В кабельных сооружениях должен быть организован систематический контроль за тепловым режимом работы кабеля, температурой воздуха, работой вентиляционных устройств.

Температура воздуха внутри кабельных тоннелей не должна превышать наружную температуру более чем на 10 °С в летнее время.

Для кабелей, находящихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузка по току не должна превышать 10%.

Перегрузка кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 20 и 35 кВ не допускается.

Перегрузка КЛ на напряжение 110 кВ и выше должна регламентироваться нормативными документами.

Одновременно с контролем токовых нагрузок измеряют рабочее напряжение КЛ. При нормальных условиях эксплуатации оно не должно превышать номинальное более чем на 15%. В сетях с изолированной нейтралью допускается работа КЛ в режиме однофазного замыкания на землю. Продолжительность работы в таком режиме – не более 2 ч.

3.4.БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ, ИЗМЕРЕНИЕ И ЗАЩИТА КАБЕЛЕЙ ОТ КОРРОЗИИ

Надёжность работы кабельных линий определяется состоянием и герметичностью защитных оболочек кабеля. Нарушение герметичности оболочек, проникновение воздуха и влаги во внутренние полости кабеля приводит к электрическому пробою изоляции и повреждению кабельной линии. Металлические оболочки кабельных линий, проложенных в земле, подвергаются опасности разрушения в результате электролитической коррозии, вызванной блуждающими токами, а также почвенной – электрохимической коррозии. Источниками блуждающих токов являются трамвай, метрополитен и электрифицированный на постоянном токе пригородный рельсовый транспорт (рис. 8). Как известно, провод (троллей) в этих установках соединяется обычно с плюсом источника постоянного тока, а минус – с обратным проводом, которым являются рельсовые пути.

39

При измерении потенциалов оболочки кабеля по отношению к земле заземляющий электрод выполняют из того же металла, что и оболочку кабеля (свинец, алюминий), на котором измеряют блуждающие токи. Обычно в качестве электрода используют кусок кабеля длиной 300…500 мм.

При измерении плотности тока используют миллиамперметр. Удельная плотность тока, стекающего в землю:

I уд = Iэз ,

S

где Iэз – ток, стекающий с электрода в землю; S – размер по-

верхности электрода.

Согласно ПТЭ блуждающие токи измеряют не менее 2 раз в первый год эксплуатации КЛ, в дальнейшем периодичность измерений устанавливают на основании результатов первых измерений и анализа коррозионных зон.

3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ НА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

При испытании кабеля дефектные места повреждаются. Для отыскания их существующими методами требуется, чтобы переходное сопротивление в месте повреждения было небольшим по сравнению с сопротивлением изоляции – вплоть до нескольких ом и даже долей ома. С целью уменьшения переходного сопротивления кабель прожигают.

Наиболее простой способ – прожигание на переменном токе. В качестве источника высокого напряжения применяют силовые трансформаторы или трансформаторы тока. При этом целесообразно использовать явление электрического резонанса на частоте 50 Гц, включив параллельно или последовательно с ёмкостью кабеля индуктивное сопротивление, равное емкостному.

Сопротивление цепи, настроенной в резонанс, имеет только активную составляющую, реактивное сопротивление равно нулю. Благодаря такому эффекту можно выбирать трансформатор меньшей мощности.

41

Существуют следующие виды повреждений КЛ:

•замыкание одной жилы на «землю»;

•замыкание двух или трёх жил между собой с замыканием на «землю» (оболочку);

•обрыв (растяжка) одной, двух или трёх жил без замыкания или с замыканием на «землю»;

•заплывающий пробой изоляции (переходное сопротивление в месте пробоя более 0,5 МОм);

•одновременное повреждение изоляции в двух (и более)

местах;

•повреждение оболочки на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена.

В зависимости от вида повреждения для определения места повреждения используются различные методы, одни позволяют определить место пробоя непосредственно на трассе, другие – расстояние до него от конца кабеля.

