Кабельные линии.

Силовые кабели широко применяются на электростанциях, в сетях и системах. Кабельная прокладка стала основной для промышленных предприятий и городов, что объясняется многими причинами и, в частности, меньшими размерами коридора прокладки или его отсутствием, большей надежностью, отсутствием влияния грозовых помех и др.

Виды и способы прокладки кабелей классифицируют по следующим признакам:

  • • по материалу изоляции (бумажная, пластмассовая, резиновая и т.п.);
  • • назначению (связи, радиочастотные и др.);
  • • напряжению (до 1 кВ, выше 1 кВ);
  • • частоте (низкой и высокой частоты, оптические и др.);
  • • виду прокладки (наружная, внутренняя, подземная и т.п.) и другим признакам.

Распространение получили кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, заменяющие кабели с бумажно-пропитанной и поливинилхлоридной изоляцией.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена имеют следующие преимущества:

  • 1) большую пропускную способность (за счет увеличения допустимой температуры жилы);
  • 2) высокую устойчивость к влаге (отпадает необходимость в металлической оболочке);
  • 3) больший ток термической стойкости;
  • 4) высокие изоляционные характеристики;
  • 5) меньшие диэлектрические потери;
  • 6) не требуется предварительный подогрев при укладке кабеля до температуры —20 °С;
  • 7) прокладка кабеля выполняется с любой разностью уровней;
  • 8) меньшие размеры и масса.

Энергетические компании России, оценив положительные аспекты эксплуатации кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, ориентированы на использование данного типа кабелей при прокладке новых кабельных линий и замене старых.

В обязательный объем эксплуатации кабельных линий входят следующие мероприятия:

  • • проведение осмотров трасс и кабельных сооружений;
  • • контроль токовых нагрузок, температурных режимов и напряжения сети;
  • • плановые ремонты кабельных линий и сооружений;
  • • проверка величины сопротивления изоляции кабельных линий;
  • • ремонт кабельных линий при их повреждении;
  • • профилактические испытания и измерения;
  • • защита металлических оболочек кабелей, проложенных в земле, от коррозии [28J.

Одним из основных требований, предъявляемых к электрооборудованию и, в частности, к кабельным линиям, является надежность, зависящая во многом от значения температуры элементов кабеля в процессе эксплуатации. На износ изоляции, кроме температуры, отрицательное влияние оказывает также электрическое поле кабеля: чем выше напряжение, приложенное к кабелю, тем сильнее это влияние, тем меньше должна быть допустимая температура нагрева токоведущих жил кабеля. Последняя, в свою очередь, зависит от типа применяемой изоляции, рабочего напряжения и режима его работы.

Допустимые токовые нагрузки для нормального длительного режима кабельной линии зависят от способа прокладки кабеля и вида охлаждающей среды (земля, воздух, вода). Их определяют по таблицам правил устройства электроустановок [6].

Потребитель, которому принадлежит кабельная линия (эксплуатирующая организация), ведет технический надзор за прокладкой и монтажом кабельных линий всех напряжений, сооружаемых монтажными организациями. При надзоре за прокладкой и при эксплуатации небронированных кабелей со шланговым покрытием особое внимание уделяют состоянию шлангов. Кабели со шлангами, имеющими задиры и трещины, должны быть отремонтированы или заменены.

Для каждой кабельной линии при вводе в эксплуатацию установлены наибольшие допустимые токовые нагрузки. Нагрузки определяют по участку трассы длиной не менее Юме наихудшими условиями охлаждения.

Недогруженные кабельные линии (коэффициент предварительной нагрузки не более 0,8), т.е. несущие нагрузки меньше номинальных, могут кратковременно перегружаться по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам нормального режима в пределах, приведенных в табл. 2.14 [6].

На период ликвидации аварии для кабелей напряжением до 10 кВ включительно с пропитанной бумажной изоляцией допускается перегрузка по току на 30% продолжительностью не более шести часов в сутки в течение пяти суток, но не более 100 часов в год, если в остальные периоды этих суток нагрузка не превышала длительно допустимой. Для кабелей, находившихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки снижают на 10%. Перегрузки кабелей с пропитанной бумажной изоляцией напряжением 20 и 35 кВ не допускаются.

Допустимая кратковременная перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией

Таблица 2.14

Коэффициент

предварительной

нагрузки

Вид прокладки

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной в течение, часы

0,5

1

3

0,6

В земле

1,35

1,3

1,15

В воздухе

1,25

1,15

U

В трубах (в земле)

1,2

1

1

0,8

В земле

1,2

1,15

U

В воздухе

1,15

1,1

1,05

В трубах (в земле)

U

1,05

1

В таблице 2.15 приведены допустимые на период ликвидации по- слеаварийного режима перегрузки для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией [6].

