Ремонт кабельных линий

Контроль технического состояния кабельных линий

Эксплуатация кабельных линий имеет свои особенности, так как обнаружить дефекты в ней простым осмотром не всегда удается. Поэтому осуществляются проверки состояния изоляции, контроль за нагрузкой и температурой кабеля.

Кабели с точки зрения проверки изоляции являются наиболее трудным элементом электрооборудования. Это связано с возможной большой длиной кабельных линий, неоднородностью грунта по длине линии, неоднородностью изоляции кабеля.

Для выявления грубых дефектов в кабельных линиях производят измерение сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В. Однако показания мегаомметра не могут служить основанием для окончательной оценки состояния изоляции , поскольку они в значительной степени зависят от длины кабельной линии и дефектов концевых заделок.

Связано это с тем, что емкость силового кабеля велика и в течение времени измерения сопротивления она не успевает полностью зарядиться, поэтому показания мегаомметра будут определяться не только установившимся током утечки, но и зарядным током, а измеренное значение сопротивления изоляции будет значительно занижено.

Основным методом контроля состояния изоляции кабельной линии является испытание ее повышенным напряжением. Цель испытаний состоит в выявлении и своевременном устранении развивающихся дефектов изоляции кабеля, муфт и концевых заделок, с тем чтобы предупредить возникновение повреждений в процессе работы. При этом, кабели напряжением до 1 кВ повышенным напряжением не испытывают, а измеряют сопротивление изоляции мегаомметром напряжением 2500 В в течение 1 мин. Оно должно быть не ниже 0,5 МОм.

Проверка коротких кабельных линий в пределах одного распределительного устройства выполняется не чаще 1 раза в год, т. к. они меньше подвержены механическим повреждениям и их состояния чаще контролируется персоналом. Испытание повышенным напряжением кабельных линий более 1 кВ проводят не реже одного раза в 3 года.

Основным способом испытания изоляции кабельных линий является проверка повышенным напряжением постоянного тока . Это объясняется тем, что установка на переменном токе при равных условиях имеет гораздо большую мощность.

В состав испытательной установки входят: трансформатор, выпрямитель, регулятор напряжения, киловольтметр, микроамперметр.

При проверке изоляции напряжение от мегаомметра или испытательной установки подводится к одной из жил кабеля, при этом остальные его жилы надежно соединяют между собой и заземляют. Напряжение плавно повышается до нормируемого значения и выдерживается требуемое время.

Состояние кабеля определяется по току утечки . При удовлетворительном его состоянии подъем напряжения сопровождается резким возрастанием тока утечки за счет зарядки емкости, затем снижается до 10 — 20 % максимального значения. Кабельная линия считается пригодной к эксплуатации, если при испытаниях не произошло пробоя или перекрытия по поверхности концевой муфты, не наблюдается резких толчков тока и заметного роста тока утечки .

Перегрузки кабеля, носящие систематический характер , приводят к ухудшению изоляции и сокращению длительности работы линии. Недогрузки связаны с недоиспользованием проводникового материала. Поэтому при эксплуатации кабельной линии периодически проверяют, чтобы токовая нагрузка в них соответствовала установленной при вводе объекта в эксплуатацию. Максимально допустимые нагрузки кабелей определяются требованиями ПУЭ.

Контролируют нагрузки кабельных линий в сроки, определяемые главным энергетиком предприятия, но не реже 2 раз в год. При этом один раз указанный контроль производится в период осенне-зимнего максимума нагрузки. Контроль осуществляется наблюдением за показаниями амперметров на питающих подстанциях, а при отсутствии их — с помощью переносных приборов или токоизмерительных клещей.

Допустимые токовые нагрузки для длительного нормального режима работы кабельных линий определяются с помощью таблиц, приводимых в электротехнических справочниках. Эти нагрузки зависят от способа прокладки кабеля и вида охлаждающей среды (земля, воздух).

Для кабелей, проложенных в земле, длительно допустимая нагрузка принимается из расчета прокладки одного кабеля в траншее на глубине 0,7 — 1 м при температуре земли 15°С. Для кабелей, проложенных на открытом воздухе, температура окружающей среды принимается равной 25°С. Если расчетная температура окружающей среды отличается от принятых условий, то вводится поправочный коэффициент.

