Испытание силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE)

Особенности применения

Кабель, имеющий изоляцию из сшитого полиэтилена появился в России не так уж и давно, его стали применять в 90х годах и с тех пор широко используют при прокладке соответствующих кабельных линий для обеспечения электроснабжения на объектах различного предназначения. Кабель данного типа имеет существенные преимущества, которые и обуславливают широкий диапазон его применения в современном энергохозяйстве.

Преимущества использования кабеля со СПЭ изоляцией:

• возможность осуществления прокладки кабельных линий на участках с имеющимися перепадами высот (даже значительными). Обусловлено такое обстоятельство тем, что в изоляции нет масла, которое имеет способность перетекать при разноуровневом положении кабеля с участка, который расположен выше на участки, размещённые внизу;
• долговечность. Срок эксплуатации такого кабеля гораздо больше, чем того, изоляция которого изготовлена из пропитанной маслом особой бумаги;
• высокоуровневая надёжность кабеля с полиэтиленовой сшитой изоляцией обеспечивает меньшее количество различных повреждений;
• гибкая структура кабеля, значительно облегчающая выполнение прокладки на особо сложных трассах, в местах с трудным доступом. При использовании данного кабеля, благодаря его гибкости, уменьшаются сроки выполнения работ, сокращаются денежные расходы и трудозатраты компаний, выполняющих монтаж;
• отсутствие необходимости разогрева кабеля при выполнении прокладки в условиях с пониженной температурой (до показателя -20°С). Изготавливается такой кабель из качественных полимерных материалов нового поколения, свойства которых позволяют работать с ним в таких условиях.
• меньшее количество диэлектрических потерь относительно применения кабеля с бумажно-масляной изоляцией.

 

Но даже самые значительные преимущества, высокие технические заводские характеристики и правильность осуществления монтажа не могут гарантировать 100% надёжность кабеля. Очень важную роль играет квалифицированное обслуживание проложенных кабельных линий, своевременная диагностика кабеля из сшитого полиэтилена при его сдаче в эксплуатацию, а также в течение всего срока использования.

Сложностью для специалистов является отсутствие необходимой нормативной базы, в которой бы имелась соответствующая информация относительно различных видов работ, таких, к примеру, как периодические испытания силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, периодичность их проведения, диагностика кабеля из сшитого полиэтилена и другие. Над решением данной проблемы проводится большая работа, в основном действующие нормы испытаний кабелей со СПЭ-изоляцией устанавливаются производителями данной продукции, заимствуются из информативных источников и опыта деятельности коллег из других стран.

Испытание кабелей со спэ изоляцией вызывает интерес, учитывая характеристики используемых для производства кабеля материалов, а также его особую конструкцию. Не обделены вниманием такие вопросы, как диагностика и периодичность испытаний кабельных линий с СПЭ-изоляцией. Перенимая ценный опыт квалифицированных специалистов из Европы, удаётся структурировать имеющуюся информацию и данные относительно монтажа, диагностики, испытаний и обслуживания кабеля данного типа.

Виды возможных повреждений кабелей со СПЭ изоляцией

В результате исследовательской деятельности были установлены четыре типа возможных повреждений кабелей со СПЭ-изоляцией, которые считаются основными:

• внешние – данные повреждения изоляции возникают при имеющихся нарушениях технологии в процессе прокладки кабеля. Массовая доля таких повреждений - 70% от регистрируемого общего количества;
• внутренние – эти повреждения возникают в случае несоблюдения или нечёткого выполнения правил эксплуатации кабеля (испытание постоянным напряжением). Повреждения данного типа также могут появиться вследствие естественного старения кабеля, сопровождаемого образованием водных деревьев, триингов;
• защитного экрана – повреждения различного характера, в результате которых нарушается сам защитный экран;
• кабельных жил – повреждения разных типов.

Чтобы провести испытание кабеля из сшитого полиэтилена, следует использовать переменное напряжение. При постоянно меняющейся полярности заряда обеспечивается надлежащая компенсация накапливающихся зарядов с последующей их разрядкой. Доказана эффективность способа, при котором проводится испытание СПЭ кабелей установкой СНЧ. Использование напряжения сверхнизкой частоты даёт возможность достичь наибольшей скорости развития пробоя для выявления имеющихся дефектов в ходе осуществляемого испытания. Необходимо соблюдение основного условия – наличия выходного напряжения симметричной формы.

Особенности технологии формирования выходного сигнала:

• обеспечение выходного сигнала абсолютной симметричности, при этом ни длина кабеля, ни уровень испытательного напряжения влияния не оказывают;
• симметричное синусоидальное напряжение для проведения испытаний, обеспечивающее направленность распространения образовавшегося повреждения (определение потенциальных пробоев (90%) за короткое время 30мин., а также возможность испытания особо надёжных кабелей).

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена

 

Испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена связано с происходящими коррозионными процессами и с определёнными воздействиями, которые носят механический характер. Не проведённый своевременно ремонт повреждённой оболочки кабеля, приведёт к ослаблению защитных свойств основной изоляции, дальнейшей их утрате и пробою кабельной линии.

Производится испытание оболочки кабеля из сшитого полиэтилена повышенным напряжением постоянного тока. В случае возникновения пробоя выполняется локальный поиск места имеющегося повреждения кабеля.

Нормы испытаний оболочки кабелей с СПЭ-изоляцией устанавливают периодичность их осуществления:

• до выполнения включения кабельных линий;
• после окончания ремонта основной изоляции конкретной кабельной линии;
• при проведении раскопок и предполагаемым нарушением целостности оболочки кабеля;
• в установленные периоды – по истечению 2,5 лет после приёмки в эксплуатацию, затем 1 раз в 5лет.

Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Проводится поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена в трёх направлениях:

• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельной изоляции;
• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельной оболочки;
• работы по нахождению мест имеющихся повреждений кабельных жил.

Проведение работ по нахождению мест, в которых имеются повреждения кабельной изоляции проводится в два этапа

• Определяется предварительная локализации места, в котором имеется повреждение изоляции, осуществляется с использованием петлевого метода при длине кабеля не меньшей 50 метров. Эффективно применение на данном этапе прецизионного моста "Shirla".
• Выявление точной локализации. Используется метод шагового напряжения.

Выполнение работ по нахождению имеющихся мест повреждений кабельных жил

Применяются: прожиг (используется только при наличии 3х жильного кабеля), беспрожиговые методы для предварительной локализации, акустический метод для точной локализации.