Содержание материала

2 ПРИЧИНИ ПОШКОДЖЕННЯ КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ

         У багатьох випадках причинами аварійних ситуацій, на об’єктах УМГ «Донбастрансгаз», пов’язаних з порушенням електропостачання, є пошкодження КЛ. Тому при експлуатації КЛ необхідно знати які причини та недоліки призводять до пошкодження КЛ і попереджати їх.      
До таких недоліків, які значно знижують надійність кабелів, відносяться: осушення ізоляції з-за переміщення чи стікання пропиточного складу, електричне старіння ізоляції, висихання ізоляції кабелів, працюючих у важких теплових режимах, часто пов’язане з розщепленням пропиточного складу (кристалізація) і т.д.
В момент аварії кабель часто отримує вторинні пошкодження (обжигається дугою, деформується внутрішнім тиском, поглинає вологу через пошкоджене місце і т.д.).
Оболонка кабелю є одним з важливіших конструктивних елементів силового кабелю. Ізоляція кабелю може залишити високі діелектричні властивості тільки в тому випадку, якщо відсутня можливість проникнення в неї повітря чи вологи.
Свинцева або алюмінієва оболонки є герметизуючим покровом кабелю.
Тривала припустиме механічне навантаження для свинцю 0,1 кг/мм2, для алюмінію 0,8 кг/мм2. На відміну від свинцю алюміній є вібростійким матеріалом, але набагато уступає йому в стійкості до дії ґрунтової корозії.
Крім заводських дефектів, які призводять до пошкоджень можуть бути такі:
1) механічні пошкодження, які були нанесені при прокладці чи послідуючих розкопках і інших будівельних роботах, виконуємих в зоні кабельних трас;
2) спіралеподібні вспучини (інколи тріщини) як результат тривалої дії циклів нагріву та охолодження чи значних перевантажень кабелю більш припустимих норм.
3) міжкристальні руйнування свинцевої оболонки під дією струсів та вібрацій.
4) ґрунтова, хімічна корозія під впливом різноманітних хімічних реагентів, які містяться в ґрунті.
5) руйнування оболонок кабелів блукаючими струмами електрифікованого транспорту;
Місцеві механічні пошкодження оболонок легко встановлюються по зовнішньому вигляду, так як вони супроводжуються пошкодження джутових покровів і стальної броні. У більшості випадків опиняється пошкодженою і ізоляція кабелю.
Механічні пошкодження носять локальний характер і після усунення пошкодженої дільниці і монтажу вставки КЛ може продовжувати бути в роботі.
Міжкристальне руйнування свинцевої оболонки – це рекристалізація свинцю, зріст кристалів і втрата зв’язку між кристалами. По зовнішньому вигляду в початковій стадії на оболонці з’являється сітка мілких тріщин. У подальшому тріщини все більш збільшуються і розтріскування оболонки супроводжується випаданням з неї груп кристалів або навіть окремих шматків оболонки.
Масштаб міжкристальних руйнувань (довжина пошкодженої дільниці кабелю) залежить від характеру впливу, викликаючого сотрясіння та вібрацію кабелю.
Найчастіше це вертикальна дільниця кабелю при переході КЛ у повітряну, де струси утворюються проводами повітряної лінії. Це можуть бути дільниці кабелів на підходах до обертаючихся машин, утворюючими значні вібрації, переходи КЛ під залізодорожними шляхами чи шосе, місця прокладки кабелів по мостах, де вібрацію і струси створює рухаючийся транспорт.
Наявність в продуктах корозії перекісі (двоокисі) свинцю вказує на її електричне походження від блукаючих струмів. Характерним є колір продуктів корозії. Двоокись свинцю, утворюєма при протіканні блукаючих струмів має коричневий колір (бурий осадок).
Продукти хімічної корозії найбільш часто мають білий колір, інколи з блідно-жовтим чи блідно-рожевим відтінком
При багатократних вигинах кабелю, пов’язаних з розматуванням, прокладкою, протяжкою в трубах і т.д., в місцях виникнених гофр алюмінієва оболонка дає продольну тріщину чи підрізається стальною бронестрічкою.
При встановленні муфт необхідно звертати увагу на стан висихання ізоляції, розщеплення пропиточного матеріалу та випадання каніфолі. У кабелів на напругу 10кВ і вище необхідно звертати увагу на електричне старіння ізоляції та наявність в неї шляхів іонізації та часткових розрядів (гілчасті обіги, присутність воскоподібних речовин).
Повітряні включення  - найбільш слабкий елемент ізоляції: в них починають розвиватися небезпечні іонізаційні процеси та часткові розряди. Чим більші повітряні зазори (особливо в радіальному напрямку), тим вони не безпечніші. У зв’язку з цим жорстко регламентована кількість припустимих співпадань паперових стрічок. При великій кількості співпадань шар ізоляції стає нестійким до вигинань. На паперових стрічках, розташованих під співпадаючими зазорами (нижче розташованих стрічок), утворюються продольні складки, які під впливом теплових деформацій (нагріви та охолодження кабелю) перетворюються в продольні тріщини – такий же небезпечний дефект, як і співпадання паперових стрічок.
Продольна складка нерідко перетворюється в сплошну тріщину, і при розборі ізоляції замість однієї стрічки змотуються дві. Найбільш часто це спостерігається при величині перекриття стрічок, близьких до 50%.
При протіканні струмів короткого замкнення на дуже короткий час (секунди) допускається підйом температури жил (а отже і прилеглих шарів ізоляції) до 125° або 200° згідно для кабелів 20-35кВ та 1-10кВ.
Це обумовлено тим, що при температурах вище 135-140° в паперовопропитаній ізоляції швидко розвиваються процеси незворотного старіння паперової основи ізоляції (руйнування волокна целюлози, з яких складається папір).
Настільки ж небезпечні й тривалі аварійні перевантаження кабелів, коли нагрів жил і ізоляції суттєво перевищує тривало допустимі за нормами.
При вскритті таких кабелів (після аварійного чи профілактичного пробою) особливу увагу слід звертати на стан фазної ізоляції та паперових стрічок, безпосередньо примикаючих до жили.
Небезпечні місцеві перегріви кабелів можливі в місцях, де кабелі прокладені в землі з порушенням основних норм прокладки: з примиканням одного до іншого чи при виконанні в землі «запасів» у вигляді кілець (заборонено правилами). В цих випадках, як встановлено, кабелі можуть нагріватися до температур, перевищуючих 100°С.
В кабелях на напругу 20-35кВ розрахункові електричні градієнти приблизно в два рази вище, ніж в кабелях на 6кВ. Тому вже при незначному осушенні, особливо на вертикальних дільницях, в них починається іонізація повітряних включень і починаються часткові розряди.
Необхідність заміни вертикальних ділянок кабелів повинна підтверджуватись результатами вскриття, розборки та оглядів зразків кабелів.
Небезпечна степінь електричного старіння підтверджується наявністю чорних гілчастих побігів на паперових стрічках.
При оглядах струмоведучих жил необхідно звертати увагу на наступні найбільш часто зустрічаючиєся дефекти:

