Лекция № 11

Тема «Ремонт электрических сетей»

При различных видах повреждений, а также при повреждениях, связанных с проведением профилактических испытаний повышенным напряжением, необходимо быстро ремонтировать КЛ во избежание нарушения нормальной схемы электроснабжения. Кроме того, при прокладке кабеля в воде или влажном грунте через его поврежденную оболочку интенсивно засасывается влага и распространяется в обе стороны от места повреждения.

Чаще всего происходят механические повреждения КЛ при производстве различных земляных работ из-за невыполнения требований правил охраны электрических сетей.

В процессе эксплуатации возможно ослабление изоляции кабелей (особенно в местах механического повреждения) при их транспортировке, прокладке, которое не было выявлено при испытании линии повышенным напряжением в процессе ввода ее в эксплуатацию. В дальнейшем происходит электрический пробой кабелей в таких местах. Часто причиной выхода из строя КЛ является пробой соединительных и концевых муфт из-за некачественного их монтажа.

Во избежание внезапного отключения КЛ из-за пробоя ослабленного места периодически проводят их испытания повышенным напряжением постоянного тока, которые позволяют в ряде случаев довести такое место в изоляции кабеля или муфте до пробоя и устранить повреждение.

Для сокращения времени отключения потребителей профилактические испытания КЛ проводят при выполнении ремонта оборудования РУ на приемном и питающем концах этих линий.

Кабели напряжением до 1 кВ не испытывают повышенным напряжением. После выполнения мелких ремонтов, не связанных с перемонтажом этих кабелей, измеряют сопротивление их изоляции мегаомметром в течение 1 мин на 2,5 кВ. Оно должно быть не ниже 0,5 МОм.

Испытания повышенным напряжением кабелей более 1 кВ (кроме резиновых кабелей 3–10 кВ) проводят в сроки, устанавливаемые системой планово-предупредительного ремонта, но не реже одного раза в три года. При текущем ремонте КЛ с рабочим напряжением до 10 кВ испытывают напряжением (5÷6)U_ном, а с рабочим напряжением 20–35 кВ –напряжением (4÷5)U_ном.Эти испытательные напряжения достаточны для выявления слабых мест в кабеле и муфтах. Продолжительность испытания каждой фазы составляет 5 мин. Кабели 3–10 кВ с резиновой изоляцией испытывают напряжением 2U_ном в течение 5 мин не реже одного раза в 5 лет. Испытания коротких КЛ, расположенных в пределах одного РУ, можно проводить реже (не более одного раза в год), так как они меньше подвержены механическим повреждениям и их внешнее состояние чаще проверяется персоналом.

При испытаниях концы кабелей отсоединяют от РУ. Однако групповые кабели на подстанциях могут испытываться без отсоединения от шин, поскольку они имеют большое сечение жил, а при отсоединении и присоединении происходит их изгиб, что может привести к повреждению изоляции концевых муфт. КЛ, проложенные в земле, рекомендуется испытывать в летнее время, так как в случае их пробоя при испытаниях проще выполнить ремонтные работы. Кроме того, эффективность испытаний выше из-за поступления в грунт большого количества влаги. До и после испытания кабелей на напряжение более 1 кВ повышенным выпрямленным напряжением измеряют сопротивление их изоляции мегаомметром на 2,5 кВ.

Изоляцию КЛ испытывают с помощью специальных высоковольтных выпрямительных установок – передвижных, стационарных и переносных. Все установки содержат трансформатор, высоковольтный выпрямитель, регулятор напряжения, киловольтметр, микроамперметр. Передвижные испытательные установки имеют независимый источник электроэнергии (собственный генератор) и размещаются на автомобилях различных марок. Стационарные установки используются на станциях и подстанциях с большим количеством присоединенных КЛ. Отрицательный полюс этих установок соединяют с испытываемой жилой кабеля, а положительный – заземляют. При испытании трехжильных кабелей с поясной изоляцией напряжение от испытательной установки подают поочередно к каждой жиле кабеля, две другие его жилы и свинцовую оболочку заземляют.

