;
- не реже раза в 5 лет в процессе эксплуатации;
- по окончании планового (непланового) ремонта;
- после проведения земляных работ в зоне прокладки кабеля.
Подобные новости
Электролаборатория «Макс-энерго» выполняет работы по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ) сверхнизкой частотой 0,1 (Гц). На данный момент в регионе не так много аттестованных лабораторий, способных провести высоковольтные испытания кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ) ввиду отсутствия необходимого оборудования. Все они продолжают по старинке испытывать кабель из СПЭ постоянным напряжением (как обычный высоковольтный кабель). У нас есть новейшее электрооборудование, современные мобильные аппараты и специалисты, способные в кратчайшие сроки провести данный вид испытаний.
Утвержден ГОСТ на испытание кабеля из сшитого полиэтилена, который фиксирует требования к проведению процедуры испытаний. «Макс-энерго» гарантирует профессиональное выполнение испытаний в соответствии с ГОСТом. Кроме того, Федеральной службой по аккредитации нам выданы разрешительные документы, которые дают право компании проводить испытания кабелей из сшитого полиэтилена 6 и 10 кВ и выдавать протоколы установленного образца на результаты испытаний.
На смену кабелям для высокого напряжения, имеющим пластмассовую или поливинилхлоридную изоляцию, приходит кабель СПЭ. Изоляция такого продукта изготовлена из сшитого полиэтилена (СПЭ).
Отечественный рынок кабельной продукции отмечает высокую востребованность изделий с изоляцией из сшитого полиэтилена. По российскому стандарту товары данного вида обозначаются аббревиатурой СПЭ, в международном учете используются обозначения VPE, PEX.
Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена проводятся перед вводом кабельных линий в эксплуатацию, после ремонтных работ по восстановлению поврежденной изоляции кабелей (кроме ремонта оболочек), после перекладки концевых муфт, периодические испытания по графику.
Кабели из сшитого полиэтилена обладают рядом преимуществ:
- отсутствие масла, что исключает ошибку и возможность его вытекания при прокладке кабеля на разных перепадах высот («выдавленное» масло, или вязкий изоляционный пропиточный состав высушит разделку, что в итоге может привести к короткому замыканию — примеры с такими авариями как раз приведены в статье про последствия при коротком замыкании);
- высокие изоляционные характеристики при низких диэлектрических потерях;
- повышенная нагрузочная способность по сравнению с проводами различного сечения для сетей с бумажно-пропитанной изоляцией (например, ААШв);
- значительный срок службы (не менее 40 лет), что на 10 лет больше, чем у того же кабеля ААШв; • гибкость позволяет прокладывать его в труднодоступных местах;
- возможность прокладки при отрицательных температурах, вплоть до -15°С;
- небольшой вес по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией.
Мы проводим испытания оболочки проложенных кабелей из сшитого полиэтилена 10 кВ повышенным напряжением на объектах. Подобная процедура помогает определить его состояние и своевременно организовать ремонт или провести замену элемента. В целом это обеспечивает безотказное функционирование КЛ, позволяет избежать аварий и таким образом сэкономит предприятию время и бюджет.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- необходимость обучаться его монтажу и ремонту;
- наличие специального инструмента для его монтажа и ремонта;
- высокая стоимость установки для испытания изоляции кабеля из сшитого полиэтилена.
В результате проведенных исследований были получены данные, что при испытании кабеля СПЭ постоянным (выпрямленным) напряжением в слое изоляции из сшитого полиэтилена и на поверхности проводящих экранов накапливаются локальные объемные заряды, которые в конечном счете могут привести либо к значительному снижению срока службы кабеля, либо к пробою его изоляционных материалов. Данному явлению больше всего подвергнуты кабельные муфты, так как они являются наиболее слабыми элементами кабельной линии.
Испытание СПЭ кабеля сверхнизкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверхнизкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы.
Испытательное напряжение кабеля из сшитого полиэтилена выбирается из рабочего напряжения кабельной линии.
Подготовка включает в себя следующие этапы.