Метод петли используется в случае замыкания одной или двух жил на оболочку при наличии хотя бы одной неповреждённой жилы и переходном сопротивлении не более 5 кОм. Соединив на противоположном конце кабеля замкнутую жилу

содной из неповреждённых, собирают схему моста постоянного тока, плечами которого служат эти жилы и два калиброванных резистора. Из условия равновесия моста рассчитывают сопротивление пробитой жилы от концов кабеля до места повреждения и соответствующее этой величине расстояние. Точность метода невелика, так как невозможно точно учесть длину кабеля.

При обрыве жил кабеля можно аналогичным образом воспользоваться мостом переменного тока, измеряя не сопротивление, а ёмкость; это – ёмкостный метод. Принцип метода заключается в измерении ёмкости оборванного участка жилы кабеля, которая пропорциональна длине кабеля до места повреждения.

Импульсный метод основан на посылке в повреждённую линию зондирующего электрического импульса и измерении

42

интервала времени между моментами подачи импульса и прихода отражённого импульса от места повреждения в кабеле.

Время, за которое импульс проходит до точки повреждения и обратно, может быть определено из соотношения

tx =2lx v ,

где lx – расстояние от начала линии до места повреждения; v = = 160 м/мкс – скорость распространения импульсов по силовым кабелям. При этом условии расстояние до места повреждения определяют по формуле:

lx =vtx 2 =80tx .

Метод достаточно прост, но применим лишь при наличии обрыва и переходном сопротивлении не более 100 Ом. Этим методом можно найти не только расстояние до места повреждения, но и определить характер дефекта.

Метод колебательного разряда применим в широком диа-

пазоне переходных сопротивлений, обеспечивает высокую точность при различных видах повреждений и особенно ценен тем, что позволяет отыскать повреждённый участок при заплывающем пробое изоляции (так называют временное восстановление электрической прочности изоляции). Метод отличается от предыдущего тем, что не требует применения генератора импульсов. Замечено, что при пробое кабеля изменение напряжения на его зажимах носит колебательный характер, причём период колебаний в начале процесса прямо пропорционален расстоянию до места повреждения:

T =4lx v, lx =Tv4,

где T – период колебаний разряда, соответствует времени двукратного пробега волны до места повреждения и обратно; v = = 160 м/мкс – скорость распространения волны колебания по силовым кабелям.

Погрешность метода не более 5% максимального значения шкалы, по которой производили измерения. Для получения

43

наиболее точного результата измеряют длительность первого полупериода колебаний с помощью электронного микросекундомера.

Перечисленные выше косвенные (или относительные) методы дают возможность обнаружить дефектный участок кабеля; уточнить место повреждения можно с помощью прямых (или непосредственных) методов – индукционного или акустического.

Индукционный метод основан на прослушивании электромагнитных колебаний над кабелем при пропускании по нему тока звуковой частоты (800…1200 Гц). Колебания улавливаются с помощью приёмной рамки (антенны), усилителя и телефона. Двигаясь по трассе кабеля, оператор слышит звук, громкость которого периодически изменяется (в соответствии со скруткой жил кабеля). Над местом расположения муфты сила звука резко возрастает, на некоторых участках трассы ослабляется (заглубление или экранирование кабеля металлическими трубами). Над местом повреждения звук усиливается, а затем плавно затухает на расстоянии около 5 м. Этот метод применяют также для определения трассы неповреждённого кабеля.

Акустический метод тоже основан на прослушивании звуковых колебаний, но создаваемых не генератором звуковой частоты, а искровым разрядом в месте пробоя изоляции. Источником энергии является конденсатор, предварительно заряженный от выпрямителя высокого напряжения; иногда вместо конденсатора используется ёмкость неповреждённых жил кабеля. При отсутствии обрыва и устойчивом замыкании между жилой и оболочкой кабеля в схему испытания вводится разрядник. Этот метод применяется при всех видах повреждений с переходным сопротивлением не менее 40 Ом, особенно успешно – для подводных кабелей.

В настоящее время широкое внедрение получили автоматические устройства для определения места повреждения (ОМП) на КЛ.

Комплекс аппаратуры для ОМП на КЛ включает прожигательную и испытательную установки, разнообразный набор дис-

44