При испытании всех кабелей плавно повышают напряжение до нормируемого значения и выдерживают кабели под этим напряжением некоторое время. Время приложения напряжения отсчитывается с момента установления его нормированного значения.

Состояние кабеля определяют по току утечки. При удовлетворительном состоянии кабеля при подъеме напряжения за счет зарядки его емкости ток утечки резко возрастает, затем быстро снижается до 10–20 % от максимального.

Результаты испытания кабеля считаются удовлетворительными, если не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания его установившегося значения, а сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром после испытания, осталось прежним.

При наличии дефектов в кабеле в большинстве случаев пробой его изоляции происходит в течение первой минуты после установления испытательного напряжения. Если при испытании КЛ ток утечки возрастает, рекомендуется увеличить продолжительность испытания. При дальнейшем нарастании тока утечки испытание ведут до момента пробоя, увеличивая испытательное напряжение. При этом обращают внимание на разность токов утечки по фазам (асимметрию токов). Если состояние изоляции кабеля хорошее, асимметрия токов утечки по фазам трехжильного кабеля не превышает их двукратного значения.

При сильных толчках тока, сопровождающихся срабатыванием защитного аппарата испытательной установки, испытание прекращают и определяют место повреждения кабельной линии. Необходимо помнить, что кабели длительное время сохраняют заряд, поэтому после испытаний каждую их жилу кратковременно заземляют.

После аварийного отключения КЛ или при ее пробое во время испытаний определяют характер и место повреждения кабеля на трассе, а затем приступают к его раскопке для ремонта. Кабель вскрывают после сверки на месте фактических данных с планами трассы. Уточнение трасс отключенной кабельной линии производят индукционным методом, для чего к кабелю подключают генератор звуковой частоты по схеме «фаза-фаза» или «фаза-земля». При подключении по схеме «фаза-земля» один вывод генератора присоединяют к жиле кабеля (противоположный ее конец заземляется), другой – заземляют.

Для определения трассы КЛ электромонтер с приемной рамкой, усилителем и телефоном с кабелеискателями передвигается вдоль кабеля, слегка перемещая кабелеискатель поперек оси КЛ. Ось рамки должна располагаться вертикально поверхности земли, при этом в телефоне наблюдается минимальная громкость звука. При отклонении рамки влево или вправо от оси кабеля в телефоне сначала возрастает громкость звука, а затем снижается (рис. 39, а).

При подключении генератора по схеме «фаза-фаза» звук максимальной громкости слышится над кабелем (рис. 39, б), при этом из-за наличия скрутки его жил вдоль линии происходит периодическое изменение слышимости (через 1,0–1,5 м).

Если на трассе проложено несколько кабелей, то отключенный кабель отыскивают среди работающих по схеме «фаза-фаза».

Для определения места расположения соединительных муфт кабеля используют также схему «фаза-фаза». Над местом расположения соединительных муфт звуковой сигнал резко усиливается, так как в муфтах токоведущие жилы разведены на значительно большие расстояния, чем в кабеле. При определении места расположения соединительных муфт учитывают, что над кабелем по его длине прослушиваются периодические усиления звука из-за наличия скрутки токопроводящих жил, однако над муфтой громкость звучания будет значительно больше.

Признак места повреждения кабеля при междуфазном КЗ – выгорание свинца и брони с образованием видимого отверстия или вмятины, наличие запаха горелого джута оплетки. В случае сомнения очищают предлагаемое место повреждения кабеля от земли и прожигают его по схеме «поврежденная жила – земля», при этом должна появиться струйка дыма и выделиться пропиточная масса.

