4.6. Силовые и контрольные кабели

Питание потребителей от подстанций обычно осуществляется кабельными линиями 6 - 10 кВ. Вся силовая и осветительная проводка на подстанциях также выпол­няется силовыми кабелями, а цепей управления и сигнализации - контрольными кабелями.

Внутри зданий и сооружений кабели прокладывают по спе­циальным конструкциям, в коробах и шахтах. На территориях подстан­ции кабели прокладывают в земле, траншеях, туннелях, а при прокладке над землей — в лотках. Местом сосредоточения контрольных кабелей на подстанциях являются кабельные полуэтажи.

Конструктивными частями кабеля любого напряжения являются: токоведущие жилы; изоляция, отделяющая токоведущие жилы друг от друга и от земли; защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции кабеля для защиты от внешних воздействий.

Токоведущие жилы изготовляются из медных или алюминиевых проволок. По числу жил силовые кабели бывают одно-, двух-, трех- и четырехжильные. Распространение получили одно- и трехжильные си­ловые кабели. Контрольные кабели изготовляются многожильными при небольшом сечении жил.

Изоляция кабелей выполняется из специальных сортов бумаги, про­питываемой вязким изоляционным составом (минеральное масло с ка­нифолью) у кабелей до 35 кВ и невязким особым минеральным маслом у кабелей 110—220 кВ. В эксплуатации находятся кабели до 10 кВ со сплошной полиэтиленовой изоляцией жил. Изоляция контрольных кабе­лей может быть бумажной, резиновой, поливинилхлоридной и полиэти­леновой.

Защитные оболочки накладываются поверх изоляции кабеля. Их из­готавливают из свинца, алюминия и поливинилхлорида. Они защи­щают кабель от проникновения влаги и вредных веществ. От механиче­ских воздействий кабель защищается стальными лентами или проволо­ками, от коррозии — битумными покровами.

При сооружении кабельных линий отдельные отрезки кабелей со­единяют между собой при помощи соединительных муфт. В РУ концы кабелей оконцовывают концевыми муфтами или заделками.

Допустимые нагрузки. Нагрузка кабельных линий рассчитывается по условию допустимых температур нагрева токоведущих жил. Макси­мально допустимые температуры установлены в зависимости от рабо­чего напряжения и вида изоляции кабеля:

Номинальное напряжение, кВ .......…………….... 6 10 20-35

Температура нагрева жил, °С:

из бумажной пропитанной изоляции ........ 65 60 50

из пластмассовой изоляции ........………... 65 65 65

Для маслонаполненных кабельных линий 110 кВ длительно допу­стимая температура нагрева жил 70°С, а для кабелей 220 кВ - 65С.

Проверка температуры нагрева жил силовых кабелей может про­изводиться измерением температуры их металлических оболочек с уче­том перепада температуры от металлических оболочек до жил. Однако на подстанциях температура жил кабелей, как правило, контролируется редко.

Длительно допустимые (эксплуатационные) нагрузки силовых кабе­лей определяются в зависимости от температуры среды, в которой проложен кабель, и условий прокладки (в земле, трубах, блоках и т. д.). Значения эксплуатационных нагрузок отмечаются на шкалах щитовых приборов, по которым ведется контроль за нагрузкой.

Осмотры. При осмотрах открыто проложенных кабелей проверяют: отсутствие механических повреждений брони, вмятин, крутых изгибов, вспучиваний оболочек, следов вытекания мастики; наличие антикорро­зионных покрытий брони; защищенность соединительных муфт стальными или асбестоцементными трубами (соединительные муфты на контрольно-сигнальных кабелях трубами не защищают); правильность раскладки кабелей на опорных конструкциях и состояние самих кон­струкций; состояние концевых муфт и заделок; отсутствие нагрева нако­нечников жил и выплавлений алюминиевых шин в местах контактных соединений с наконечниками.

При осмотрах кабелей в кабельных полуэтажах подстанции прове­ряют также: исправность цепей освещения и вентиляции, наличие и до­статочность средств пожаротушения, состояние несгораемых перегоро­док и уплотнений кабелей в местах прохода их в другие помещения, отсутствие посторонних предметов и особенно горючих материалов, на­личие маркировки кабелей.

