§2.4. Изоляция кабелей

Электрические кабели - это гибкие изолированные проводники, снабженные защитными оболочками, которые предохраняют изоляцию от внешних механических и иных воздействий. Основными элементами силовых кабелей являются проводники - жилы, изоляция по отношению к земле и между жилами, герметичная металлическая оболочка и защитные покровы.

Металлическая оболочка, выполняемая обычно из свинца или алюминия, предохраняет изоляцию главным образом от влаги и отчасти от механических повреждений. Защитные покровы включают броню из стальных проволок или лент и слои кабельной пряжи из джутового волокна, пропитанной битуминозными составами с антисептиками. Броня обеспечивает главную защиту оболочки кабеля и его изоляции от внешних механических воздействий, а джутовые покровы - защиту оболочки от коррозии.

Кабели в целом и все их элементы должны обладать достаточной гибкостью, чтобы их можно было наматывать на барабаны для транспортировки или хранения и изгибать при укладке по неровной трассе. Поэтому, в частности, жилы силовых кабелей выполняются из большого числа скрученных тонких проволок.

В кабелях изоляция воспринимает на себя массу токоведущих жил, а также значительные усилия, необходимые для изгибания жил при намотке на барабан или при прокладке. В связи с этим от изоляции кабелей требуется сочетание достаточной гибкости с высокой механической прочностью.

Обычное для изоляции оборудования высокого напряжения требование высокой электрической прочности применительно к силовым кабелям имеет особое значение. Дело в том, что при увеличении электрической прочности и соответственно при уменьшении толщины изоляции не только снижаются затраты на ее изготовление, но и улучшаются условия отвода тепла от жилы и увеличиваются допустимые рабочие токи, кабель становится более гибким, достигается экономия металла оболочки и покровных материалов.

К надежности кабельных линий и, следовательно, к их изоляции предъявляются повышенные требования, так как на отыскание места повреждения и особенно на его устранение в подземных линиях затрачивается много времени и средств. При этом следует иметь в виду, что кабельные линии выполняются обычно из нескольких отрезков ограниченной длины (строительная длина - от 250 до 750 м), соединяемых последовательно муфтами. Последние монтируются в полевых условиях, поэтому технология наложения в них изоляции значительно уступает заводской.

В силовых кабелях высокого напряжения преимущественно используется бумажно-масляная изоляция.

Глава 3. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции. Профилактика изоляции силовых трансформаторов, линейной изоляции, вращающихся машин, кабелей

§3.1. Профилактика изоляции. Основные методы профилактики изоляции

На заводах контроль изоляции производится при изготовлении и выпуске изделий с целью проверки качества промежуточных технологических операций и соответствия изоляционных характеристик изделий требованиям ГОСТ или заводским нормам. Часто на заводах измеряются изоляционные характеристики изделий, которые не нормированы, но важны в качестве исходных данных для последующего контроля за состоянием изоляционных конструкций.

Контроль изоляции в эксплуатации, обозначаемый часто термином «профилактика изоляции», служит для выявления дефектов в изоляционных конструкциях и последующей их замены или восстановления на месте.

Развитие дефектов в изоляции большей частью связано с проникновением в нее влаги. Попадание влаги обычно связано с механическими повреждениями изоляционных конструкций и изменением температурных условий. Процесс образования дефекта и разрушения изоляции протекает в начале весьма медленно и только на последних стадиях имеет скачкообразный характер, заканчиваясь пробоем изоляции.

Технически правильная эксплуатация, предотвращающая вредные воздействия на изоляцию, служит обязательным условием надежной работы высоковольтного оборудования. Срок службы изоляции в существенной степени зависит от постановки эксплуатационного надзора и контроля за изоляцией. Профилактика изоляции является только одним из элементов этого контроля. В задачу профилактики входит также установление типичных для тех или иных изоляционных конструкций дефектов, разработка эффективных способов устранения этих дефектов и рекомендации по разработке рациональных изоляционных конструкций на заводах.

Все методы контроля изоляции можно разделить на разрушающие и неразрушающие. К первым принадлежит испытание повышенным напряжением, ко вторым — все остальные методы, которые проводятся без приложения к изоляции напряжений, способных привести к пробою. Но по этой же причине все неразрушающие испытания являются в известной мере косвенными.

Для выявления возникающих в изоляции дефектов разработаны и применяются следующие методы неразрушающих испытаний изоляции:

а) измерение сопротивления изоляции или измерение тока сквозной проводимости;

б) измерение угла диэлектрических потерь;

в) измерение емкости;

г) измерение распределения напряжения;

д) измерение частичных разрядов в изоляции;

е) просвечивание рентгеновскими лучами или ультразвуком.

В начале изучаются методы неразрушающих испытаний, затем рассматриваются испытания повышенным напряжением.