- Проверка на целостность (прозвонка) кабелей. Это позволяет удостовериться в неразрывности жил кабелей и убедиться, что оба конца принадлежат одному кабелю (чтобы не подать повышенное напряжение в неизвестность).
- Замер сопротивления изоляции кабелей испытывается мегомметром (мегаомметром) на 2500 Вольт.
Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа (60 минут).
ВАЖНО!!! Только высоковольтные испытания (а не замер сопротивления изоляции) дают полное представление о состоянии кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ).
Высоковольтные испытания электрокабеля из сшитого полиэтилена для кабельных линий 6кВ, 10кВ, 20кВ, 35кВ (основная изоляция):
|
Напряжение кабельной линии, кВ |
Испытательное напряжение, кВ |
Частота, Гц |
Продолжительность, ч |
|---|---|---|---|
|
6 |
10,5 |
0,1 |
1 |
|
3,5 |
50 |
24 |
|
|
7 |
50 |
1 |
|
|
10 |
18 |
0,1 |
1 |
|
6 |
50 |
24 |
|
|
12 |
50 |
1 |
|
|
20 |
36 |
0,1 |
1 |
|
12 |
50 |
24 |
|
|
24 |
50 |
1 |
|
|
35 |
60 |
0,1 |
1 |
|
20 |
50 |
24 |
|
|
40 |
50 |
1 |
Чтобы быть уверенными в качественном проведении испытаний кабелей повышенным напряжением, обращайтесь в компании, которые могут гарантировать точность и грамотность проведения работ. В компании Макс-Энерго испытания проводятся в точном соответствии с инструкциями заводов изготовителей кабельной оболочки.
- Испытание кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ) напряжением;
- Испытание кабелей из сшитого полиэтилена 6 кВ
- Испытание кабелей из сшитого полиэтилена 10 кВ;
- Испытание кабелей постоянкой;
- Электроизмерения одножильного кабеля;
- Проверка электробезопасности;
- Определение утечки тока и некачественного контакта.
Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ) используется для прокладки КЛ (кабельных линий) 6–35 кВ. Раньше чаще использовался кабель с бумажной изоляцией, но СПЭ-кабель лучше отвечает современным требованиям.
Однако, есть много вопросов о его обслуживании, порядке проверки и периодичности испытаний.
Несмотря на все преимущества СПЭ кабелей, его надежность зависит не только от имеющихся заводских характеристик, правильности осуществления прокладки и профессиональности выполнения монтажа, но и от уровня технического обслуживания, его своевременного проведения, диагностики при приёмке и в процессе эксплуатации.
Для организаций и предприятий, работающих с данными кабелями, вопрос технического обслуживания всегда актуален.
Кабель из сшитого полиэтилена: нормы испытаний
Уязвимая часть СПЭ — его наружная оболочка. При ее повреждении кабель не моментально выходит из строя, но его ресурс постепенно уменьшается. Такой вид повреждений встречается чаще всего.
Кабели с бумажной изоляцией испытывают постоянным током, но с СПЭ такой подход недопустим. При испытании постоянным током в изоляции кабеля накапливается статический заряд, это ведет к разрушению изоляции, а далее кабель выходит из строя.
Поэтому чаще всего СПЭ испытывают переменным током с повышенным напряжением и сверхнизкой частотой.
Нет единых норм испытания. У каждого производителя собственная инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена, утвержденная на производстве. Рассмотрим один из таких примеров.
Испытание кабеля из сшитого полиэтилена
В СССР кабели с СПЭ не производились и не применялись. Поэтому и нормативной базы ГОСТ по ним нет. Исключение — ГОСТ Р 55025—2012, который носит рекомендательный характер. Методики и нормы испытаний кабельных линий основываются на рекомендациях западных фирм — изготовителей. Они начали производство кабелей СПЭ в начале 80-х годов и к настоящему времени пришли к стандартам в этой области. В России по умолчанию действуют европейские стандарты.
Методы испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена отличаются от испытаний прочих кабельных линий, это отдельный вид работ.