За расчетную температуру земли принимается наивысшая среднемесячная температура из всех месяцев года на глубине прокладки кабеля.

За расчетную температуру воздуха принимается наибольшая среднесуточная температура, повторяющаяся не менее трех раз в году.

Длительно допустимая нагрузка кабельной линии определяется по участкам линий с наихудшими условиями охлаждения, если длина этого участка не менее 10 м. Кабельные линии до 10 кВ при коэффициенте предварительной нагрузки не более 0,6 — 0,8 могут кратковременно перегружаться. Допустимые нормы перегрузок с учетом их длительности приводятся в технической литературе.

Для более точного определения нагрузочной способности, а также при изменении температурных условий эксплуатации осуществляется температурный контроль кабельной линии . Контролировать непосредственно температуру жилы на работающем кабеле невозможно, т. к. жилы находятся под напряжением. Поэтому одновременно производят измерение температуры оболочки (брони) кабеля и тока нагрузки, а затем пересчетом определяют температуру жилы и максимально допустимую токовую нагрузку.

Измерение температуры металлических оболочек кабеля, проложенного открыто, проводят обычными термометрами, которые укрепляются на броне или свинцовой оболочке кабеля. Если кабель проложен в земле, измерение производится с помощью термопар. Рекомендуется устанавливать не менее двух датчиков. Провода от термопар укладываются в трубу и выводятся в удобное и безопасное от механических повреждений место.

Температура токопроводящей жилы не должна превышать:

для кабелей с бумажной изоляцией до 1 кВ — 80° С, до 10 кВ — 60° С;

для кабелей с резиновой изоляцией — 65° С;

для кабелей в поливинилхлоридной оболочке — 65° С.

В том случае, когда токоведущие жилы кабеля нагреваются выше допустимой температуры, принимают меры по устранению перегрева — уменьшают нагрузку, улучшают вентиляцию, заменяют кабель на кабель большего сечения, увеличивают расстояние между кабелями.

При прокладке кабельных линий в почве, агрессивной по отношению к их металлическим оболочкам (солончаки, болота, строительный мусор), возникает почвенная коррозия свинцовых оболочек и металлического покрова . В подобных случаях периодически проверяют коррозийную активность грунта, беря пробы воды и грунта. Если при этом будет установлено, что степень почвенной коррозии угрожает целостности кабеля, то принимают соответствующие меры — устраняют загрязнение, заменяют грунт и т. д.

Определение мест повреждения кабельной линии

Определение мест повреждения кабельных линий представляет довольно сложную задачу и требует применения специальной аппаратуры. Работы по ликвидации повреждений кабельной линии начинаются с установления вида повреждения . Во многих случаях это удается сделать с помощью мегаомметра. Для этой цели с обоих концов кабеля проверяют состояние изоляции каждой жилы по отношению к земле, исправность изоляции между отдельными фазами, отсутствие обрывов в жилах.

Определение места повреждения обычно проводят в два этапа — сначала определяют зону повреждения с точностью 10 — 40 м, а после этого уточняют место возникновения дефекта на трассе.

При определении зоны повреждения учитываются причины его возникновения и последствия отказа. Наиболее часто наблюдается обрыв одной или нескольких жил с заземлением их или без него, возможно также сваривание токоведущей жилы с оболочкой при длительном протекании тока короткого замыкания на землю. При профилактических испытаниях чаще всего возникает замыкание токоведущей жилы на землю, а также заплывающий пробой.

Для определения зоны повреждения используется несколько методов: импульсный, колебательного разряда, петлевой, емкостной.

Импульсный метод применяется при однофазных и междуфазных замыканиях, а также при обрыве жил. К методу колебательного разряда прибегают при заплывающем пробое (возникает при высоком напряжении, исчезает при низком). Петлевой метод используется при одно-, двух- и трехфазных замыканиях и наличии хотя бы одной неповрежденной жилы. Емкостной метод находит применение при обрывах жил. В практике эксплуатации наибольшее распространение получили первые два метода.

При использовании импульсного метода применяются достаточно простые приборы. Для определения зоны повреждения от них в кабель посылаются кратковременные импульсы переменного тока. Дойдя до места повреждения, они отражаются и возвращаются обратно. О характере повреждения кабеля судят по изображению на экране прибора. Расстояние до места повреждения можно определить, зная время прохождения импульса и скорость его распространения.

