Контроль технического состояния кабельных линий

Эксплуатация кабельных линий имеет свои особенности, так как обнаружить дефекты в ней простым осмотром не всегда удается. Поэтому осуществляются проверки состояния изоляции, контроль за нагрузкой и температурой кабеля.

Кабели с точки зрения проверки изоляции являются наиболее трудным элементом электрооборудования. Это связано с возможной большой длиной кабельных линий, неоднородностью грунта по длине линии, неоднородностью изоляции кабеля.

Для выявления грубых дефектов в кабельных линиях производят на напряжение 2500 В. Однако показания мегаомметра не могут служить основанием для окончательной оценки состояния изоляции , поскольку они в значительной степени зависят от длины кабельной линии и дефектов концевых заделок.

Связано это с тем, что емкость силового кабеля велика и в течение времени измерения сопротивления она не успевает полностью зарядиться, поэтому показания мегаомметра будут определяться не только установившимся током утечки, но и зарядным током, а измеренное значение сопротивления изоляции будет значительно занижено.

Основным методом контроля состояния изоляции кабельной линии является . Цель испытаний состоит в выявлении и своевременном устранении развивающихся дефектов изоляции кабеля, муфт и концевых заделок, с тем чтобы предупредить возникновение повреждений в процессе работы. При этом, кабели напряжением до 1 кВ повышенным напряжением не испытывают, а измеряют сопротивление изоляции мегаомметром напряжением 2500 В в течение 1 мин. Оно должно быть не ниже 0,5 МОм.

Проверка коротких кабельных линий в пределах одного распределительного устройства выполняется не чаще 1 раза в год, т. к. они меньше подвержены механическим повреждениям и их состояния чаще контролируется персоналом. Испытание повышенным напряжением кабельных линий более 1 кВ проводят не реже одного раза в 3 года.

Основным способом испытания изоляции кабельных линий является проверка повышенным напряжением постоянного тока . Это объясняется тем, что установка на переменном токе при равных условиях имеет гораздо большую мощность.

В состав испытательной установки входят: трансформатор, выпрямитель, регулятор напряжения, киловольтметр, микроамперметр.

При проверке изоляции напряжение от мегаомметра или испытательной установки подводится к одной из жил кабеля, при этом остальные его жилы надежно соединяют между собой и заземляют. Напряжение плавно повышается до нормируемого значения и выдерживается требуемое время.

Состояние кабеля определяется по току утечки . При удовлетворительном его состоянии подъем напряжения сопровождается резким возрастанием тока утечки за счет зарядки емкости, затем снижается до 10 - 20 % максимального значения. Кабельная линия считается пригодной к эксплуатации, если при испытаниях не произошло пробоя или перекрытия по поверхности концевой муфты, не наблюдается резких толчков тока и заметного роста тока утечки .

Перегрузки кабеля, носящие систематический характер , приводят к ухудшению изоляции и сокращению длительности работы линии. Недогрузки связаны с недоиспользованием проводникового материала. Поэтому при эксплуатации кабельной линии периодически проверяют, чтобы токовая нагрузка в них соответствовала установленной при вводе объекта в эксплуатацию. Максимально допустимые нагрузки кабелей определяются требованиями .

Контролируют нагрузки кабельных линий в сроки, определяемые главным энергетиком предприятия, но не реже 2 раз в год. При этом один раз указанный контроль производится в период осенне-зимнего максимума нагрузки. Контроль осуществляется наблюдением за показаниями амперметров на питающих подстанциях, а при отсутствии их - с помощью переносных приборов или .

Допустимые токовые нагрузки для длительного нормального режима работы кабельных линий определяются с помощью таблиц, приводимых в электротехнических справочниках. Эти нагрузки зависят от способа прокладки кабеля и вида охлаждающей среды (земля, воздух).

Для кабелей, проложенных в земле, длительно допустимая нагрузка принимается из расчета прокладки одного кабеля в траншее на глубине 0,7 - 1 м при температуре земли 15°С. Для кабелей, проложенных на открытом воздухе, температура окружающей среды принимается равной 25°С. Если расчетная температура окружающей среды отличается от принятых условий, то вводится поправочный коэффициент.

За расчетную температуру земли принимается наивысшая среднемесячная температура из всех месяцев года на глубине прокладки кабеля.

За расчетную температуру воздуха принимается наибольшая среднесуточная температура, повторяющаяся не менее трех раз в году.

Длительно допустимая нагрузка кабельной линии определяется по участкам линий с наихудшими условиями охлаждения, если длина этого участка не менее 10 м. Кабельные линии до 10 кВ при коэффициенте предварительной нагрузки не более 0,6 - 0,8 могут кратковременно перегружаться. Допустимые нормы перегрузок с учетом их длительности приводятся в технической литературе.

Для более точного определения нагрузочной способности, а также при изменении температурных условий эксплуатации осуществляется температурный контроль кабельной линии . Контролировать непосредственно температуру жилы на работающем кабеле невозможно, т. к. жилы находятся под напряжением. Поэтому одновременно производят измерение температуры оболочки (брони) кабеля и тока нагрузки, а затем пересчетом определяют температуру жилы и максимально допустимую токовую нагрузку.

Измерение температуры металлических оболочек кабеля, проложенного открыто, проводят обычными термометрами, которые укрепляются на броне или свинцовой оболочке кабеля. Если кабель проложен в земле, измерение производится с помощью термопар. Рекомендуется устанавливать не менее двух датчиков. Провода от термопар укладываются в трубу и выводятся в удобное и безопасное от механических повреждений место.

Температура токопроводящей жилы не должна превышать:

для кабелей с бумажной изоляцией до 1 кВ - 80° С, до 10 кВ - 60° С;

для кабелей с резиновой изоляцией - 65° С;

для кабелей в поливинилхлоридной оболочке - 65° С.

В том случае, когда токоведущие жилы кабеля нагреваются выше допустимой температуры, принимают меры по устранению перегрева - уменьшают нагрузку, улучшают вентиляцию, заменяют кабель на кабель большего сечения, увеличивают расстояние между кабелями.