Ключевое преимущество СПЭ изоляции — высокая диэлектрическая прочность и длительное сохранение характеристик. СПЭ долговечно, мало зависит от температуры
Накопление объемного заряда в изоляции из сшитого полиэтилена
СПЭ изоляция в своем объеме содержит молекул воды. При подаче напряжения на кабель эти молекулы склонны к поляризации.
Наличие микровключений воды — следствие принципов технологии производства и исключить этого нельзя (масло с 0% жирности перестает быть маслом.)
Поляризация молекул приводит к образованию «микроконденсаторов» в массиве изоляции. Когда внешнее электрическое поле исчезает (убрали напряжение), поляризация сохраняется.
На кабели из сшитого полиэтилена, которые работают на переменном токе промышленной частоты (чистая синусоида, 50 Гц), этот эффект не влияет. За время полупериода степень поляризации не успеет достигнуть существенных значений, а постоянная смена направления вектора электрического поля (полярности приложенного к кабелю напряжения) препятствует накоплению объемного заряда.
Испытания повышенным напряжением кабелей из сшитого полиэтилена
Если испытывать кабель СПЭ способом традиционным для кабелей с бумажной изоляцией, то это приведет к росту поляризации микровключений и образованию древовидных структур в объеме изоляции в кабеле. Это начальная стадия пробоя кабеля. Подача выпрямленного напряжения на кабель из сшитого полиэтилена ведет к необратимым изменениям в изоляции и выходу его из строя.
Амплитуда и частота испытательного напряжения для СПЭ кабелей
Для испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо переменное напряжение, строго симметричной формы.
Производители кабелей нормируют амплитуду, частоту и длительность испытательного напряжения, применяемого к кабелю. Для оценки состояния изоляции кабеля важны параметры dU/dT и количество изменений направления вектора электрического поля, которые только косвенно отражаются через значение частоты напряжения и длительности испытания кабеля.
Понятно, что чем выше частота испытательного напряжения, тем больше требуемая выходная мощность испытательной установки (при той же длине). А чем ниже номинальная частота, тем больше времени потребуется на испытание кабеля (для обеспечения требуемого количества переходов через «0»).
Наилучшим вариантом было бы испытание на частоте 50 Гц, но стоимость (да и габариты) требуемых установок достаточно высокая.
Принятые нормы испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена
К началу 90-х годов общепринятые нормы и правила эксплуатации кабелей из сшитого полиэтилена устоялись. Элементная база испытательных приборов, которая появилась к тому моменту, позволила установить баланс между стоимостью, массой и габаритами испытательных установок. Вместе с тем единого стандарта ни в Европе, ни, соответственно, в России до сих пор нет. Опыт европейских коллег очень ценный, он дает возможность структурировать информацию, касающуюся вопросов прокладки, диагностики и обслуживания кабельных линий.
Виды повреждений кабелей, имеющих СПЭ-изоляцию
Выделяются четыре типа повреждений:
- внешние повреждения изоляции, которые возникают в результате нарушения технологии прокладки. Такие повреждения составляют 70% общего количества регистрируемых повреждений кабелей;
- внутренние повреждения изоляции, как результат несоблюдения правил эксплуатации (испытанием постоянным напряжением) и естественного устаревания;
- повреждения защитного экрана кабеля;
- разнотипные повреждения кабельных жил.
Повреждения кабеля из сшитого полиэтилена
Испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением постоянного тока приводит к образованию объемного заряда на микровключениях молекул воды. Разрядка данного заряда при снятии с кабеля остаточного заряда путем заземления не происходит, потому что снизу и сверху данного «конденсатора» находится сшитый полиэтилен (диэлектрик).
Дальнейшая подача рабочего напряжения приводит к суммированию напряженностей электрополей и может вызвать локальное превышение предела прочности изоляции. Образуются электрические «древовидные» структуры (водные триинги). Изоляция повреждается, а наличие частичных разрядов в слабых местах изоляции приводит к развитию триингов.