Применение импульсного метода требует снижения переходного сопротивления в месте повреждения до десятков и даже долей ома. С этой целью изоляцию прожигают за счет преобразования электрической энергии, подводимой к месту повреждения, в тепловую. Прожиг осуществляют постоянным или переменным током от специальных установок.

Метод колебательного разряда заключается в том, что поврежденная жила кабеля заряжается от выпрямительного устройства до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает колебательный процесс. Период колебаний этого разряда соответствует времени двукратного пробега волны до места повреждения и обратно.

Продолжительность колебательного разряда измеряется осциллографом или электронным миллисекундомером. Погрешность измерений данным методом составляет 5 %.

Уточняют место повреждения кабеля непосредственно на трассе с использованием акустического или индукционного метода.

Акустический метод основан на фиксации колебаний грунта над местом повреждения КЛ, вызываемых искровым разрядом в месте нарушения изоляции. Метод используется при повреждениях типа «заплывающий пробой» и обрыве жил. При этом определяется повреждение в кабеле, находящемся на глубине до 3 м и под водой до 6 м.

В качестве генератора импульсов обычно используют установку высокого напряжения постоянного тока, от которой посылаются импульсы в кабель. Колебания грунта прослушиваются специальным прибором. Недостаток метода заключается в необходимости использовать передвижные установки постоянного тока.

Индукционный метод отыскания мест повреждения кабеля базируется на фиксации характера изменений электромагнитного поля над кабелем, по жилам которого пропускается ток высокой частоты. Оператор, продвигаясь вдоль трассы и используя рамочную антенну, усилитель и наушники, определяет место повреждения. Точность определения места повреждения достаточно высока и составляет 0,5 м. Этот же метод может быть использован для установления трассы кабельной линии и глубины заложения кабелей.

Ремонт кабельных линий производится по результатам осмотров и испытаний. Особенностью выполнения работ является то обстоятельство, что кабели, подлежащие ремонту, могут находиться под напряжением, и кроме того они могут располагаться близко к действующим кабелям, находящимся под напряжением. Поэтому необходимо соблюдать личную безопасность, нельзя повреждать близлежащие кабели.

Ремонт кабельных линий может быть связан с раскопками. Во избежание повреждений близлежащих кабелей и инженерных коммуникаций на глубине более 0,4 м земляные работы выполняются только лопатой. При обнаружении каких-либо кабелей или подземных коммуникаций работы прекращаются и ставится в известность ответственный за выполнение работ. После вскрытия необходимо позаботиться о том, чтобы не повредить кабель и муфты. С этой целью под него подкладывается прочная доска.

Основными видами работ при повреждении кабельной линии являются: ремонт броневого покрова, ремонт оболочек, муфт и концевых заделок.

При наличии местных разрывов брони концы ее в месте дефекта обрезают, спаивают со свинцовой оболочкой и покрывают антикоррозийным покрытием (лак на битумной основе).

При ремонте свинцовой оболочки учитывается возможность попадания влаги внутрь кабеля. Для проверки поврежденное место погружают в парафин, нагретый до 150°С. При наличии влаги погружение будет сопровождаться потрескиванием и выделением иены. Если установлен факт наличия влаги, то поврежденный участок вырезают и монтируют две соединительные муфты, в противном случае восстанавливают свинцовую оболочку путем наложения на поврежденное место разрезанной свинцовой трубы и последующей ее запайки.

Для кабелей до 1 кВ раньше применялись чугунные муфты. Они отличаются громоздкостью, дороговизной, недостаточной надежностью. На кабельных линиях 6 и 10 кВ в основном используются эпоксидные и свинцовые муфты. В настоящее время, при проведении ремонта кабельных линий активно используются современные термоусаживаемые муфты . Существует хорошо разработанная технология установки кабельных муфт. Работа выполняется квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение.