При прокладке кабельных линий в почве, агрессивной по отношению к их металлическим оболочкам (солончаки, болота, строительный мусор), возникает почвенная коррозия свинцовых оболочек и металлического покрова . В подобных случаях периодически проверяют коррозийную активность грунта, беря пробы воды и грунта. Если при этом будет установлено, что степень почвенной коррозии угрожает целостности кабеля, то принимают соответствующие меры - устраняют загрязнение, заменяют грунт и т. д.

Определение мест повреждения кабельной линии

Определение мест повреждения кабельных линий представляет довольно сложную задачу и требует применения специальной аппаратуры. Работы по ликвидации повреждений кабельной линии начинаются с установления вида повреждения . Во многих случаях это удается сделать с помощью мегаомметра. Для этой цели с обоих концов кабеля проверяют состояние изоляции каждой жилы по отношению к земле, исправность изоляции между отдельными фазами, отсутствие обрывов в жилах.

Определение места повреждения обычно проводят в два этапа - сначала определяют зону повреждения с точностью 10 - 40 м, а после этого уточняют место возникновения дефекта на трассе.

При определении зоны повреждения учитываются причины его возникновения и последствия отказа. Наиболее часто наблюдается обрыв одной или нескольких жил с заземлением их или без него, возможно также сваривание токоведущей жилы с оболочкой при длительном протекании тока короткого замыкания на землю. При профилактических испытаниях чаще всего возникает замыкание токоведущей жилы на землю, а также заплывающий пробой.

Для определения зоны повреждения используется несколько методов: импульсный, колебательного разряда, петлевой, емкостной.

Импульсный метод применяется при однофазных и междуфазных замыканиях, а также при обрыве жил. К методу колебательного разряда прибегают при заплывающем пробое (возникает при высоком напряжении, исчезает при низком). Петлевой метод используется при одно-, двух- и трехфазных замыканиях и наличии хотя бы одной неповрежденной жилы. Емкостной метод находит применение при обрывах жил. В практике эксплуатации наибольшее распространение получили первые два метода.

При использовании импульсного метода применяются достаточно простые приборы. Для определения зоны повреждения от них в кабель посылаются кратковременные импульсы переменного тока. Дойдя до места повреждения, они отражаются и возвращаются обратно. О характере повреждения кабеля судят по изображению на экране прибора. Расстояние до места повреждения можно определить, зная время прохождения импульса и скорость его распространения.

Применение импульсного метода требует снижения переходного сопротивления в месте повреждения до десятков и даже долей ома. С этой целью изоляцию прожигают за счет преобразования электрической энергии, подводимой к месту повреждения, в тепловую. Прожиг осуществляют постоянным или переменным током от специальных установок.

Метод колебательного разряда заключается в том, что поврежденная жила кабеля заряжается от выпрямительного устройства до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает колебательный процесс. Период колебаний этого разряда соответствует времени двукратного пробега волны до места повреждения и обратно.

Продолжительность колебательного разряда измеряется осциллографом или электронным миллисекундомером. Погрешность измерений данным методом составляет 5 %.

Уточняют место повреждения кабеля непосредственно на трассе с использованием акустического или индукционного метода.

Акустический метод основан на фиксации колебаний грунта над местом повреждения КЛ, вызываемых искровым разрядом в месте нарушения изоляции. Метод используется при повреждениях типа "заплывающий пробой" и обрыве жил. При этом определяется повреждение в кабеле, находящемся на глубине до 3 м и под водой до 6 м.

В качестве генератора импульсов обычно используют установку высокого напряжения постоянного тока, от которой посылаются импульсы в кабель. Колебания грунта прослушиваются специальным прибором. Недостаток метода заключается в необходимости использовать передвижные установки постоянного тока.

Индукционный метод отыскания мест повреждения кабеля базируется на фиксации характера изменений электромагнитного поля над кабелем, по жилам которого пропускается ток высокой частоты. Оператор, продвигаясь вдоль трассы и используя рамочную антенну, усилитель и наушники, определяет место повреждения. Точность определения места повреждения достаточно высока и составляет 0,5 м. Этот же метод может быть использован для установления трассы кабельной линии и глубины заложения кабелей.

Ремонт кабелей

Ремонт кабельных линий производится по результатам осмотров и испытаний. Особенностью выполнения работ является то обстоятельство, что кабели, подлежащие ремонту, могут находиться под напряжением, и кроме того они могут располагаться близко к действующим кабелям, находящимся под напряжением. Поэтому необходимо соблюдать личную безопасность, нельзя повреждать близлежащие кабели.

Ремонт кабельных линий может быть связан с раскопками. Во избежание повреждений близлежащих кабелей и инженерных коммуникаций на глубине более 0,4 м земляные работы выполняются только лопатой. При обнаружении каких-либо кабелей или подземных коммуникаций работы прекращаются и ставится в известность ответственный за выполнение работ. После вскрытия необходимо позаботиться о том, чтобы не повредить кабель и муфты. С этой целью под него подкладывается прочная доска.

Основными видами работ при повреждении кабельной линии являются: ремонт броневого покрова, ремонт оболочек, муфт и концевых заделок.

При наличии местных разрывов брони концы ее в месте дефекта обрезают, спаивают со свинцовой оболочкой и покрывают антикоррозийным покрытием (лак на битумной основе).

При ремонте свинцовой оболочки учитывается возможность попадания влаги внутрь кабеля. Для проверки поврежденное место погружают в парафин, нагретый до 150°С. При наличии влаги погружение будет сопровождаться потрескиванием и выделением иены. Если установлен факт наличия влаги, то поврежденный участок вырезают и монтируют две соединительные муфты, в противном случае восстанавливают свинцовую оболочку путем наложения на поврежденное место разрезанной свинцовой трубы и последующей ее запайки.

Для кабелей до 1 кВ раньше применялись чугунные муфты. Они отличаются громоздкостью, дороговизной, недостаточной надежностью. На кабельных линиях 6 и 10 кВ в основном используются эпоксидные и свинцовые муфты. В настоящее время, при проведении ремонта кабельных линий активно используются современные термоусаживаемые муфты . Существует хорошо разработанная технология установки кабельных муфт. Работа выполняется квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение.