Их разрастанию также способствует действие электрополя, имеющаяся вода, механические дефекты. Все эти факторы вместе с возникшими водяными деревьями приводят к пробою, который возникает в месте основного скопления данных водяных деревьев.
Водные триинги в изоляции СПЭ кабелей
Постоянно изменяющаяся полярность заряда компенсирует накапливающиеся заряды и происходит их разрядка. Эффективно испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ (напряжением сверхнизкой частоты) — можно достичь максимальной скорости развития пробоя и выявить имеющиеся дефекты в течение испытания. Форма выходного напряжения должна быть симметричной – это важно.
В цикле есть положительная и отрицательная половина, они не идентичны, так как вида сигнала зависит от величины нагрузки. Именно из-за этого и накапливается постоянная составляющая, что приводит к образованию объемного заряда. Этого не произойдет, если форма синусоиды испытательного напряжения является полностью симметричной.
Какие типы испытаний СПЭ обязательны
Испытания кабеля СПЭ проводить напряжением СНЧ (синусоидальным напряжением), которые комбинируются с диагностикой ЧР (частичный разряд).
Силовой кабель из сшитого полиэтилена для поиска повреждений испытывается с помощью проведения следующих процедур:
- Контроль оболочки;
- Проверка прочностных характеристик кабеля с выполнением СНЧ испытаний на частоте 0,1 Гц при напряжении 3кВ;
- Диагностика ЧР при затухающем переменном напряжении (DAC).
Кабельные линии 6 – 35 кВ из сшитого полиэтилена обязательно подвергают следующим типам испытаний:
- Перед включением в работу;
- После окончания ремонтных работ;
- Периодическое плановое испытание 1 раз в течение 5 лет.
Оболочки кабеля СПЭ, который пролегает в земле, испытывают:
- Перед использованием кабельной линии;
- После выполнения ремонтных работ основной (внешней) изоляции кабельной линии.
Электрические испытания после прокладки кабеля
Этот период испытаний кабеля СПЭ является обязательным действием перед началом эксплуатации кабельной линии. Цель испытания – определить правильность прокладки кабелей и проверить надежность кабельной арматуры. Выполнение испытаний производится до засыпки землей.
После осмотра кабельной трассы и сооружений, совершают электрические испытания кабеля для устранения обнаруженных дефектов:
- Испытание переменным напряжением частотой до 400 Гц время проведения – 15 мин;
- Разрешено испытывать кабель переменным напряжением промышленной частотой 50 Гц в течение 1 суток;
- Или постоянным напряжением (длится 15 мин).
Временные нормы испытания кабелей из сшитого полиэтилена при частоте 0,1 Гц:
- Для испытания кабелей из сшитого полиэтилена 6 кВ прикладывается напряжение 17,5 кВ в течение 15 мин.
- Для испытания кабелей из сшитого полиэтилена 10 кВ берут напряжение 30 кВ.
- Для испытания кабелей из сшитого полиэтилена 35 кВ справедливо использование напряжения 100 кВ в течение 15 мин.
На кабели 10, 20, 35 кВ подается соответствующее, троекратно превышающее значение фазное напряжение.
Напряжение прикладывается между фазной жилой и ее экраном по отдельности. Обязательно во время этого испытания заземлить все необрабатываемые жилы. Разрешено проводить испытание всех трех фаз. После выполнения испытания постоянным напряжением требуется заземлить или закоротить токопроводящую жилу с экраном из меди, на время около часа.
Пластмассовая оболочка кабеля, которая пролегает в земле, испытывается при отделении экрана от «земли» и проверяется между экраном и «землей» напряжением 5кВ для кабеля с оболочкой ПЭ. 3 кВ – кабель ПВХ. Отсутствие толчков тока утечки и отсутствие его нарастания после ставшего стабильным значением говорят о том, что оболочка кабеля прошла испытания.
Если у вас возникают вопросы связанные с нашими услугами, вы хотите узнать цены или получить отзывы или другую полезную информацию, то свяжитесь с нашими менеджерами любым удобным для вас способом.