1.3 Выбор и применение кабелей

Определение областей применения силовых кабелей в зависимости от условий их прокладки и эксплуатации производится в соответствии с едиными техническими указаниями (ЕТУ по выбору и применению электрических кабелей), в которых предусматривается широкое использование кабелей в алюминиевой и пластмассовой оболочках вместо кабелей в свинцовой оболочке*.

Механические воздействия на кабель, возникающие при его прокладке, определяются сложностью (конфигурацией) кабельной трассы.

* Применение силовых кабелей в свинцовой защитной оболочке предусматривается для подводных линий, запыленных и особо опасных коррозийных сред и др.

При прокладке в земле одной строительной длины кабеля к сложным участкам относят трассы более чем с четырьмя поворотами под углом 30° или прямолинейные — более чем с четырьмя переходами в трубах длиной более 20 м, или более чем с двумя переходами в трубах длиной более 40 м. Прокладка кабеля в трубах более чем с двумя поворотами при длине труб более 20 м, а также с четырьмя (и более) протяжками через огнестойкие перегородки, не считая подводов кабелей к электрооборудованию, также считается сложной. Все остальные участки с меньшим числом поворотов или переходов в трубах относятся к несложным.

На сложных участках трасс во избежание повреждения ПВХ шланга не рекомендуется применять кабели марки ААШв и кабели с однопроволочными алюминиевыми жилами сечением 3 х 150 —3 х 240 мм2. При значительных растягивающих усилиях* рекомендуют применять кабели, бронированные круглыми или плоскими стальными проволоками.

* Значительными растягивающими усилиями называют усилия, возникающие в процессе эксплуатации кабелей, прокладываемых в насыпных, болотистых, пучинистых и многолетнемерзлых грунтах, воде, а также на вертикальных участках.

Для помещений с температурой окружающей среды выше 50 °С, но не превышающей предельную длительно допустимую температуру жил кабелей, допускается применение обычных кабелей со сниженными допустимыми токовыми нагрузками или сокращение срока их службы. При воздействии на кабель вибрации применяют алюминиевую или пластмассовую оболочку.

Применение в этих условиях кабелей со свинцовой оболочкой не рекомендуется из-за возможных механических повреждений. Сведения по выбору марок силовых кабелей для различных условий прокладки приведены в табл. 6, 7, контрольных - в ГОСТ 1508.78.

2. Определение мест повреждения в кабельных сетях

2.1 Виды и характер повреждений кабельных линий

Электрические сети состоят из отдельных элементов, связанных между собою. С точки зрения ОМП к отдельным элементам целесообразно отнести КЛ и ВЛ, трансформаторы, РУ, щиты управления, вводы, а также электродвигатели и различные электроприемники (например, светильники, электропечи).

В элементах электрической сети возникают как устойчивые, так и неустойчивые повреждения изоляции и токоведущих частей. Неустойчивые повреждения могут самоустраняться, оставаться неустойчивыми или переходить при определенных условиях в устойчивые.

В изоляции КЛ неустойчивые повреждения в большинстве случаев возникают вследствие специфических свойств бумажно-масляной изоляции. При ее пробое в разрядном промежутке создаются условия, способствующие гашению электрической дуги. Аналогично происходит в маслонаполненных силовых и измерительных трансформаторах. На фарфоровых изоляционных конструкциях РУ неустойчивые повреждения обусловлены, как правило, случайными набросами или поверхностными перекрытиями при повышенном увлажнении или загрязненности. Необходимо подчеркнуть, что количество неустойчивых повреждений значительно превосходит количество устойчивых.

Ниже приведено распределение кратности повторения кратковременных пробоев до устойчивого повреждения для 106 кабельных линий (указано число повторений без учета полного пробоя – устойчивого замыкания):

Кратность повторения кратковременных пробоев	1	2	3…10
Количество случаев, %	55	32	13

Распределение интервалов времени от первого кратковременного пробоя, относящегося к данному месту повреждения, до возникновения установившегося повреждения для этих же 106 случаев следующее:

Интервал времени	10-60 мин	1-24 ч	1-10 сут	Более 10 сут
Количество случаев	25	35	23	17

Приведенные данные свидетельствуют о постепенности развития повреждений в кабельных сетях. При этом 82 % рассмотренных случаев относились к пробою изоляции КЛ, а 18 % – к пробою изоляции остальных элементов сети. Следует отметить, что по многолетним данным, в кабельных сетях 6…10 кВ около 90 % причин автоматических отключений приходится на повреждения КЛ, а 10 % – на повреждения остальных элементов этих сетей.

Сочетание сигнализации кратковременных замыканий на землю с ОМП в кабельных сетях может существенно сократить число устойчивых повреждений.

По видам повреждения подразделяются на короткие замыкания (в сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов также «замыкания на землю») и обрывы. Короткие замыкания, бывают однофазными (однополюсные) и междуфазные (двух- и трехфазные, как с «землей», так и без «земли»). Для сетей с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов существенное значение имеют также двойные замыкания на землю, т. е. замыкания двух фаз на землю в разных точках электрически связанной сети.

В большинстве случаев обрывы жил КЛ выявляются после отключения КЗ на линии. Однако встречаются случаи возникновения обрывов и без КЗ. На КЛ напряжением ниже 1000 В возникают обрывы жил (растяжки) без КЗ в тройниковых соединительных муфтах, вызванные отсутствием тока нагрузки, например в ночное время.

Распределение КЗ по видам зависит от класса изоляции и конструкции элементов сетей. По данным, однофазные КЗ составляют примерно 65 %, двухфазные и двойные замыкания на землю –20 %, двухфазные замыкания «без земли» – 10 %, трехфазные замыкания – 5 %. Из этой информации следует, что в подавляющем большинстве случаев (примерно 85 %) происходит «замыкание на землю» или однофазное КЗ.

Для ОМП КЛ важное значение имеет статистическое распределение повреждений по ее элементам. По данным анализа 3649 аварий КЛ, 13,5 % повреждений приходится на соединительные муфты, 16,5 % – на концевые муфты и заделки, остальные 70 % – «целые» места кабеля. При этом на электрические пробои изоляции в «целом» месте приходится 40 % случаев и на механические –60 %. Характерным результатом профилактических испытаний КЛ является большая относительная повреждаемость концевых и соединительных муфт, достигающая суммарно 40…45 % (против 30 % при авариях). Это указывает, в частности, на эффективность профилактической отбраковки концевых и соединительных муфт.

Для выявления повреждений силового трансформатора существенное значение имеет их статистическое распределение по видам изоляции (на корпус, между обмотками, между витками). В частности, на основе анализа 376 повреждений трансформаторов было установлено, что 17,6 % случаев составили витковые замыкания. Этот тип повреждения не может быть выявлен при испытаниях повышенным напряжением.