Концевые муфты разделяются на муфты, устанавливаемые внутри помещения и на открытом воздухе. В помещениях чаще делают сухую разделку, она более надежна и удобна в эксплуатации. Концевые муфты на открытом воздухе выполняют в виде воронки из кровельного железа и заливают мастикой. При проведении текущего ремонта проверяют состояние концевой воронки, отсутствие утечки заливочной массы, проводят доливку ее.

Текущий ремонт кабельных линий.

Текущий ремонт кабельных линий ГТС предусматривает: текущий ремонт кабелей, проложенных в кабельной канализации, в грунте, под водой, по стенам зданий, подвешенных на опорах воздушных линий;

восстановление поврежденных пар в кабелях;

замену неисправных участков кабеля длиной до 200 м;

доведение сопротивления изоляции кабелей до нормы;

текущий ремонт оконечных кабельных устройств, сигнальных знаков на подводных кабельных переходах, установок для содержания кабелей под избыточным воздушным давлением.

Текущий ремонт кабелей в канализации включает:

осмотр муфт перед паводком, протирку кабелей, подпайку (заварку) вмятин, пережимов, трещин, приведение в порядок поперечных перепаек свинцовых оболочек кабелей, установку недостающих подкладок под кабели;

проведение работ по защите кабелей от коррозии, не требующих переустройства;

приведение в порядок газонепроницаемых муфт и устранение негерметичности оболочек кабелей;

установку недостающих нумерационных колец.

При текущем ремонте проложенных в грунте кабелей выполняют следующие работы:

подсыпку грунта в местах промоин, оползней и обвалов;

частичную выноску кабеля или частичное его углубление;

перезаделку недоброкачественных муфт;

ремонт кабельных вставок с заменой оконечных кабельных устройств;

выправку, возобновление окраски и нумерацию замерных столбиков; замену отдельных замерных столбиков.

Текущий ремонт подводных кабелей включает такие работы, как частичное углубление кабеля на откосах, отмелях, и у берегов водных преград и подсыпку грунта в местах промоин, оползней, обвалов, скалывание льда.

Текущий ремонт настенных кабелей предусматривает:

приведение в порядок кабелей на трассах открытой прокладки, включая выправку отдельных участков кабеля, а также выправку и перезаделку муфт и перчаток, установку недостающей и замену пришедшей в негодность крепежной арматуры;

перекладку кабелей на стенах зданий, вызванную изменением трассы кабеля, разрушением стен здания, сокращением длины кабеля или количества муфт;

установку недостающих и ремонт существующих защитных металлических желобов, включая работы по их окраске и креплению;

окраску и крепление вводных газовых труб;

приведение в порядок вводов кабелей в здания и кабелей в технических подпольях;

осмотр сквозных отверстий в перекрытиях зданий, служащих для прохода кабелей, а в случае необходимости - подштукатурку отверстий для придания им прямоугольной или круглой формы.

При необходимости перекладки настенного кабеля на новую трассу кабель освобождают от крепежной арматуры, наращивают или сокращают до требуемой длины и крепят по новой трассе.

Работы по осмотру и приведению в порядок вводов кабелей в здания зависят от варианта устройства ввода. Кабель вначале осматривают и ремонтируют во вводных колодцах и в местах открытой прокладки (в технических подпольях, на стенах зданий в нишах). Затем в случае необходимости производят ремонт кабелей во вводных каналах и в закладных устройствах зданий при скрытой прокладке кабеля путем устройства вставок кабеля.

Текущий ремонт подвесных кабелей предусматривает:

приведение в порядок кабелей, выправление сдвинувшихся подвесов, замену обветшалых подвесов, перегонку и вырезку излишних запасов кабеля, устранение неисправностей оболочки, восстановление обмотки кабеля на столбах и стойках;

ремонт и замену отдельных участков несущего каната или проволоки;

ремонт неудовлетворяющих нормам линейных молниеотводов и заземлений;

вырубку поросли или удаление растущих деревьев в охранной зоне кабеля;

проведение контроля состояния опор линии;

выправку или замену ступеней на кабельных опорах, ремонт кабельных площадок;

мелкий ремонт кабелей на вводах в здания, НУП и оконечные кабельные устройства.

Работы, связанные с вырезкой излишних запасов кабеля, устранением неисправностей оболочки и муфт, как правило, выполняют с земли на опущенном вместе с канатом кабеле.

Восстановление поврежденных пар в кабелях, доведение сопротивления изоляции кабелей до нормы и замену неисправных кусков кабеля длиной до 200 м производят на основании результатов плановых измерений электрических характеристик кабельных линий.

Отыскание отдельных повреждений или перепутанных пар в кабелях большой емкости производят с помощью прибора ИКП. Отдельные поврежденные пары восстанавливают непосредственно в месте их повреждения.

Доведение сопротивления изоляции кабелей до нормы производят путем сушки замокших участков кабелей или замены неисправных кусков кабелей исправными кабелями такой же емкости.

При текущем ремонте оконечных кабельных устройств выполняют следующие работы:

чистку внутренних частей устройств от пыли и грязи, окраску металлических конструкций и корпусов;

крепление кабельных устройств;

установку недостающих клеммных винтов, довертывание до отказа существующих винтов, чистку и проверку их надежности;

замену поврежденных плинтов;

заливку шкафной доски распределительного шкафа массой;

слесарный ремонт шкафа, установку трафаретов на боксах;

замену кроссировок в распределительных шкафах и кабельных ящиках, а также неисправных разрядников и предохранителей;

приведение к норме сопротивлений заземлений кабельных ящиков.

При необходимости замены поврежденного плинта оконечного кабельного устройства плинт освобождают от кроссировок (в распределительных шкафах и кабельных ящиках) или однопарных кабелей (в распределительных коробках). При этом кроссировки или однопарные кабели перевязывают так, чтобы сохранился порядок их подключения к клеммным винтам плинта. Удаляют удерживающие плинт винты и отгибают его в сторону вместе с включенными в него жилами кабеля. Снимают с перьев (штифтов) гильзы, отпаивают жилы и удаляют поврежденный плинт. После этого жилы кабеля припаивают к перьям нового исправного плинта, надвигают на перья изоляционные гильзы и устанавливают плинт на предназначенное для него место. Между плинтом и корпусом бокса (коробки) должна быть установлена прессшпановая прокладка, окрашенная с двух сторон асфальтированным лаком.