Концевые муфты разделяются на муфты, устанавливаемые внутри помещения и на открытом воздухе. В помещениях чаще делают сухую разделку, она более надежна и удобна в эксплуатации. Концевые муфты на открытом воздухе выполняют в виде воронки из кровельного железа и заливают мастикой. При проведении текущего ремонта проверяют состояние концевой воронки, отсутствие утечки заливочной массы, проводят доливку ее.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Техническое обслуживание и ремонт кабельных линий

Техническое обслуживание и ремонт. Для обеспечения бесперебойной работы кабельных линий и сетей автоматики, телемеханики и связи на дистанциях сигнализации и связи организуют бригады кабельщиков и кабельные цехи. Работники кабельного цеха наблюдают за техническим состоянием кабельных линий и сетей, ремонтируют кабель, оконечные и промежуточные устройства, подземные колодцы и каналы кабельной канализации, подготавливают кабельное хозяйство к работе зимой, а также устраняют повреждения в кабелях.

Плановые и контрольные электрические измерения всех видов кабеля на дистанциях, имеющих большие кабельные сети, осуществляют работники измерительной группы РТУ.

Установлен определенный порядок технического обслуживания и капитального ремонта.

При текущем обслуживании кабельных линий проверяют состояние трассы кабеля, кабельных сооружений, кабельной арматуры (шкафов, боксов, плинтов, различных муфт и т. д.) и выявленные дефекты устраняют. Следят за тем, чтобы на трассе прокладки кабеля не проводились не согласованные заранее земляные работы, устраняют повреждения, проводят мероприятия по защите кабеля от коррозии и т. д. Более сложные и трудоемкие работы, которые не могут быть выполнены персоналом, проводящим текущее обслуживание, выполняют при капитальном ремонте кабельных линий.

Капитальный ремонт осуществляют по заранее составленным проектам и сметам. В сметы включают перекладку и замену отдельных участков кабелей с пониженным сопротивлением изоляции жил, которые не поддаются восстановлению. Работы по капитальному ремонту планируют заблаговременно и выполняют специальными бригадами по трудоемким работам.

На дистанциях, имеющих телефонную канализацию, при капитальном ремонте переустраивают ветхие кабельные колодцы, восстанавливают поврежденные каналы и дополнительно прокладывают каналы из асбестоцементных труб.

Планом капитального ремонта предусматривают углубление кабельной траншеи на отдельных участках, подключение к кабелю воздушного давления. Проводят работы по защите от электрической и почвенной коррозии с включением дренажей, заменяют замерные столбики, ремонтируют или заменяют неисправные боксы, заменяют нетиповые люки на типовые, принимают меры для изоляции колодцев от попадания воды и т. д.

По окончании работ отремонтированные участки кабельной линии принимает специальная комиссия.

Содержание кабеля под постоянным избыточном давлением, определение мест повреждения кабеля. Наиболее часто повреждения

Рис. 96. Схема установки типа УСКД-1

кабеля возникают из-за проникновения в него влаги при нарушении герметичности оболочки вследствие коррозии, нарушения правил прокладки, недоброкачественной пайки кабельных муфт и механических повреждений, вызванных смещениями грунта или небрежными земляными работами на трассе кабеля. Для предохранения кабеля от проникновения в него влаги при нарушении целости оболочки кабельные линии содержат под постоянным избыточным давлением, что позволяет контролировать герметичность оболочки и определять место ее повреждения. Кроме этого, при незначительных повреждениях оболочки поток газа, выходящего в месте ее повреждения, препятствует проникновению внутрь кабеля влаги, что повышает надежность кабельных линий.

При содержании кабеля под постоянным избыточным давлением кабельную линию делят на герметизированные участки, называемые газовыми секциями. Для кабелей многоканальной связи длина секций, как правило, равна длине усилительного участка высокочастотных цепей. По концам газовой секции, а также на всех ответвлениях от магистрального кабеля устанавливают газонепроницаемые муфты. Внутри газовых секций создают избыточное газовое давление.

Существуют две системы содержания кабелей под избыточным давлением: с автоматическим и периодическим наполнением кабелей газом. На кабельных линиях многоканальной связи МПС наибольшее распространение получила система с автоматическим наполнением. В этой системе по концам газовой секции размещают автоматические контрольно-осушительные установки АКОУ, а в последнее время — установки УСКД. В качестве газа используют сухой воздух.

