Испытание кабеля из сшитого полиэтилена

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена

Кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ) широко используется для прокладки КЛ (кабельных линий) 6–35 кВ. Он пришел на смену устаревшему кабелю с бумажной изоляцией, который используется в настоящее время все реже и реже. СПЭ-кабель лучше отвечает современным требованиям и поэтому вполне заслуженно пользуется популярностью. Наряду с ростом интереса к данной продукции у многих возникают вопросы, связанные с ее обслуживанием, в том числе: какова периодичность испытания, каков порядок проверки кабеля СПЭ и т. д.

Наружная оболочка кабеля СПЭ является наиболее уязвимой его частью при прокладке. Причем при ее повреждении кабель не выходит из строя сразу, но это приводит к уменьшению его ресурса. Этот вид повреждения встречается чаще всего. Основная изоляция кабеля (оболочка) выходит из строя очень редко, но если такое происходит, это приводит к быстрому выходу его из строя.

Кабель из сшитого полиэтилена: нормы испытаний

Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена имеют свои особенности. Если кабели с бумажной изоляцией испытывают постоянным током, то применительно с СПЭ такой подход недопустим. Дело в том, что при испытании постоянным током в изоляции кабеля накапливается статический заряд, что в итоге приводит к разрушению изоляции и выходу кабеля из строя. Самым распространенным методом испытания кабелей СПЭ является испытание переменным током с повышенным напряжением и сверхнизкой частотой.

В связи с отсутствием единых норм испытания у каждого производителя есть собственная инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена, утвержденная техническим директором или главным инженером. Рассмотрим один из таких примеров.

Инструкция по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена Кольчугинского завода «Электрокабель»:

В инструкции сказано, что при проведении испытании на каждую жилу попеременно подается напряжение, а две других при этом должны быть заземлены. Испытание проводится по следующей схеме:

1. 3U с пониженной частотой в течение 1 часа;
2. 2U c промышленной частотой в течение 1 часа;
3. U с промышленной частотой в течение 24 часов;

где, U — это фазное напряжение (напряжение между фазой и заземленной нейтралью).

Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена для кабельных линий 6–35 кВ (основная изоляция):

Также испытания основной изоляции проводят испытания оболочки. Проводятся они по похожей схеме в 2 этапа:

1. 5U с пониженной частотой в течение 15 мин;
2. U с промышленной частотой в течение 24 часов.

Периодичность испытания кабелей из сшитого полиэтилена

Кабельные линии напряжением 6–35 кВ испытываются:

• перед вводом в эксплуатацию (перед засыпкой грунтом);
• после плановых и внеплановых ремонтов;
• в случае проведения раскопок в охранной зоне КЛ;
• через 2,5 года после ввода в эксплуатации и затем не реже 1 раза в 5 лет.

Для проведения испытаний кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяют СНЧ-установки отечественного и зарубежного производства.

Помимо стандартного отчёта электролаборатории, мы готовы предоставить фото- и видеоотчёт процесса электроиспытаний.
Все специалисты проходят ежегодную аттестацию в Ростехнадзоре , поэтому за качество работ отвечаем «головой»
Все приборы имеют действующие поверки, срок действия технического заключения — 12 месяцев

Постоянный ток — будущее энергоснабжения

Энергетическая революция: многие связывают этот термин с переходом на возобновляемые источники энергии, такие как энергия солнца и ветра. Тем не менее, залог успешного перехода к рациональному энергоснабжению заключается не в выработке электроэнергии, а в сокращении ее потребления. Прежде всего, это касается промышленности.

В Германии 48% чистой мощности потребляется промышленным сектором – около 250 тераватт-час в год. Почти 70% из этого потребляется устройствами с электроприводом. Следовательно, они являются наиболее значительным средством для оптимизации. Таким образом, 10% мощности (около 17 ТВтч в год) могут быть тут же сэкономлены энергосберегающими двигателями.

Так как многие двигатели работают на высоких скоростях, есть возможность проводить последующую оптимизацию путем электронного регулирования скорости. Экономический потенциал составляет около 30 процентов, или 50 ТВт-ч. Но частотные преобразователи для регулирования скорости также потребляют энергию, так как они работают с постоянным током, который генерируется путем преобразования переменного тока. Это приводит к потерям вследствие конверсии и эффекту обратного действия из-за гармонических колебаний, которые делают сеть неустойчивой.