Текущий ремонт сигнальных знаков на подводных кабельных переходах проводится 1 раз в год до начала навигации, а осмотр - не реже 1 раза в квартал.

При текущем ремонте сигнальных знаков на подводных кабельных переходах производят укрепление, ремонт или замену частей и деталей на сигнальных оградительных столбах или сигнальных знаках, а также окраску сигнальных знаков и сигнальных столбов.

При текущем ремонте компрессорно-сигнальных установок (КСУ) устраняются значительные неисправности, выявленные в процессе технического обслуживания.

Один раз в три месяца выполняются следующие работы:

промывка фильтрующих элементов воздушного фильтра компрессора (в КСУ-М);

устранение неплотности затяжки и крепления компрессора;

настройка термореле ТР-200;

приведение в порядок магнитного пускателя;

проверка программы работы, герметичности пневмоклапанов, регулировка контактов, замена масла в редукторе, промывка редуктора и смазка подшипников командного электропневматического прибора;

замена масла в картере компрессора (в КСУ-М).

Один раз в шесть месяцев выполняются следующие работы по ремонту КСУ:

регулировка электроконтактов реле;

проверка с устранением обнаруженных неисправностей воздушного фильтра, поплавков ротаметров на залипание, редукторах блока автоматики и сигнализации, рабочих манометров, заземляющих устройств, пропускной способности и герметичности установки.

Кроме того, дополнительно 1 раз в год проводится профилактика компрессора, проверяются рабочие манометры и индикатор влажности, измеряется защитное заземление. Один раз в три года заменяется силикагель в осушительных камерах и смазываются подшипники электродвигателя компрессора, а 1 раз в пять лет производится техническое освидетельствование ресивера.

Приемку работ по текущему ремонту кабельных сооружений ГТС производит приемочная комиссия, назначенная распоряжением руководства ГТС или ЭТУС (РУС) в составе линейного инженера, электромеханика, участкового монтера и бригадира ремонтной бригады. До начала приемки на линии, подвергнутые текущему ремонту, предъявляется следующая документация: утвержденный план текущего ремонта; протоколы электрических измерений постоянным и переменным токами до и после ремонта кабельных линий; откорректированные паспорта на кабельные сооружения, протоколы проверки герметичности оболочек отремонтированных кабелей, содержащихся под давлением; справка о фактическом расходе использованных для ремонта кабелей, опор, приставок, кабельной арматуры и материалов. Приемка работ по текущему ремонту кабельных линий ГТС оформляется актом и записью в паспорте сооружений. В акте дается оценка работ.

Капитальный ремонт кабельных линий.

Капитальный ремонт кабельных линий производится периодически в зависимости от межремонтного цикла и технического состояния кабельных сооружений. Его планируют в каждом отдельном случае на основе данных технических осмотров и составленных с их учетом ведомостей дефектов, а также результатов электрических измерений и состояния герметичности оболочек кабелей. Средства, выделяемые на капитальный ремонт, определяются амортизационными отчислениями.

Для составления плана капитального ремонта следующего года к концу IV квартала текущего года составляют следующую документацию: ведомость дефектов, пояснительную записку, результаты измерений электрических характеристик кабельных линий; рабочие чертежи, смету или сметно-финансовый расчет, ведомость материалов, кабелей и оборудования.

Периодичность выполнения капитального ремонта кабельных линий указана ниже.

Наименование сооружения Периодичность выполнения ремонтов в годах

Кабели в свинцовых оболочках на соединительных и магистральных линиях 25

Кабели в свинцовых оболочках на распределительных линиях в канализации 20

настенные 15

подвесные 10

Кабели в свинцовых оболочках бронированные, проложенные в грунте 20

Кабели в свинцовой оболочке с круглой проволочной броней на подводных переходах 20

Кабели в пластмассовой оболочке:

в канализации 12

в грунте 12

настенные 7

Необслуживаемые усилительные пункты металлические и железобетонные. 20

Заземления 7

При капитальном ремонте одновременно выполняются все работы, относящиеся к текущему ремонту и техническому обслуживанию.

При капитальном ремонте кабельных линий выполняются следующие работы:

перекладка кабелей с перепайкой, замена отдельных пролетов кабелей длиной более 200 м (подземных, подвесных, настенных и подводных);

выноска или углубление кабеля с целью улучшения условий эксплуатации, перекладка или углубление кабеля на переходах через реки и овраги с устройством вставок;

обследование и ремонт кабельных речных переходов с привлечением водолазов;

прокладка и монтаж кабелей в связи с заменой пришедшей в негодность канализации;

частичная замена подвесного кабеля на подземный;

ремонт кабельных вводов с заменой поврежденных участков кабеля длиной более 200 м, с переноской распределительных коробок в помещения;

устройство кабельных вводов взамен воздушных в пределах населенного пункта или подвеска кабеля взамен пучка проводов на отдельных пролетах воздушной линии;

замена пришедших в негодность подвесных кабелей и проводов воздушных линий подвесными или подземными кабелями емкостью, ближайшей к суммарной;

приведение электрических характеристик кабелей и кабельных устройств к установленным нормам;

установка кабелей под постоянное воздушное избыточное давление;

симметрирование и депупинизация кабелей для их высокочастотного уплотнения и другие работы по усовершенствованию и модернизации кабельных линий;

замена пупиновских ящиков;

проведение мероприятий по защите кабелей от коррозии, ударов молний, влияния линий электропередач и электрифицированных железных дорог с установкой дренажей, протекторов, прокладкой отсасывающих фидеров и применением других средств защиты кабелей;

проведение работ, связанных с усовершенствованием конструкций и отдельных узлов кабельной арматуры, а также внедрение кабелей, изготовленных из новых материалов, улучшающих условия эксплуатации и повышающих безопасность обслуживания;

ремонт и замена поврежденных боксов, кабельных ящиков, распределительных коробок со вставками и без вставок кабеля;

ремонт и замена распределительных шкафов, кабельных ящиков, распределительных коробок с одновременной их перестановкой;

замена подвесных кабелей и канатов, корпуса контейнеров НУП аппаратуры уплотнения или опор кабельных коробок;

сращивание стабкабелей НУП аппаратуры уплотнения.