Таблица 2.15

Допустимая на период ликвидации послеаварийного режима перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией

Коэффициент

предварительной

нагрузки

Вид прокладки

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума, ч

1

3

6

В земле

1,5

1,35

1,25

0,6

В воздухе

1,35

1,25

1,25

В трубах (в земле)

1,3

1,2

1,15

В земле

1,35

1,25

1,2

0,8

В воздухе

1,3

1,25

1,25

В трубах (в земле)

1,2

1,15

U

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката также допускаются перегрузки по току на период ликвидации аварии на 15% и для кабелей с изоляцией из резины и вулканизированного полиэтилена на 18% продолжительностью не более шести часов в сутки в течение пяти суток, но не более 100 часов в год, если в остальные периоды этих суток нагрузка не превышала длительно допустимой. Для кабелей, находившихся в эксплуатации более 15 лет, перегрузки снижают на 10%.

При расположении кабельных линий в районах с электрифицированным рельсовым транспортом или агрессивными грунтами проводят измерения блуждающих токов, которые являются наиболее опасными источниками коррозии. На кабелях со шланговыми защитными покровами контролируют состояние антикоррозийного покрытия.

Правила технической эксплуатации запрещают эксплуатацию кабельных линий без антикоррозионной защиты в районах с электрифицированным рельсовым транспортом или с агрессивными грунтами. Кроме того, применяют защитные устройства от опасной коррозии, которые должны быть под регулярным контролем. Осмотры кабельных трасс и сооружений проводят по графику. При осмотре кабельных сооружений проверяют исправность вентиляции и освещения, уровень температуры, состояние антикоррозионного покрытия оболочек, расстояния между кабелями, отсутствие их провеса и смещения.

С целью выявления ослабленных мест в изоляции кабелей и муфт и предупреждения их аварийных повреждений проводят периодические профилактические испытания.

Температуру кабелей рекомендуется измерять при самых неблагоприятных для работы условиях: при максимальной нагрузке и наибольшей температуре окружающей среды. Для наглядности на шкалах щитовых амперметров красной чертой отмечают допустимый ток кабельной линии.

Одновременно с контролем нагрузок измеряют рабочее напряжение кабельных линий, которое в нормальных условиях эксплуатации не должно превышать номинальное более чем на 15%. На основании результатов контроля токовых нагрузок, температурных режимов, напряжения сети персонал проводит мероприятия по обеспечению экономичной и безаварийной работы кабельной сети.

Кабельные линии периодически подвергаются выборочным контрольным осмотрам инженерно-техническим персоналом. В определенные сроки производятся осмотры туннелей и каналов на электростанциях и подстанциях с постоянным оперативным обслуживанием.

Кабельные линии напряжением до 1 кВ перед вводом в работу испытываются согласно ГОСТ, а при эксплуатации— после ремонта или земляных раскопок вблизи трасс.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю дугогасящими аппаратами должна применяться при емкостных токах, превышающих следующие величины:

  • • номинальное напряжение сети, кВ — 6, 10, 20, 35 и выше;
  • • емкостной ток замыкания на землю, А — 30, 20, 15, 10.

Эксплуатация кабельных линий имеет свои особенности. Обнаружить дефекты кабельных линий путем простого обхода или осмотра значительно труднее, чем воздушных. Находящиеся в эксплуатации кабельные линии обычно не доступны осмотру, и это усложняет работу обслуживающего персонала.

При осмотре состояния грунта на трассе кабельной линии обходчик может предупредить повреждение кабеля. Если на трассе обнаружено проседание грунта, могущее вызвать разрыв кабеля, или ведутся раскопки, не согласованные с главным энергетиком предприятия, или рядом с трассой кабеля выбирают грунт, что может вызвать его обвал, или на трассу кабеля сливают агрессивные отходы производства, заваливают ее тяжелыми металлическими деталями, то обходчик немедленно сообщает об этом главному энергетику. Таким образом, благодаря своевременно принятым мерам осуществляется предупреждение о возможных авариях [21J.

Кроме осмотра кабельной трассы, обходчик осматривает места пересечения кабельных трасс с шоссейными и железными дорогами, прокладку кабелей. К числу крупных дефектов кабеля, проложенного в каналах, относится неисправное состояние соединительных или ответвительных муфт, которое обнаруживают по вытекающей массе, вздутию свинцовых муфт, а также наличию натяжения кабеля и его повышенной температуре. Все эти дефекты могут вызвать аварию. Особое внимание уделяют сохранности кабельных линий во время раскопок, так как в этих случаях кабель легко повредить.