Сеть c постоянным током для устройств с электроприводом

Альтернатива: двигатели могут быть подключены к сети с постоянным током (DC), вместо использования преобразователя переменного тока. Идеально для этой цели подошла бы сеть с постоянным напряжением в 380 вольт, так как напряжение промежуточной цепи постоянного тока обычно составляет от 350 до 400 вольт. Отдельные операции с постоянным или переменным током могут быть также легко реализованы.

• снижение потерь при преобразовании переменного тока в постоянный ток с помощью центрального преобразователя;
• устойчивость сети вследствие уменьшения гармонических колебаний;
• экономия в отношении компонентов и снижение требований к пространству;
• простое включение возобновляемых и децентрализованных источников энергии, таких как фотоэлектрические установки;
• восстановление энергии, с помощью применения «энергии торможения» и аккумуляторов для хранения.

Учитывая все это, технология постоянного тока позволяет значительно сэкономить средства, что делает переход на нее более привлекательным.

Исследовательские проекты — двигатель прогресса

Подобные сценарии являются предметом исследовательского проекта «DC Industrie», который продвигается в 6-й программе исследования энергетики Федерального министерства экономики и энергетики Германии; общий бюджет составляет около десяти миллионов евро.

К участию были привлечены 15 партнеров из разных отраслей, такие как Siemens, Bosch Rexroth и Daimler, а также исследовательские организации, такие как Fraunhofer IPA, и еще одиннадцать партнеров из электротехнической отрасли, включая LAPP.

Цель проекта — «создание интеллектуальной открытой сети постоянного напряжения (DC) для высокоэффективных системных решений с электроприводами в промышленной отрасли».

Испытания будут проводиться при помощи системы управления сетью с привлечением различных производителей и потребителей, после чего и будет дан ответ на вопрос о том, можно ли достичь запланированных целей экономии энергии в двузначном процентном диапазоне.

Компания LAPP предоставляет кабели, которые подходят для применения в сетях с постоянным током. «Участвуя в данном проекте, мы хотим добиться наилучшего понимания требований, предъявляемых к кабелям и линиям для постоянного тока», — объясняет Гвидо Эге, руководитель отдела управления продуктами и их разработки в компании LAPP.

Необходимость стандартизации

Тема постоянного тока для низкого напряжения также обсуждается органами стандартизации. В дополнение к этому, Ассоциация Электрических Технологий разработала план стандартизации, содержащий многочисленные рекомендации к действиям:

• стандарты продукции с устройствами защиты от утечки токов и короткого замыкания;
• применение гармонизированных стандартов электромагнитной совместимости для оборудования с постоянным напряжением;
• отдельная установка силовых цепей переменного и постоянного тока;
• цветовой код для кабелей постоянного тока;
• спецификация уровней напряжения;
• инструкции по установке.

Например, до сих пор не было стандартов для штепсельных разъемов. Эксперты по стандартизации должны рассматривать здесь исключительно практические требования. Пользователь должен иметь возможность вытаскивать штекерный разъем из гнезда, когда он находится под нагрузкой, то есть когда устройство работает с ним. С обычными штепсельными разъемами переменного тока все очевидно, но при работе с постоянным током необходимо сделать так, чтобы розетка имела нулевой потенциал при отключении и чтобы световая дуга гасла. В случае переменного тока физика позаботилась об этом; для постоянного тока требуется техническое оборудование.

Кабели для постоянного напряжения

В компании LAPP разработчики уже думают о том, какие требования будут касаться систем подключения и как они могут быть преобразованы в стандарты. В принципе, кабели для переменного напряжения также подходят и для постоянного. Но существующие знания о старении кабелей, особенно в отношении изоляционного материала, могут не полностью соответствовать реальности в случае постоянным напряжением. Лабораторные тесты профессора Франка Бергера в TU Ильменау в сотрудничестве с LAPP показывают, что при постоянном токе электрические поля оказывают совсем другое физико-химическое воздействие на пластикат, изолирующий кабель переменного тока. Это, скорее всего, состарит изоляцию кабеля быстрее, так что разработчики должны будут найти новые решения. Более того, стало очевидно, что при постоянном токе эффективность изоляционного материала также изменяется при воздействии разных температур.

Органы стандартизации также обязаны проводить испытания кабелей на прочность без применения напряжения. При постоянном токе, возможно, что эта процедура преуменьшит истинный процесс старения. Сейчас другие тесты должны дать информацию о том, какие факторы, помимо температуры, могут повлиять на свойства оболочки. Например, окружающая среда или механические воздействия. И не менее интересно, каким образом будет выглядеть тестовая установка, которая воспроизводит эти факторы наиболее реалистично.