Определив место повреждения, в целях безопасности кабель прокалывают специальным устройством с изолирующей штангой (прокалывателем). При пробое изоляции с жилы на металлическую оболочку (однофазное повреждение) кабель ремонтируют без их разрезания при условии, что изоляция не увлажнена. При повреждении жил кабеля этот участок вырезают, вставляют новый отрезок и монтируют две муфты. Кабель, используемый для вставки, должен соответствовать основному по напряжению, сечению и расцветке фаз. Длину кабельной вставки выбирают с учетом устройства компенсаторов соединительных муфт, которые применяют для их предохранения от повреждений при смещениях почвы и температурных деформациях кабеля. Кроме того, запас кабеля в компенсаторах должен быть таким, чтобы монтаж новой муфты при повреждении соединения выполнялся без новой вставки.

Опыт эксплуатации показывает, что основной причиной по­вреждений муфт являются неисправности монтажа:

· дефекты пайки горловины муфты или плохая пайка заливочных отверстий, в результате чего герметичность муфты нарушается;

· крутой изгиб жил кабеля, вследствие чего бумажная изо­ляция разрывается и муфта теряет электрическую прочность;

· неправильное или недостаточное заполнение муфты заливочной массой;

· некачественная припайка соединительных гильз или проводника заземления, повреждения поясной изоляции у ее обреза и т. д.

Поэтому к монтажу муфт допускается только специально обученный персонал. Так, основные работы монтажа (разделка концов кабеля, сварка, опрессовка и пайка, изолирование жил и заливка муфты массой) должен выполнять электромонтер-кабельщик 3-го, 4-го разряда.

При незначительных повреждениях изоляции и металлической оболочки кабель можно ремонтировать без разрезания жил. Перед ремонтом его бумажную изоляцию проверяют на отсутствие влаги. После снятия брони, оболочки и поясной изоляции жилы разводят, в поврежденном месте снимают заводскую изоляцию и восстанавливают ее заново бумажными роликами, как при монтаже новых муфт. Для восстановления герметичности соединения используют свинцовую муфту, состоящую из двух продольных половин, которые напаивают и заполняют кабельной массой.

При нарушении кабеля на незначительной длине (достаточной для его разводки) повреждение его жил устраняют установкой в этом месте соединительной муфты. Если изоляция кабеля не повреждена и в него не проникла влага, ремонт его металлической оболочки, нарушенной в результате механического повреждения, осуществляется запайкой. Для проверки изоляции удаляют часть металлической оболочки по обе стороны от места ее повреждения и тщательно проверяют верхний слой изоляции на отсутствие механических повреждений и влаги. Герметичность этой оболочки восстанавливают напайкой свинцовой муфты.

При повреждении соединительной муфты ее вырезают и повторно соединяют кабель новыми муфтами. При небольшом дефекте в муфте ее заменяют другой (удлиненной) без дополнительной вставки кабеля.

При устранении повреждения концевой муфты проверяют изоляцию кабеля на влажность и в зависимости от его запаса выполняют монтаж этой муфты или вставки кабеля с установкой муфты.

Если при вскрытии соединительной муфты обнаруживают утечку заливочной массы, ее доливают, при этом распаивают заливочные отверстия муфты, прогревают ее газовой горелкой или паяльной лампой и заливают кабельную массу до полного исчезновения пены в вытекающей из муфты массе. После доливки и остывания кабельной массы заливочные отверстия запаивают и на место соединения устанавливают защитный чугунный кожух.

Для ремонта поливинилхлоридных оболочек кабелей очищают их поверхность от грязи, с помощью кабельного ножа вырезают выступающие края отверстий, раковин, разрывов оболочки. Из сварочного пистолета направляют струю горячего воздуха на дефектное место и конец сварочного прутка. После 3–5 с прогрева струю отводят и разогретый конец прутка прижимают к дефектному месту. После охлаждения пруток обрезают, а место ремонта снова прогревают и прикладывают, прижимая, сложенный в 3–4 слоя кусок кабельной бумаги.

