§3.5. Профилактика изоляции кабелей

В эксплуатации кабели подвергаются воздействию рабочего напряже­ния, коммутационных перенапряжений и в случае электрической связи с воздушными линиями — импульсным перенапряжением. Уровни изоляции кабелей задаются их испытательными напряжениями. При типовых испыта­ниях к кабелям прикладывается напряжение промышленной частоты и им­пульсное напряжение.

При контрольных испытаниях электрическая прочность образцов ка­беля проверяется приложением повышенного напряжения постоянного то­ка. Испытательное напряжение постоянного тока принимается равным 51/ф_н (для кабелей с обедненной изоляцией и газовой пропиткой 3,5—4 С/,/,.,,). В объем заводских испытаний кабелей входит также измерение сопротивления изоляции, угла диэлектрических потерь, в частности кривой ионизации - кри­вой tgS=f(U).

Важное значение имеют профилактические испытания кабелей в эксплуатации. Особенно это касается кабелей с вязкой пропиткой, в кото­рых возможно медленное развитие ветвистого разряда и увлажнение, вызван­ное дефектами монтажа. В среднем срок развития дефектов в кабелях с вязкой пропиткой составляет 1—1,5 года. Цель профилактических испытаний заклю­чается в выявлении дефектных мест и их устранении при ремонте кабельной линии. Профилактические испытания проводятся путем приложения повы­шенного постоянного напряжения. Выбор постоянного, а не переменного испытательного напряжения обусловлен рядом обстоятельств. При воздейст­вии постоянного напряжения в кабельной изоляции не возникают остаточ­ные повреждения в виде обугливания или подсыхания, даже если прило­женное напряжение близко к пробивному. Поэтому для здоровой изоляции можно выбрать очень высокие испытательные напряжения постоянного тока. Эти высокие напряжения способны вызвать электрический пробой в мес­тах с ослабленной изоляцией. Следовательно, испытательное постоянное на­пряжение обладает избирательной способностью к выявлению местных со­средоточенных дефектов. Другим преимуществом постоянного испытатель­ного напряжения является возможность применения маломощного испыта­тельного оборудования. При большой емкости кабеля испытание на переменном напряжении потребовало бы испытательных трансформаторов от­носительно большой мощности.

Уровни испытательных напряжений кабелей 3—10 кВ. Выбор этого уровня основывается на величинах коммутационных перенапряжений порядка 2—2,5 £/„, которые не должны вызывать пробоя кабеля. При переходе к по­стоянному напряжению следует учитывать коэффициент упрочнения который можно принять равным 3,5—4. Отсюда определяется уровень испытательного напряжения:

(4.8)

Эти весьма высокие испытательные напряжения вводились в практику эксплуатации кабельных сетей в течение ряда лет. Чем выше испытательное напряжение, тем больше случаев пробоя (отбраковки) кабелей при испытани­ях, но тем меньше пробоев кабеля в рабочих режимах. Очевидно, существует некоторый оптимум в значении С/„_сп, определяемый технико-экономическими расчетами. Этот оптимум как раз и лежит около значений (7 - 8)£//у. В настоя­щее время в большинстве энергосистем применяется испытательное напря­жение (6 - 7)£/// (35— 40 кВ для кабелей 6 кВ). Кабели 110 кВ и выше, вклю­чаемые в системы с заземленной нейтралью, испытываются согласно рекомен­дациям МЭК повышенным постоянным напряжением 4 1/фц.

Испытанию повышенным напряжением подвергается изоляция фаз от­носительно земли и между собой. Длительность испытаний составляет 10 — 15 мин. Часто одновременно с испытанием повышенным напряжением произво­дится замер токов проводимости (утечки). Сопоставление с данными преды­дущих замеров позволяет в ряде случаев судить о проникновении влаги в ка­бель и вынести решение о повышении испытательного напряжения (в данном испытании) или о сокращении срока между испытаниями.

Место пробоя дефектной изоляции кабеля должно быть обнаружено. Для этого кабель, или точнее - канал пробоя, прожигается с помощью газотронной установки. Когда сопротивление канала пробоя снижается до десятков Ом, с помощью специальной измерительной аппаратуры определяется расстояние до места повреждения кабеля. В больших кабельных сетях испытательное обо­рудование и оборудование для определения мест повреждения кабеля смонти­ровано в передвижных лабораториях.