7. Пропалювання ізоляції кабеля

Для застосування більшості методів ВМП у силових кабелях перехідний опір у місці пошкодження повинен мати мінімальне значення, що не перевищує декількох десятків Ом. Щоб зменшити величину опору R_п , через місце пошкодження тривало пропускають значний струм від спеціальної установки - роблять так зване пропалювання ізоляції кабеля. Спрощену схему заміщення ланцюга пропалювання наведено на рис.7.1.

Рис. 7.1 - Схема заміщення ланцюга пропалювання

Струм, що проходить через місце пошкодження (струм пропалення) може бути визначений за формулою

, (7.1)

де Е - ЕРС джерела струму, еквівалентного пропалювальній установці;

R_o – внутрішній опір пропалювальної установки;

R_п – опір, що змінюється, у місці пошкодження кабеля.

Коефіціент корисної дії пропалювальної установки буде дорівнювати відношенню енергії, виділеної в місці пошкодження, до всієї енергії, затрачуваної пропалювальною установкою:

. (7.2)

Залежність ККД пропа лювання від відношення R_o/R_п показана на рис.7.2.

Рис. 7.2 - Залежність ККД пропалювання від відношення R_o/R_п

З наведеного графіка видно, що ефективне пропалення має місце тільки доти, поки опір у місці пошкодження має той же порядок величини, що й внутрішній опір установки для пропалювання. При R_п = 0,1R_o більше 90% енергії джерела виділяється у самій пропалювальній установці. Практично не можна створити установку для пропалювання, що забезпечує високу напругу і малий внутрішній опір. Тому тільки одним доцільним методом пропалювання є «східчастий спосіб». Сутність його полягає у зміні джерел живлення в міру зниження напруги пробою і опору в місці пошкодження. Досвід пропалювання показує, що достатньо мати три ступені пропалювання. Орієнтовні характеристики ступенів пропалювання, застосовуваних у практиці ВМП, наведені в табл. 7.1. [10].

Таблиця 7.1 - Характеристика ступенів пропалювання

Ступінь пропалювання	Напруга установки, кВ	Внутріш- ній опір, кОм	Макси- мальний струм, А	Характер установки
I	30 – 50	5 – 100	0,2	Трансформатор з в/в напівпровідниковим випрямлячем
II	5 – 12	5 – 1	5 – 10	Те саме, що й на I ступені, може бути 3-х фазним, з випрямлячем за схемою Ларіонова
III	0,05 – 0,5	0,05-0,0005	100	Трансформатор з відпайками, мережний трансформатор

Пропалювання може проводитися як на постійному струмі, так і на змінному. Як правило, верхні ступені пропалювання здійснюються на випрямленій напрузі, а останній ступінь - на змінній напрузі.

Дійсний процес пропалювання ізоляції значно складніший, ніж поступове зниження опору R_п . Силові кабелі мають значну ємність C_к , тому заряд цієї ємності на першому ступені пропалювання відбувається повільно, з постійної часу . Розряд же через місце пошкодження відбувається значно швидше. Після чергового пробою напруга наростає повільно, тому дуга в місці пошкодження гасне, розрядний проміжок деіонізується, до нього надходять свіжі шари кабельної маси (при пробої в муфті) або просочувальної речовини (при пробої ізоляції в самому кабелі). Тільки після багаторазового повторення розрядів напруга пробою починає зменшуватися, що дозволить (при максимальній величині середнього струму, споживаного установкою) мати підвищену частоту пробоїв.

Після того як відбудеться осушення та обвуглювання ізоляції, процес безперервного чергування заряду й розряду в кабелі переходить у стійке протікання струму через місце пошкодження з поступовим зниженням перехідного опору. Пояснюється це тим, що при більших струмах у канал пошкодження потрапляють розплавлені частки металу жили і захисної оболонки. При утворенні суцільного металевого каналу перехідний опір зменшується до часток ома.