Первый опыт работы с продуктами

Кабели для применения с постоянным напряжением не являются чем-то новым для LAPP. Компания предлагает множество сложных решений для применения в этой области. Одним из примеров является ассортимент продукции ÖLFLEX® SOLAR, кабели для применения в фотогальванических установках. В качестве другого примера можно еще привести системы зарядки для электрических и гибридных автомобилей от Lapp Systems, такие как LAPP HELIX, спиральные зарядные кабели, которые способны скручиваются — это экономит до 40% веса. Решения для электромобилей относятся к числу наиболее быстрорастущих областей в LAPP.

Компания LAPP также работает над новыми направлениями — производство органических фотогальванических модулей с использованием тонких кабелей, создающих постоянный ток. А также у LAPP есть новый кабель, разработанный специально для применения с постоянным напряжением до 600 вольт – ÖLFLEX® DC 130H. Желтый цвет оболочки и цвета изоляции жил разработаны в соответствии с предварительным вариантом нового стандарта VDE.

Контакты LAPP Россия

ООО «ЛАПП Руссия»

443028, г. Самара

мкрн Крутые Ключи, ул. Мира, 7

Канал LAPP Россия в Telegram @lapprussia

Отзывы и рекомендательные письма

Рекомендательные письма и отзывы о продукции LAPP и работе с компанией ООО «ЛАПП Руссия» от наших клиентов и партнеров.

Испытательное напряжение кабеля переменным постоянным током

РУКОВОДСТВО
ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЯМ ЛИНИЙ СЕЛЬСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ

УТВЕРЖДЕНО Главным управлением городской и сельской телефонной связи 14.07.76 г.

Изложены рекомендации по организации измерений на СТС и методы измерений.

Приводятся в большом объеме справочные сведения, необходимые для обработки результатов измерений; даются установочные нормы на электрические характеристики строительных длин кабелей и проводов, а также воздушных и кабельных линий СТС, находящихся в эксплуатации.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников, занятых эксплуатацией средств СТС.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее "Руководство по электрическим измерениям линий сельских телефонных сетей" вводится взамен "Инструкции по электрическим измерениям цепей внутрирайонной связи" (М., Связьиздат, 1960). В Руководстве учтены новые типы кабелей и аппаратуры уплотнения ВЧ, внедренные на сельских телефонных сетях (СТС), новые требования к электрическим характеристикам линий СТС; обобщен опыт организации и проведения электрических измерений линий СТС и предусмотрено применение современной измерительной аппаратуры.

В Руководстве содержатся новые объем и периодичность плановых измерений линий СТС; даются указания по проведению плановых и контрольных измерений воздушных и кабельных линий СТС постоянным током, а также переменным током в широком диапазоне частот; приводятся методы электрических измерений по определению мест повреждений однородных и неоднородных линий СТС.

Выполнение указаний, содержащихся в данном Руководстве, обязательно для всех работников, занимающихся строительством и эксплуатацией линий СТС.

При составлении Руководства учтены замечания и пожелания эксплуатационных организаций Министерства связи СССР. Руководство разработано сотрудником Ленинградского отделения Центрального научно-исследовательского института связи А.М.Филипповым при участии сотрудника Киевского отделения Центрального научно-исследовательского института связи А.П.Роя и сотрудника Главного управления сельской телефонной связи Министерства связи СССР В.И.Клоковой.

Все замечания и предложения по Руководству следует направлять по адресу: 103375, Москва, ул.Горького, 7, Главное управление сельской телефонной связи Министерства связи СССР.

Главное управление сельской телефонной связи Министерства связи СССР

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЯМ
ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ СТС

1.1. Электрические измерения линейных сооружений СТС производятся для контроля за электрическими характеристиками кабельных и воздушных линий связи.

1.2. Электрические измерения должны производиться на всех СТС независимо от их емкости.

1.3. Электрические измерения линейных сооружений СТС подразделяются на следующие:

плановые по специальному плану в соответствии с утвержденной периодичностью;

контрольные после выполнения ремонтно-восстановительных работ, после окончания строительства линейных сооружений и приемки их в эксплуатацию;

внеплановые для определения расстояния до места повреждения кабеля или воздушной цепи;

для проверки качества изделий (кабелей, боксов, коробок, диодно-релейных приставок, разрядников, предохранителей и т.п.), поступающих от заводов-изготовителей, перед установкой их на линии.

1.4. Измерительные приборы для электрических измерений должны поверяться по ГОСТ 8.002-71* "Государственная система обеспечения единства измерений. Организация и порядок проведения поверки, ревизии и экспертизы средств измерений".

* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.002-94. — Примечание изготовителя базы данных.