Установка типа УСКД-1 (рис. 96) обеспечивает автоматическую подачу в кабель сухого воздуха, контроль за расходом газа, подачу сигнала о нарушении герметичности и понижении давления в баллоне с газом. Из баллона 1 высокого давления (10, 15 или 20 МПа) (или от компрессора) через осушительную камеру высокого давления 2 газ подается в редуктор 4 с обратным клапаном (обратный клапан необходим для отключения баллона от установки при снижении давления до 2 МПа), потом в редуктор низкого давления 5, на выходе которого образуется стабильное давление 50+ 2 кПа, поддерживаемое автоматически при расходе газа не более 3 м/мин. Далее газ проходит через осушительную камеру низкого давления 12, пневматический сигнализатор 6 и блок ротаметров 7. В блоке ротаметров после прохода через индикатор влажности 10 газ поступает в ротаметры 9 для контроля за расходом газа каждым кабелем и через штуцера 8 — в кабели. Безопасность работы установки обеспечивается предохранительными клапанами. Сигнализация контроля герметичности кабеля осуществляется с помощью пневматического сигнализатора 6, а сигнализация снижения давления в баллоне — электроконтактным манометром 3. Манометр 11 контролирует давление газа, подаваемого в кабель.

Аппаратура типа УСК.Д-1 предусматривает подключение воздушного контрольного прибора типа ВКП-1 для определения района не-герметичности оболочки кабеля по расходу газа.

Точное определение места повреждения оболочки устанавливают с помощью индикаторных газов. Для этого в муфту, ближайшую к границе поврежденного участка, впаивают вентиль и снижают избыточное давление (на 20-30 мин открывают вентиль). В течение 5-10 мин в кабель вводят фреон под давлением 50-60 кПа. Для обеспечения движения газа вдоль кабеля нагнетают сухой воздух под давлением 50-60 кПа. Через 12-15 ч после введения фреона начинают обследовать трассу, для чего предварительно через 1,5-2 м над кабелем устраивают шурфы диаметром 2 см и глубиной 25-30 см. С помощью течеискателя (прибор, реагирующий на присутствие фреона) берут пробу воздуха в шурфах. Максимальная концентрация газа будет непосредственно над местом повреждения кабеля.

Наиболее характерным повреждением кабеля, находящегося в эксплуатации, является постепенное или резкое понижение сопротивления изоляции между жилами кабеля и между жилами и землей (металлической оболочкой). Причиной возникновения этих повреждений является проникновение в кабель влаги, если он не содержится под постоянным воздушным давлением. Наблюдаются также такие повреждения, как обрыв одной или нескольких жил кабеля, замыкание части жил между собой или со свинцовой оболочкой.

Сначала необходимо точно определить место повреждения. В случае если кабель находится под избыточным воздушным давлением, при системе с автоматической подачей газа достаточно знать количество доз газа, поданных в кабель при повреждении его оболочки. Это определяют с помощью автоматических дозаторов установок АКОУ или УСКД, размещенных на станциях, ограничивающих поврежденный участок кабеля. Если кабель не содержится под избыточным газовым давлением, то место повреждения кабеля определяют электри ческими измерениями или при помощи индикаторного газа. Более совершенным методом является обнаружение места повреждения при помощи фреона, когда точно отмечают трассу кабеля в районе его повреждения.

Для отыскания трассы кабеля удобнее всего использовать кабеле-искатель, который состоит из генератора тональной частоты, который может работать в импульсном режиме и в режиме непрерывных колебаний. Один вывод генератора подключают к жилам кабеля, которые на противоположном конце заземляют, а другой вывод присоединяют к заземлению. От генератора переменный ток проходит по жилам кабеля, трассу которого ищут, и по земле возвращается обратно к генератору. При этом вокруг жил ток создает переменное магнитное поле, изменяющееся с частотой около 1000 Гц.

Индикатором трассы кабеля является катушка искателя (ферритовая антенна), подключенная к входу транзисторного усилителя тональной частоты, на выходе которого подключен головной телефон. Ферритовая антенна закреплена на секторе, который в свою очередь шарнирно укреплен на рукоятке искателя (штоке). Вращая сектор, ферритовую антенну можно поворачивать в вертикальное и горизонтальное положение, а также фиксировать ее под углами 30, 45 и 60°.