Приемку в эксплуатацию капитально отремонтированных кабельных линий (сооружений) ГТС производит приемочная комиссия, назначаемая приказом начальника предприятия, обслуживающего эти линии. В состав комиссии включаются представители эксплуатационного предприятия и представитель организации, выполнявшей работы. Приемка производится с участием работника, обслуживающего принимаемые линии.

На капитально отремонтированные кабельные линии (сооружения) представляется следующая документация:

утвержденные проекты (рабочие чертежи) и сметы, исполнительная документация, протоколы электрических измерений параметров кабельных линий (сооружений), выполненных до и после ремонта, акты на скрытые работы, справки о фактической стоимости выполненных работ, фактически израсходованном кабеле и других основных материалах, количестве материалов и кабеля, снятых с отремонтированного участка.

Приемочная комиссия проверяет: качество выполненных работ; соответствие электрических параметров отремонтированных кабельных линий нормам, фактический расход кабелей и основных материалов. Результаты приемки отражаются в акте, в котором дается оценка качества выполненных работ.

Кировский департамент образования

государственное образовательное учреждение

начального профессионального образования

профессиональное училище №23

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

ТЕМА: техническое обслуживание и ремонт кабельных линий

Выполнил: обучающийся группы №35

Бобков Юрий Александрович

Проверил: преподаватель Соболев В.А.

Введение.

Силовые кабели.

1 Устройство силовых кабелей.

2 Кабельные блоки, эстакады, галереи, коллекторы, траншеи.

3 Выбор и применение кабелей.

Определение мест повреждения в кабельных сетях

1 Виды и характер повреждений кабельных линий

2 Структура системы поиска мест повреждений

3 Характеристика высокочастотных методов ОМП

4 Характеристика низкочастотных методов ОМП

Ремонт кабельных линий.

1 Общие указания по ремонту.

2 Ремонт защитных покровов.

3 Ремонт металлических оболочек.

4 Восстановление бумажной изоляции.

5 Ремонт токопроводящих жил.

6 Ремонт соединительных муфт.

7 Ремонт концевых муфт наружной установки.

8 Ремонт концевых заделок.

9 Ремонт кабельных линий 0,38…10 кВ.

Обслуживание кабельных линий.

Список используемой литературы.

Приложение.

Введение

Как известно основа надёжного электроснабжения потребителей электрической энергией - безаварийная работа кабельных линий. Бесперебойное электроснабжение потребителей городских сетей и промышленных предприятий зависит от принятых на стадии проектирования новых, прогрессивных технологических решений и использования современной кабельной арматуры, от качественной прокладки кабелей и строгого выполнения всех требований при эксплуатации кабельных линий.

Несмотря на растущее качество изоляции кабельных линий, нельзя исключать их повреждений. Более того, удельное количество повреждений - достаточно устойчивая характеристика определённого класса электрических сетей.

Определение мест повреждения (ОМП) - наиболее сложная, а часто и наиболее длительная технологическая операция по восстановлению повреждённого элемента сети. Это оперативная задача диспетчерских служб электрических сетей.

Затраты средств на ОМП составляют существенную часть эксплуатационных издержек в электросетях. Доля же капитальных затрат на устройства для ОМП в общих капитальных затратах относительно мала. Внедрение прогрессивных методов и средств ОМП даёт значительный экономический эффект. Он складывается из своевременного выявления слабых мест в кабельных линиях, путём проведения профилактических высоковольтных испытаний, сокращения перерывов электроснабжения, уменьшения объёмов ремонтных работ и снижения расходов на земляные работы в летний период времени. Совокупность операций по поиску повреждений и восстановлению работоспособности кабельной линии рассматривается как единая взаимосвязанная система.

1. Силовые кабели

1 Устройство силовых кабелей

Силовые кабели предназначены для передачи электроэнергии, используемой для питания электрических установок. Они имеют одну или несколько изолированных жил, заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть защитный покров, а в необходимых случаях - броня.

Силовые кабели состоят из токопроводящих жил, изоляции, оболочек и защитных покровов. Помимо этих основных элементов в конструкцию силовых кабелей могут входить экраны, нулевые жилы, жилы защитного заземления и заполнители (рис. 1.1).

Токопроводящие жилы, предназначенные для прохождения электрического тока, бывают основными и нулевыми. Основные жилы применяются для выполнения главной функции кабеля - передачи электроэнергии. Нулевые жилы, предназначенные для протекания разности токов фаз (полюсов) при неравномерной их нагрузке, присоединяются к нейтрали источника тока.

Жилы защитного заземления являются вспомогательными и предназначены для соединения не находящихся под рабочим напряжением металлических частей электроустановки, к которой подключен кабель… с контуром защитного заземления источника тока.

Изоляция служит для обеспечения необходимой электрической прочности токопроводящих жил кабеля по отношению друг к другу и к заземленной оболочке (земле).

Экраны используются для защиты внешних цепей от влияния электромагнитных полей токов, протекающих по кабелю, и для обеспечения симметрии электрического поля вокруг жил кабеля.

Заполнители предназначены для устранения свободных промежутков между конструктивными элементами кабеля в целях герметизации, придания необходимой формы и механической устойчивости конструкции кабеля.

Рис. 1.1. Сечения силовых кабелей: а - двухжильные кабели с круглыми и сегментными жилами; б - трехжильные кабели с поясной изоляцией и с отдельными оболочками; в - четырехжильные кабели с нулевой жилой секторной, круглой и треугольной формы; 1 - токопроводящая жила; 2 - нулевая жила; 3-- изоляция жилы; 4 - экран на токопроводящей жиле; 5 - поясная изоляция; 6 - заполнитель; 7 - экран на изоляции жилы; 8 - оболочка; 9 - бронепокров;10 - наружный защитный покров

Оболочки защищают внутренние элементы кабеля от увлажнения и других внешних воздействий.

Защитные покровы предназначены для защиты оболочки кабеля от внешних воздействий. В зависимости от конструкции кабеля в защитные покровы входят подушка, бронепокров и наружный покров.

Различным конструкциям кабелей присвоены буквенные индексы.

Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанной или обедненной, предназначены для эксплуатации в стационарных установках и в земле при температуре окружающей среды от плюс 50 до минус 50 °С и относительной влажности до 98 % при температуре до плюс 35 °С. Изготовляются они для номинальных напряжений 1, 6 и 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц, но могут быть использованы в сетях постоянного тока (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Силовые кабели: а - с бумажной; и б - резиновой изоляцией; 1 - наружный покров; 2 - бронелента; 3 - кабельная пряжа; 4 - кабельная бумага; 5 - оболочка; 6 - поясная изоляция; 7 - заполнитель; 8 - изоляция жилы; 9 - токопроводящая жила

Силовые кабели с бумажной изоляцией, пропитанные нестекающим составом, предназначены для прокладки на вертикальных и наклонных участках трасс без ограничения разности уровней и эксплуатации при температуре окружающей среды от плюс 50 до минус 50 °С и относительной влажности 98 % при температуре до плюс 35 °С и изготовляются для напряжений 6 и 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц, но могут быть использованы и в сетях постоянного тока.

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией, в пластмассовой или алюминиевой оболочке с защитными покровами или без них, предназначены для передачи и распространения электроэнергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66; 1; 3 и 6 кВ частотой 50 Гц.

Кабели могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от минус 50 до плюс 50 °С, относительной влажности воздуха 98 % при температуре плюс 35°С, в том числе при прокладке на открытом воздухе с защитой от воздействия солнечной радиации.

1.2 Кабельные блоки, эстакады, галереи, коллекторы, траншеи

Основным способом канализации электрической энергии на промышленных предприятиях являются кабельные линии. На крупных предприятиях число кабельных линий может доходить до 25 000 при общей длине до 2500 км. Для размещения такого количества кабелей необходимо устройство специальных кабельных сооружений. Наиболее простым и дешевым сооружением является земляная траншея, но так как число повреждений при этом способе составляет около 40 %, то применяется он реже по сравнению с прокладкой в специальных сооружениях.

На предприятиях редко отдают предпочтение какому-либо одному способу прокладки и применяют чаще смешанную прокладку. В качестве сооружений используются:

Земляная траншея. Глубина траншеи от планировочной отметки для кабелей напряжением до 10 кВ должна быть 0,8 м, при пересечении улиц, площадей - 1,1 м

Рис.1.1. Укладка кабеля в траншее

Меньшая глубина траншеи (до 0,6 м) допускается при вводе кабелей в здания, сооружения, а также в местах пересечений с подземными сооружениями при условии защиты кабелей от механических повреждений на участках длиной до 5 м. Ширина траншеи при прокладке в ней силовых кабелей до 10 кВ принимается не менее указанной в табл. 1.2 и на рис. 1.2. Укладывают кабели на подсыпку, а сверху засыпают слоем мелкой земли,
не содержащей строительного мусора и шлака. Трассы маркируют опознавательными знаками, закрепляемыми на стенах постоянных здании и сооружений или на столбиках из угловой стали (пикеты). Знаки размещают на углах и поворотах трассы, в местах установки соединительных муфт, на пересечениях путей сообщения (с обеих сторон), у вводов в здания. На знаках размером 100 х 100 мм указывают знак напряжения (красной краской), обозначение кабельной трассы, расстояние от сооружения (цифрами) и направление к нему (стрелками), № знака (черной краской). Фон знака белый.

Рис.1.2. Размеры траншеи для прокладки кабелей 1…10 кВ: В1 - размер на дне траншеи; В2 - размер у поверхности земли; В3 - зона отвода

Примерные образцы опознавательных знаков:

Рис.1.3. Кабельные знаки: а - траншея; б - кабельная муфта; в - поворот траншеи под углом

Размеры каналов:

Ширина - 600…1200 мм, высота - 300…900 мм.

Этот способ прокладки хорошо защищает от механических повреждений, но там, где могут быть пролиты металл или агрессивные вещества, сооружение кабельных каналов не допускается (рис. 1.5).

Кабельный туннель - это подземное сооружение (коридор) с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и муфт, позволяющее производить прокладку, ремонты и осмотры со свободным проходом по всей длине (рис. 1.6)

КТ сооружают из сборного ж/б и снаружи покрывают гидроизоляцией. Заглубление - 0,5м.

Проходы в кабельных туннелях, как правило, должны быть не менее 1 м, однако допускается уменьшение проходов до 800 мм на участках длиной не более 500 мм.

Рис. 1.4. Сборные железобетонные каналы: а - лотковые типа ЛК; б - из сборных плит типа СК; 1 - лоток; 2 - плита перекрытия; 3 - подготовка песчаная; 4 - плита; 5 - основание.

Рис.1.5. Варианты прокладки кабелей в кабельных каналах: а - расположение кабелей на одной стенке на подвесках; б - то же на полках; в - то же на обеих стенках на подвесах; г - то же на одной стенке на подвесах, на другой на полках; д - то же на обеих стенках на полках; е - то же на дне канала

Пол туннеля должен быть выполнен с уклоном не менее 1 % в сторону водосборников или ливневой канализации. При отсутствии дренажного устройства через каждые 25 м должны быть устроены водосборные колодцы размером 0,4 х 0,4 х 0,3 м, перекрываемые металлическими решетками. При необходимости перехода с одной отметки на другую должны быть устроены пандусы с уклоном не более 15°.

В туннелях должна быть предусмотрена защита от попадания грунтовых и технологических вод и обеспечен отвод почвенных и ливневых вод.

Туннели должны быть обеспечены в первую очередь естественной вентиляцией. Выбор системы вентиляции и расчет вентиляционных устройств производятся на основании тепловыделений, указанных в строительных заданиях. Перепад температуры между поступающим и удаляемым воздухом в туннеле не должен превышать 10 ºС.

Вентиляционные устройства должны автоматически отключаться, а воздуховоды снабжаться заслонками с дистанционным или ручным управлением для прекращения доступа воздуха в туннель в случае возникновения пожара.

В туннеле должны быть предусмотрены стационарные средства для дистанционного и автоматического пожаротушения.

В туннелях должны быть установлены датчики, реагирующие на появление дыма и повышение температуры окружающей среды выше 50 °С. Коллекторы и туннели должны быть оборудованы электрическим освещением и сетью питания переносных светильников и инструмента.