1.5. Ответственность за организацию и осуществление ведомственного надзора за измерительными приборами несет лицо, утвержденное приказом начальника предприятия сельской связи (ПТУС, ЭТУС, цех).

1.6. Измерительными приборами следует пользоваться в строгом соответствии с инструкциями и описаниями, прилагаемыми к каждому прибору.

1.7. До начала измерения от местной метеостанции необходимо получить следующие данные: среднюю температуру и влажность воздуха (при измерении воздушных цепей); температуру грунта на глубине прокладки кабеля (при измерении кабельных линий). Для кабельных линий, проложенных в телефонной канализации, необходимо знать температуру воздуха в колодце на уровне 0,5 м от его дна (приложение 1).

1.8. Измерения кабельных или воздушных линий производятся с помощью гнезд вводно-коммутационных стоек (ВКУ), боксов, вводно-испытательных коробок и т.п.

1.9. При измерениях переменным током цепи к измерительным приборам необходимо подключать экранированными короткими соединительными проводами с малым сопротивлением. Экраны приборов и соединительных проводов необходимо надежно соединить между собой и с заземлением.

1.10. Электрические измерения линий производят сначала постоянным, а затем переменным токами.

1.11. Если данные измерений цепи постоянным током не соответствуют электрическим нормам, то измерения переменным током не производят, пока неисправность цепи не будет устранена.

1.12. Измерения затуханий (собственного и рабочего), линейных шумов, параметров влияния на ближнем и защищенности на дальнем концах симметричных цепей переменным током производятся приборами с симметричным входом.

При использовании приборов с недостаточно симметричным или несимметричным входом они подключаются к измеряемой цепи через экранированные симметрирующие трансформаторы. Входное сопротивление измерительных приборов должно быть или высокоомным, или равным волновому сопротивлению измеряемой цепи.

1.13. Тип измерительного прибора для измерений собственного или рабочего затухания цепи, параметров влияния на ближнем или дальнем концах цепей линии определяется после измерений линейных шумов на этих цепях.

Если уровень линейной помехи ниже ожидаемого затухания на 13-17,4 дБ, то рекомендуется пользоваться широкополосными указателями уровней (напряжений). При уровне помехи вышеуказанных величин измерения следует производить избирательными указателями.

1.14. На кабельных и воздушных линиях связи производятся следующие измерения и испытания.

Измерения постоянным током:

омической асимметрии цепи; электрического сопротивления изоляции жил (проводов); электрического сопротивления цепи (шлейфа); электрического сопротивления экрана кабеля; электрического сопротивления изоляции металлической оболочки (экрана) кабеля с наружным защитным покровом относительно земли (брони); электрической емкости между жилами кабеля; электрического сопротивления изоляции и испытание напряжением изоляции согласовывающих устройств (ЛСУ); испытание изоляции жил и экрана кабеля напряжением.

Измерения переменным током:

входного сопротивления; собственного или рабочего затухания; переходного затухания; защищенности; продольной асимметрии; сопротивлений заземлений; удельного сопротивления грунта; затухания и входного сопротивления СУЛ; испытания разрядников.

1.15. Все электрические характеристики линейных сооружений и заземлений должны соответствовать действующим нормам, ГОСТ и ТУ.

1.16. Результаты измерений цепей кабельных и воздушных линий связи заносятся в протоколы и формы (приложение 2).

1.17. Электрические измерения кабельных и воздушных линий связи необходимо производить при строгом соблюдении "Правил техники безопасности при работах на кабельных линиях связи и радиофикации" (М., "Связь", 1969), "Правил техники безопасности при работах на воздушных линиях связи и радиофикации" (М., "Связь", 1972) и "Временной инструкции по испытанию электрической прочности изоляции кабелей связи" (М., Связьиздат, 1963).

1.18. Погрешность измерительных приборов не должна превышать величин, приведенных в табл.1.1.

Испытание изоляции повышенным напряжением

Испытание изоляции кабелей, обмоток электрических машин и других электроустановок повышенным напряжением ставит целью проверку наличия необходимого запаса электрической прочности, способного обеспечить безаварийную работу электрооборудования и заблаговременно выявить и установить неисправность.

Испытание повышенным напряжением производится как переменным током промышленной частоты, так и выпрямленным током высокого напряжения.

Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока.