Трассу кабеля предварительно отыскивают по максимуму громкости сигнала в телефоне, когда ось антенны перпендикулярна оси кабеля, а уточняют ее по минимуму громкости сигнала, когда ось антенны параллельна оси кабеля.

После определения трассы кабеля на прямых участках ее обозначают вешками, устанавливаемыми через 5-10 м, на криволинейных участках — через более короткие промежутки. Затем на трассе через каждые 1,5-2 м в грунте делают шурфы — отверстия диаметром 1,5-2 см и глубиной 30 см и определяют место негерметичности оболочки кабеля при помощи фреона. Для этого вблизи от предполагаемого места повреждения оболочки вскрывают соединительную чугунную муфту, а в свинцовую муфту впаивают вентиль, через который под давлением около 60 • 10 3 Па вводят от 400 до 800 г фреона. Фреон вводят с помощью полевой установки для ввода индикаторного газа (ПУВИГ), состоящей из баллона с фреоном, осушительной камеры с индикатором влажности и двух манометров. Воздух накачивают с концов кабеля, что ускоряет распространение фреона. Фреон распространяется по кабелю и через место повреждения оболочки к поверхности земли от 12-15 ч до одних суток в зависимости от плотности грунта.

По истечении этого времени определяют место повреждения оболочки. Для этого используют батарейный галлоидный течеискатель, состоящий из измерительного блока, блока питания и выносного щупа. Перемещаясь по трассе кабеля, поочередно вставляют щуп прибора в подготовленные ранее шурфы. У места повреждения оболочки кабеля в шурфе будет накапливаться фреон и галлоидный течеискатель просигнализирует об этом. Обнаружив место повреждения оболочки кабеля, приступают к его ремонту.

При возникновении в кабеле других повреждений (обрыв жил или замыкание жил между собой) место повреждения кабеля определяют при помощи электрических измерений.

Эксплуатация кабельных линий и сетей в зимних условиях. Для безаварийной работы кабельных линий и сетей в зимних условиях еще до наступления холодов проводят ряд профилактических мероприятий и подготовительных работ. В первую очередь осматривают кабельные линии, сети и кабельные вставки, выявляют наиболее слабые места и устраняют обнаруженные дефекты.Для проверки состояния действующего кабеля проводят электрические измерения кабельных цепей. Тщательно осматривают оконечные кабельные устройства (оконечные муфты, боксы, кабельные ящики и т. п.). Проверяют, плотно ли подогнаны дверцы и крышки в кабельных ящиках, так как при наличии щелей зимой туда может проникнуть снег; осматривают кабельные опоры, подпоры и оттяжки.

Перед наступлением холодов тщательно проверяют кабельную канализацию. Особое внимание обращают на то, чтобы в каналах и колодцах канализации не было воды, которая зимой, замерзнув, может сильно сдавить кабель, проложенный в каналах, и повредить его. После осмотра колодцев верхние крышки люков замазывают, чтобы предотвратить попадание в колодец воды и грязи во время осенних дождей.

К дополнительным работам по текущему обслуживанию кабельных линий и сетей зимой относятся: очистка от снега люков кабельных колодцев, распределительных шкафов и другой кабельной арматуры, установленной на открытом воздухе; более тщательное наблюдение за тем, чтобы в кабельной массе, которой защищены оконечные муфты, не появились трещины вследствие сильных колебаний температуры окружающего воздуха; сколка льда на подводных кабелях, если вследствие значительного понижения уровня воды кабель вмерз в лед у берегов.

На кабельных и воздушных линиях, имеющих вставки подводного кабеля, осматривают состояние этих вставок и выясняют, нет ли опасности повреждения подводного кабеля ледоходом. На местных гидрометеорологических станциях выясняют время предполагаемого ледохода и величину ожидаемого паводка. Укрепляют кабельные опоры, которые могут оказаться в зоне разлива. Перед наступлением ледохода в тех местах, где проложен подводный кабель и есть опасность его повреждения, устраивают постоянные дежурства работников и специальных бригад, обеспеченных аварийным запасом материалов, лодками и т. д. На участках трассы, где могут произойти оползни и размывание почвы, также принимают меры по предупреждению возникновения повреждений — устраивают водоотводы и др.

Источник