Протяженные кабельные туннели разделяют по длине огнестойкими перегородками на отсеки длиной не более 150 м с устройством в них дверей шириной не менее 0,8 м. Двери из крайних отсеков должны открываться в помещение или наружу. Дверь в помещение должна открываться ключом с двух сторон. Наружная дверь должна быть снабжена самозакрывающимся замком, открывающимся ключом снаружи. Двери в средних отсеках должны открываться в сторону лестницы и быть снабжены устройствами, фиксирующими их закрытое положение. Открываются эти двери с обеих сторон без ключа.

Прокладка кабелей в коллекторах и туннелях рассчитывается с учетом возможности дополнительной прокладки кабелей в количестве не менее 15 %.

Силовые кабели напряжением до 1 кВ следует прокладывать под кабелями напряжением выше 1 кВ и разделять их горизонтальной перегородкой. Различные группы кабелей, а именно рабочие и резервные напряжением выше 1 кВ, рекомендуется прокладывать на разных полках с разделением их горизонтальными несгораемыми перегородками. В качестве перегородок рекомендуются асбоцементные плиты, прессованные неокрашенные тол-щиной не менее 8 мм. Прокладку бронированных кабелей всех сечений и небронированных сечением жил 25 мм2 и выше следует выполнять по конструкциям (полкам), а небронированных кабелей сечением жил 16 мм2 и менее - на лотках, уложенных на кабельные конструкции.

Кабели, проложенные в туннелях, должны быть жестко закреплены в конечных точках, с обеих сторон изгибов и у соединительных муфт.

Во избежание установки дополнительных соединительных муфт следует выбирать строительную длину кабелей.

Каждую соединительную муфту на силовых кабелях нужно укладывать на отдельной полке опорных конструкций и заключать в защитный противопожарный кожух, который должен быть отделен от верхних и нижних кабелей по всей ширине полок защитными асбоцементными перегородками. В каждом туннеле и канале необходимо предусмотреть свободные ряды полок для укладки соединительных муфт.

Для прохода кабелей через перегородки, стены и перекрытия должны быть установлены патрубки из несгораемых труб.

В местах прохода кабелей в трубах зазоры в них должны быть тщательно уплотнены несгораемым материалом. Материал заполнения должен обеспечивать схватывание и легко поддаваться разрушению в случае прокладки дополнительных кабелей или их частичной замены.

Небронированные кабели с пластмассовой оболочкой допускается крепить скобами (хомутами) без прокладок.

Металлическая броня кабелей, прокладываемых в туннелях, должна иметь антикоррозионное покрытие. Расстояние между полками кабельных конструкций при прокладке силовых кабелей напряжением до 10 кВ должно быть не менее 200 мм. Расстояние между полками при установке огнестойкой перегородки при прокладке кабелей должно быть не менее 200 мм, а при укладке соединительной муфты 250 или 300 мм - в зависимости от типоразмера муфты (рис. 1.7).

Рис.1.6. Расположение кабелей в туннеле: а - туннель прямоугольного сечения; б - туннель круглого сечения; 1 - блок туннеля; 2 - стойка; 3 - полка; 4 - светильник; 5 - зона пожароизвещателей и трубопроводов механизированной уборки пыли и пожаротушения; 6 - силовые кабели; 7 - контрольные кабели

Кабельный коллектор - это сооружение, предназначенное для общего размещения кабельных линий, теплопроводов и водопроводов.

Коллектор сооружают из железобетонных конструкций круглого и прямоугольного сечений. Коллекторы круглого сечения делают на глубине не более 5 м закрытым способом. Коллектор снабжен вентиляцией, насосами и управляется с диспетчерского пункта. Необходимо предусмотреть телефонную связь. Размеры коллектора: диаметр - 3,6 м; ширина - 2,5 м; высота - 3,0 м (рис. 1.9).

Кабельный блок - это сооружение с трубами (каналами) для прокладки кабелей с относящимися к нему колодцами.

Кабельные блоки сооружают из железобетонных панелей длиной 6 м с 2-3 каналами внутри из асбоцементных или керамических труб. Блоки укладывают на подушку из железобетона и защищают гидроизоляцией. Глубина заложения - не менее 0,7м, а при пересечениях - не менее 1 м. Места стыков панелей заливают раствором, предварительно заложив в зазор жгут из пакли. Через каждые 150 м устанавливают проходные или разветвительные колодцы. Минимальная высота колодцев - 1,8м. Прокладка в блоках наиболее надежна, но менее экономична.

В процессе работы кабельных линий (KЛ) могут возникать повреждения в кабелях, соединительных муфтах или заделках. Повреждения носят характер электрического пробоя.

При текущем ремонте KЛ выполняют следующие работы: осмотр и чистку кабельных каналов, туннелей, трасс открыто проложенных кабелей, концевых воронок, соединительных муфт, рихтовка кабелей, восстановление утраченной маркировки, определение температуры нагрева кабеля и контроль за коррозией кабельных оболочек; проверку заземления и устранение обнаруженных дефектов; проверку доступа к кабельным колодцам и исправности крышек колодцев и запоров на них; перекладку отдельных участков кабельной сети, испытание повышенным напряжением (для кабелей напряжением выше 1 кВ или проверка изоляции мегаомметром для кабелей ниже 1 кВ), доливку кабельной мастикой воронок и соединительных муфт, ремонт кабельных каналов.

При капитальном ремонте KЛ выполняют: частичную или полную замену (по мере необходимости) участков кабельной сети, окраску кабельных конструкций, переразделку отдельных концевых воронок, кабельных соединительных муфт, замену опознавательных знаков, устройство дополнительной механической защиты в местах возможных повреждений кабеля.

Ремонт кабелей, проложенных в траншеях. При необходимости замены КЛ или части ее, вскрытие усовершенствованных покрытий производят электробетонолом С-850 или электромолотком С-849, мотобетонолом С-329, пневмобетонолом С-358.

Материал покрытия сбрасывают на одну сторону траншеи на расстояние не менее 500 мм от края, а грунт на другую сторону - на расстояние не менее 500 мм от края. Траншею роют прямолинейной, а на поворотах - расширенной для обеспечения прокладки кабелей с необходимым радиусом закругления.