Величина испытательного напряжения определяется по ГОСТ 1516—60, исходя из опыта эксплуатации, анализа величины внутренних перенапряжений, возникающих в действующих электроустановках и защитных характеристик разрядников от атмосферных перенапряжений. Для того, чтобы возникший электрический пробой мог завершиться и можно было определить дефект в изоляции, испытательное напряжение прикладывают в течение 1 мин. Большая длительность испытаний может привести к повреждению изоляции из-за теплового пробоя даже при отсутствии дефектов в изоляции. Исключение составляют такие изоляционные органические материалы, как бакелит, дерево, кабельная бумага и т. п., в которых основную роль играет поверхностная изоляция. Так как в этих материалах обычно не контролируются диэлектрические потери, то время приложения высокого напряжения при испытаниях принято по ГОСТ 5 мин с тем, чтобы после окончания испытания и снятия напряжения можно было проверить на ощупь, нет ли местных нагревов. Пробивное напряжение изоляции аппаратов, трансформаторов и изоляторов выбирается выше разрядного напряжения по воздуху, которое в свою очередь выше испытательного напряжения, принятого на заводе- изготовителе для новых изоляторов, аппаратов и трансформаторов.

С течением времени прочность изоляции в эксплуатации может понижаться, но она не должна быть ниже установленного минимума. Изоляция считается прошедшей испытание на электрическую прочность, если при этом не было пробоя, частичных разрядов, выделений газа или дыма, а также, если приборы не указывали на наличие повреждений. Пробой изоляции при испытании отмечается по амперметру — по возрастанию тока и по вольтметру — по снижению напряжения. Чтобы не повредить частичными разрядами изоляцию, следует при их возникновении прекратить испытание высоким напряжением до устранения дефекта и ремонта изоляции.

Испытательное напряжение должно прикладываться:

а) между токоведущими и заземленными частями (для коммутационных аппаратов при включенном и отключенном положениях) ;

б) между токоведущими частями соседних полюсов (для коммутационных аппаратов при включенном и отключенном положениях) ;

в) между разомкнутыми контактами одного и того же полюса при отключенном положении аппарата.

Испытание изоляции повышенным напряжением постоянного (выпрямленного) тока применяется для оборудования с большой емкостью (кабели, конденсаторы, генераторы, электродвигатели и пр.), для испытания которых переменным током необходимы испытательные трансформаторы большой мощности. Поэтому кабельные линии уже довольно давно испытывают постоянным (выпрямленным) напряжением, что вполне себя оправдало.

Накопленный опыт испытания генераторов и электродвигателей показывает, что испытания переменным током выявляют большинство дефектов в пазовой части изоляции, а испытания выпрямленным напряжением — в основном в лобовой части и при выходе из паза.

Для испытания изоляции выпрямленным напряжением применяются кенотронные аппараты. Преимуществом испытания изоляции выпрямленным напряжением является возможность вести контроль за её состоянием путем измерения токов утечки.

Измерение токов утечки на выпрямленном напряжении.

Сопротивление изоляции, как было сказано выше, измеряют мегомметром, позволяющим отсчитывать по шкале прибора показания в мегомах при приложении напряжения к изоляции от 500 до 2500 в. Однако некоторые дефекты при таких величинах прикладываемого к изоляции напряжения не выявляются. Для выявления таких дефектов измеряют токи утечки с помощью кенотронных аппаратов, По измеренным при помощи микроамперметра токам утечки, протекающим при заданных величинах напряжения и времени отсчета, судят о состоянии сопротивления изоляции.

В исправной и сухой изоляции ток утечки по времени будет спадать, и тем быстрее, чем в лучшем состоянии находится изоляция. Если же ток утечки при определенном напряжении не только не спадает, но возрастает со временем, то это указывает на сильную степень развития дефекта, и в этом случае рекомендуется тщательно осмотреть обмотку (нет ли повреждения изоляции) и при необходимости подвергнуть изоляцию сушке, а затем повторному испытанию.

При исследовании тока утечки через изоляцию можно воспользоваться также методом измерения напряжения и времени саморазряда оборудования (электрической машины и др.), заряженного до определенного напряжения. При этом параллельно испытуемому оборудованию присоединяется вольтметр или другой прибор, который может фиксировать напряжение разряда (шаровой разрядник, неоновая лампа с сопротивлением и т. п.). Время, за которое произойдет саморазряд изоляции до определенной величины, будет тем меньше, чем хуже изоляция и чем меньше ее емкость. Для оценки состояния изоляции по методу саморазряда необходимо знать опытные данные о времени саморазряда (до определенной величины напряжения) испытуемого или аналогичного оборудования с исправной изоляцией. Токи утечки не нормируются, а сопоставляются с результатами предыдущих испытаний. Обычно для измерения токов утечки в кабельных сетях применяют кенотронные установки, смонтированные на автомашине.