Для ремонта щелей или прорезей поливинилхлоридных оболочек приваривают конец сварочного прутка на расстоянии 1–2 мм от дефектного места. Проверив приваривание, направляют струю воздуха так, чтобы одновременно прогревалась нижняя часть сварочного прутка и обе стороны прорези или щели. Нажимая на пруток, укладывают его вдоль щели. Приварку заканчивают на неповрежденном месте на расстоянии 1–2 мм от конца щели. Затем срезают остатки прутка и производят заглаживание.

При разрыве оболочки для ремонта используют заплаты или разрезанные поливинилхлоридные трубы. Для этого вырезают из пластины заплату размером на 1,5–2,0 мм больше разрыва и приваривают ее вдоль всей кромки к оболочке. Затем вдоль образовавшегося шва приваривают поливинилхлоридный пруток, срезая его выступающие поверхности, и производят окончательную сварку.

При ремонте оболочки с помощью поливинилхлоридных трубок отрезают трубку, размер которой на 35–40 мм больше длины дефектного листа, разрезают ее и надевают на кабель так, чтобы был равномерный заход на его оболочку. Затем трубку временно обматывают поливинилхлоридной или миткалевой лентой с шагом 20–25 мм и приваривают пруток в стыке оболочки кабеля с трубкой и по срезу последней. После приварки обоих концов трубки снимают обмотку, приваривают пруток вдоль разреза трубки и, срезая его выступающие поверхности, производят окончательную сварку.

Пластмассовые шланги и оболочки ремонтируются также с помощью эпоксидного компаунда и стеклоленты. После очистки их поверхности место повреждения и за его краями (на расстоянии 3–5 см в обе стороны) смазывают эпоксидным компаундом (например, К-115) с предварительно введенным в него отвердителем. Затем на это место накладывают три-четыре слоя стеклоленты, каждый из которых покрывают слоем компаунда.

В соответствии с ПТЭ после ремонта проводят внеочередные испытания. При разрезании или отсоединении жил кабеля, перемонтаже его муфт, кроме испытаний повышенным напряжением и измерения сопротивления изоляции, проверяют целостность жил и выполняют фазировку (определение соответствия фаз кабеля фазам подсоединяемого участка электроустановки) «прозвонкой» с помощью мегаомметра. Если на одном из концов кабеля «прозваниваемая» жила подсоединяется к фазе А, то и на другом конце она также должна подсоединяться к ней. После фазировки жилы окрашивают согласно ГОСТу.

При неправильной фазировке, если кабель проложен между источником и потребителем ЭЭ, возможно изменение направления вращения электродвигателей, что на ряде производств недопустимо. Если кабель проложен между двумя источниками питания, неправильная фазировка приводит к трехфазному КЗ. Для таких электроустановок после предварительной «прозвонки» перед включением в работу КЛ фазируется под напряжением: с одного конца на кабель подается рабочее напряжение, а с другого конца с помощью вольтметров или трансформаторов напряжения (для установок выше 1000 В) проверяется соответствие фаз. При правильной фазировке напряжение между одноименными фазами отсутствует, а между разноименными – примерно одинаковое.

Для ремонта на КЛ необходим набор специального кабельного инструмента, который должен обеспечивать выполнение всех операций по утвержденной технологии. Перед выездом на работу каждый раз проверяют его комплектность и состояние.

По окончании ремонтных работ составляют исполнительный эскиз, с помощью которого выполняют все исправления в эксплуатационной технической документации. В паспортной карте отмечают результаты испытания линии после ремонта.

Контрольные вопросы

1. Как осуществляется надзор за КЛ?

2. На что обращают внимание при работах на трассе КЛ?

3. Как контролируется нагрузка и температура нагрева КЛ?

4. Допускается ли перегрузка КЛ?

5. Как защищают металлические оболочки кабелей от коррозии?

6. Для чего проводят испытания КЛ повышенным напряжением?

7. Как заменяют поврежденный участок кабеля?