Траншеи, при отсутствии грунтовых вод и подземных сооружений, роют без крепления вертикальных стенок на глубину, указанную ниже (в м):

В песчаных грунтах............................................................................................1

В супесях...........................................................................................................1,25

В суглинках, глинах..........................................................................................1,5

В особо плотных грунтах...................................................................................2

Траншеи в местах движения людей и транспорта ограждают и возле них устанавливают предупредительные надписи, а в ночное время - дополнительное сигнальное освещение. Расстояние между ограждением и осью ближайшего рельса железнодорожного пути нормальной колеи должно быть не менее 2,5 м, а узкой колеи - не менее 2 м.

Перед укладкой новых кабелей в траншею выполняют следующие работы: закрепляют трубы в траншее в местах пересечений и сближений трассы с дорогами, подземными коммуникациями и сооружениями; удаляют из траншеи воду, камни и прочие предметы и выравнивают ее дно; делают подсыпку толщиной 100 мм на дне траншеи мелкой землей и готовят вдоль трассы мелкую землю для присыпки кабеля после прокладки; готовят вдоль трассы кирпич или железобетонные плиты для защиты кабеля, когда такая защита необходима. Материалы, подверженные гниению и разложению в земле (дерево, силикатный кирпич и т. п.), применять для защиты кабелей нельзя.

В местах пересечений и сближений с инженерными сооружениями применяют бетонные, железобетонные, керамические, чугунные или пластмассовые трубы. Стальные трубы применяют только для выполнения прохода участка трассы методом прокола фунта.

Глубина заложения для кабелей напряжением до 10 кВ от планировочной отметки должна составлять 0,7 м. Перед прокладкой кабеля производят внешний осмотр верхних витков кабеля на барабане. В случае обнаружения повреждений (вмятины, проколы на витках, трещины в «каппе» и т. п.) прокладку кабеля разрешают только после вырезки поврежденных мест, проверки изоляции на отсутствие влажности и напайки на концы кабеля новых капп. При ремонтных работах раскатку кабеля с барабана чаще всего выполняют с помощью лебедки.

Кабели укладывают с запасом, равным 1-3 % его длины (змейкой), для исключения опасных механических напряжений при смещениях почвы и температурных деформациях укладку кабеля змейкой при тяжении лебедкой выполняют после окончания раскатки с барабана в процессе перекладки кабеля на дно траншеи. При параллельной прокладке кабелей в траншее концы их, предназначенные для последующего монтажа соединительных муфт, располагают со сдвигом мест соединения не менее чем на 2 м. Одновременно предусматривают запас концов кабеля по длине, необходимый для проверки изоляции на влажность, монтажа соединительных муфт и укладки дуги компенсаторов, предохраняющих муфты от повреждения при возможных смещениях почвы и температурных деформациях кабеля, а также на случай переразделки муфт при их повреждении.

В стесненных условиях при больших потоках действующих кабелей можно располагать компенсаторы в вертикальной плоскости, размещая муфты ниже уровня прокладки кабелей. Число соединительных муфт на 1 км заменяемых кабельных линий должно быть дня трехжильных кабелей 1-10 кВ сечением до 3 х 95 мм2 не более 4 шт., а сечением 3 х 95 * 2 х 240 мм2 - 5 шт.

Ремонт силового кабеля с установкой соединительной муфты

Существует довольно много причин, по которым кабели, соединительные муфты, а также концевые заделки могут выходить из строя. Это: различные механические повреждения, дефекты при монтаже, осадка грунта, коррозия металлической оболочки кабеля, заводские дефекты, старение изоляции и прочие. Согласно с требованиями соответствующих документов, все кабельные линии должны подвергаться ремонту (текущему или капитальному).

Ремонт силового кабеля 0,4-6-10 кВ

Текущий ремонт кабеля может быть:

• Срочным - ремонт силового кабеля и установка кабельных муфт или же другие виды работ, которые проводятся в случае лишения автоматического резервного питания приёмников I категории или особо важных II категории, при этом приёмники всех категорий перегружаются или ограничивают потребителей. Срочный ремонт кабельных линий 0,4кВ или 10кВ выполняется ремонтной бригадой в течении рабочего дня. Основанием для его выполнения служит указание руководства энергослужбы.
• Аварийным - ремонт кабельных линий 10 кВ или 4кВ при отключении кабельной линии и лишении напряжения потребителей всех категорий без возможности его подачи по кабелю высокого или низкого напряжения или же временных шланговым кабелям. Необходимость проведения аварийного ремонта возникает и тогда, когда резервная линия сильно перегружена и требуется ограничение потребителей. Выполняется аварийный ремонт кабеля немедленно и продолжается до включения кабельной линии в работу.
• Плановым - ремонт кабельных линий 0,4 кВ, а также всякий ремонт кабельных линий 10 кВ , в случаях, которые выше не указывались, выполняемый по заранее составленному плану, утверждаемому руководящим составом энергослужб. Данный план-график составляется ежемесячно с учётом записей, имеющихся в журналах осмотров и обходов, результатов проведения измерений и испытаний, сведений диспетчерских служб.

Выполняя ремонт кабеля, возникает необходимость проведения такого вида работ, как монтаж кабельных муфт . Что же это такое и для чего применяется?

Монтаж кабельных муфт: соединительных и концевых

Кабельной муфтой называют устройство, применяемое для выполнения соединений, ответвлений кабелей, а также для их присоединения к различному электрооборудованию и ЛЭП.

Установка концевой муфты требуется при присоединении кабеля к воздушным линиям электропередач или к аппаратам наружной и внутренней установки.

Установка соединительных муфт необходима при соединении двух кабелей.

Монтаж кабельной муфты производится после предварительной разделки заводской изоляции на концах кабелей. При этом удаляется наружный джутовый покров, броня, подушка из бумаги или волокна, которая находится под бронёй, изоляции (общей и каждой жилы). Установка кабельных муфт для кабелей, имеющих бумажную изоляцию , требуется проведение проверки на наличие влаги. Если влага обнаруживается, то участок кабеля вырезается , заменяется новым и выполняется установка муфты на кабель .