При осмотрах концевых муфт маслонаполненных кабелей обра­щают внимание на отсутствие подтеков масла через места уплотнений, а также подтеков на питающих маслопроводах; отсутствие трещин в местах паек, трещин и сколов фарфоровых покрышек; целость зазе­мляющих спусков. Исправность концевых муфт определяется на слух. В случае обнаружения звуков разряда или перекрытий в концевой му­фте кабельная линия должна выводиться в ремонт в возможно корот­кий срок. Проверяют уровень масла в маслоподпитывающих баках; ис­правность вентилей, отсутствие утечек масла из баков; правильность установки стрелок на электроконтактных манометрах — датчиках сигнализации о падении давления в кабеле в случае утечки масла. Снижение уровня масла в баках и отклонение стрелок манометров в сторону уменьшения давления при отсутствии повреждений концевых устройств свидетельствует о появлении утечек масла из кабеля на его трассе. Об этом необходимо немедленно сообщить главному инженеру предприя­тия электросетей, так как это угрожает аварийным выходом кабеля из строя.

Маслонаполненные кабельные линии оборудуются установками ка­тодной поляризации для защиты брони и оболочек кабеля от разру­шающего действия блуждающих токов и агрессивных почв. От устано­вок катодной защиты оболочкам кабелей сообщается отрицательный потенциал, что предотвращает их электролитическую и электрохимиче­скую коррозию.

Внешний осмотр установок катодной защиты должен производить­ся не реже 1 раза в месяц. При этом проверяют исправность проводки от источника питания, плотность подсоединения дренажных кабелей, отсутствие нагрева контактов селеновых выпрямителей, загрязнений установки.

Профилактические испытания позволяют выявить и своевременно устранить слабые места в изоляции кабелей. Основным методом является испытание повышенным напряжением постоянного тока. Ис­пытание переменным током требует применения мощных испыта­тельных установок, поскольку кабели обладают большой зарядной ре­активной мощностью.

Подчеркнем, что повышенное напряжение постоянного тока не оказывает вредного воздействия на хорошую изоляцию, так как при этом не появляется опасная начальная ионизация, в то же время осла­бленные места в изоляции доводятся до пробоя энергией, развивающей­ся в месте повреждения.

Наибольшее распространение получил метод испытания отклю­ченных от сети кабельных линий при помощи имеющихся на подстан­циях стационарных испытательных установок с кенотронной лампой (аппараты типа АИИ-70) или с полупроводниковыми вентилями. По­следние более предпочтительны, так как не дают рентгеновского излу­чения (возникающего при работе кенотронной лампы), чрезмерные дозы которого оказывают вредное влияние на организм человека.

С помощью испытательных установок производится однополупериодное выпрямление переменного тока высокого напряжения промыш­ленной частоты. Испытание производится по схеме, представленной на рис. 4.9. Для испытаний кабельную линию отключают и заземляют. За­тем с одной из фаз снимают заземление и к ней подключают испыта­тельную установку. Две другие жилы в это время остаются заземленны­ми. По такой схеме поочередно испытывают изоляцию всех жил. При этом проверяется как междуфазная, так и поясная изоляция кабеля.

Значения испытательных напряжений и время выдержки под напря­жением для кабелей разных номинальных напряжений следующие:

Номинальное напряжение кабеля, кВ ... 6 10 20 35

Испытательное напряжение, кВ …… 30-50 50-75 80-100 150-175

Время выдержки, мин .....…………… 5 5 5 5

Подъем напряжения до максимального испытательного ведется пятью - шестью ступенями. Состояние изоляции оценивается не только значением тока утечки, но главным образом характером его из­менения и асимметрией тока по фазам. При удовлетворительном состоянии изоляции ток утечки в момент подъема напряжения на каждой степени резко возрастает за счет заряда емкости кабеля, а потом бы­стро спадает: у кабелей 6 - 10 кВ до значения менее 300 мкА, у кабелей 20 - 35 кВ до 800 мкА. При наличии дефекта ток утечки спадает медлен­но и даже может возрасти. Запись тока утечки производится на послед­ней минуте испытаний. Абсолютное его значение не может рассматри­ваться как браковочный показатель, так как оно зависит от длины кабельной линии, температуры кабеля, состояния концевых муфт и дру­гих условий.

Асимметрия, т. е. разница значений токов утечки по фазам кабелей с неповрежденной изоляцией, должна быть не более 50%.

Дефектная изоляция обычно пробивается в момент подъема напря­жения. При этом от броска тока автоматически отключается испыта­тельная установка.

Периодичность профилактических испытаний кабельных линий го­родских сетей 6 - 35 кВ - не реже 1 раза в год. Автоматизированные участки сетей, работающие без повреждений более 5 лет, могут испыты­ваться 1 раз в 3 года. После ремонта кабеля обязательно проведение внеочередных испытаний.

Профилактические испытания кабельных линий производятся де­журным персоналом по распоряжению диспетчера. При испытаниях не­обходимо строгое соблюдение правил техники безопасности. В частно­сти, в момент подачи на кабель высокого напряжения в РУ и у кенотронной установки не должны находиться лица, не имеющие прямого отношения к испытаниям.