  1. неправильну форму круглої чи секторної жили (наприклад, один кут сектора більш гострий, ніж інший);
  2. випирання чи западання окремих проволок, пила образний профіль жили;
  3. наявність заусенців на жилах.

Ці дефекти призводять до викривлення електричного поля, утворенню місцевих підвищених напруженостей, що особливо небезпечно для кабелів на напругу 10кВ і вище. Жили з окремо випираючими проволоками чи з заусенцями небезпечні в тому відношенні, що під час вигибів кабелю чи при теплових деформаціях може бути деформована, продавлена чи розрізана примикаюча до жили паперова ізоляція.
Наявність таких дефектів, значно знижуючих надійність кабелю, неприпустимо.
Можливі й більш грубі дефекти в жилах. Наприклад перетинання окремих проволок. В цьому випадку жила приймає неправильну форму, а в шарі ізоляції утворюються глибокі складки. Кабелі з такими дефектами не пригодні для прокладки.
При вскритті кабелів після аварійних пробоїв слід враховувати ряд інших змін, пов’язаних з горінням дуги та утворюванням в кабелі значних внутрішніх тисків.
Великим тиском може суттєво деформуватися свинцева оболонка, можуть бути зміщені та навіть викинуті (разом з газами) заповнювачі, зміщені бронестрічки.
При профілактичних випробуваннях і пробоях, з-за малої потужності випробувальних установок, такі деформації не виникають (прожигаюча та ударна установки не враховуються).