Современное использование электроэнергии требует повышенной надежности энергоснабжения. Надежность кабельных линий во многом зависит от качества их соединений, монтажа и эксплуатации, а также от температуры элементов кабеля в процессе эксплуатации. Допустимые температуры нагрева токоведущих жил определяются конструкцией кабеля, типом применяемой изоляции, рабочим напряжением, режимом его работы (длительный, кратковременный).

Допустимые токовые нагрузки для нормального длительного режима кабельной линии определяют по таблицам, приведенным в ПУЭ. Они зависят не только от способа прокладки кабеля и вида охлаждающей среды (земля, воздух), но и от их числа. Так, при прокладке в одной траншее нескольких кабелей вводят поправочный коэффициент, зависящий от числа параллельно проложенных кабелей и расстояния между ними в свету.

В течение всего срока эксплуатации кабельной линии на ней могут возникнуть различные повреждения, вызванные пробоями, временем и нагрузками на данную линию. Для устранения этих повреждений требуются квалифицированные ремонтные работы. Периодически выполняются текущие ремонтные работы по устранению дефектов коррозии и окисления оболочки кабеля.

Необходимо осматривать также мосты, эстакады и дамбы, где проходит кабель, проверять состояние этих сооружений, а если возможно, то и состояние самого кабеля.

Наиболее опасным местом в кабельных трассах являются стыки. Соединение жил выполняется с помощью сварки, пайки, опрессовки или болтового соединения. Для восстановления экрана, изоляции брони используются кабельные муфты, которые по назначению подразделяются:

  • 1) на соединительные (служат для соединения кусков кабельной трассы);
  • 2) ответвительные (для подключения кабельной линии к магистрали);
  • 3) концевые (для присоединения электроустановок).

На рисунке 2.15 дан эскиз кабельной соединительной муфты.

Эскиз кабельной соединительной муфты

Рис. 2.15. Эскиз кабельной соединительной муфты:

  • 1 — жила; 2 — соединение жил; 3 — изоляция кабеля;
  • 4 — дополнительная изоляция; 5 — оболочка;
  • 6 — бандаж из свинцовой проволоки; 7— корпус муфты

Муфта, у которой вытекает масса, так же как и кабель, имеющий натяжение, дающее дополнительную нагрузку на его жилы и изоляционные слои, могут вызвать аварию.

Широкое применение получили термоусаживаемые муфты, которые применяют при любом способе прокладки кабельных линий. Они отличаются длительным сроком службы (более 30 лет) и простотой при монтаже.

Один типоразмер термоусадочной муфты можно использовать для разных сечений жил и типов кабелей; их арматура практически не подвержена старению и может неограниченно долго находиться на складе. Кроме того, термоусадочные муфты имеют большую жесткость, отличаются стойкостью в большинстве агрессивных сред, но требуют защиты от ультрафиолета.

Там, где кабель переходит в воздушную линию, проверяют состояние заземляющего троса, исправность защиты от механических повреждений и внешнее состояние кабельной муфты. Осмотр на опоре ведут монтеры воздушных линий.

При осмотре кабелей, проложенных открыто в специальных кабельных каналах, по внешнему состоянию кабеля определяют дефекты и срок, необходимый для их устранения. Коррозия брони кабеля, наличие мусора в кабельном канале и другие мелкие дефекты легко устраняются при эксплуатации.

Повышенная температура кабеля свидетельствует о его перегрузке, она опасна для изоляции кабеля, так как под действием высоких температур изоляция теряет свои механические и электрические свойства.

При осмотре кабельных колодцев применяют предварительную вентиляцию, используют для освещения электрические фонари. Эту операцию проводят только вдвоем (один монтер находится на поверхности, а другой производит осмотр колодца). Эти предосторожности необходимы для предотвращения отравления газами, скапливающимися в кабельных колодцах, и возможных взрывов.

Особое внимание уделяют сохранности кабельных линий во время раскопок, так как в этом случае кабель легко повредить.

В процессе эксплуатации могут иметь место срочный, аварийный и плановый ремонт кабельных линий. Срочный ремонт проводится при выходе из строя резервного питания для потребителей первой категории или особо ответственных потребителей второй категории. Аварийный ремонт кабельной линии проводится немедленно и связан он с ее внезапным отключением и невозможностью запитать отключившихся потребителей всех категорий от другого источника.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >