В ходе монтажных работ нередко возникают ситуации, когда кабель, успешно прошедший проверку на барабане, выходит из строя после укладки, испытаний или пробных включений под рабочим напряжением. Обнаруженные дефекты делают невозможной дальнейшую эксплуатацию линии без проведения ремонта.
Причины и виды повреждений
Основными причинами таких дефектов чаще всего являются механические повреждения при транспортировке или нарушения технических условий во время прокладки. Особенно уязвимыми этапами являются разделка кабеля и монтаж соединительных муфт.
В трехфазных силовых кабельных линиях могут встречаться следующие типы повреждений:
• Замыкание фазы на землю из-за нарушения изоляции.
• Обрыв одной или нескольких фаз, который может сопровождаться или не сопровождаться замыканием на землю.
• Короткое замыкание между двумя или тремя фазами, с заземлением или без.
• Заплывающий (неустойчивый) пробой изоляции.
• Множественные повреждения в двух и более точках линии.
Особенности повреждений в шахтных условиях
В условиях горных выработок наиболее распространены два вида неисправностей: повреждение изоляции между жилой и оболочкой (замыкание на землю) и короткое замыкание между жилами с их заземлением. Первый случай обычно является следствием некачественного монтажа муфт, второй — результатом механического воздействия на кабель. Остальные виды повреждений встречаются значительно реже. Пробой кабеля непосредственно во время включения — редкое явление, которое происходит, как правило, из-за невыполнения полного объема контрольных проверок и испытаний перед вводом в эксплуатацию. Для диагностики подобных неисправностей необходим искатель повреждения изоляции.
Первичная диагностика повреждения
При обнаружении дефекта кабельной линии во время монтажа или высоковольтных испытаний в первую очередь необходимо установить характер повреждения. В большинстве случаев для этого достаточно с обоих концов линии с помощью мегомметра выполнить следующие измерения: сопротивления изоляции каждой жилы относительно земли, сопротивления изоляции между парами жил, а также проверить целостность самих токоведущих жил.
Однако не всегда мегомметр позволяет точно определить характер повреждения, особенно если линия была повреждена в процессе испытаний повышенным напряжением. В такой ситуации испытания возобновляют до момента пробоя кабеля, что помогает локализовать дефект.
Важность оперативного ремонта
Любое повреждение кабельной линии требует быстрого устранения. Это особенно критично для кабелей, проложенных в подземных выработках или траншеях. Если в результате повреждения изоляции или оболочки внутренняя полость кабеля контактирует с внешней средой, начинается активное всасывание влаги, приводящее к отсыреванию изоляции в месте дефекта. Этот процесс может быть очень интенсивным, и за короткое время кабель может прийти в такое состояние, что потребуется его полная замена. Поскольку замена кабеля часто сопряжена со значительными трудностями и временными затратами, быстрое и точное определение места повреждения с последующим ремонтом имеет огромное практическое и экономическое значение.
Современные методы поиска повреждений
На сегодняшний день разработаны и успешно применяются различные методы определения места повреждения, которые реализуются в два этапа: сначала на трассе линии предварительно определяют зону (участок) повреждения, а затем уже точно локализуют сам дефект.
Методы определения зоны повреждения
Для определения зоны повреждения применяются следующие основные методы:
Импульсный метод основан на измерении времени прохождения короткого импульса от точки измерения до места повреждения и обратно. Для этого используются специальные приборы, такие как ИКЛ-4 и ИИЛ-1. Прибор ИИЛ-1 позволяет диагностировать повреждения и их характер на расстоянии до 10 км не только в силовых, но и в контрольных кабелях и кабелях связи. Погрешность измерений данным методом не превышает 2%.
Метод колебательного разряда применяется для определения зоны повреждения в бронированных силовых кабелях напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией, особенно при заплывающих пробоях. Измерения проводятся с помощью прибора ЭМКС-58 и делителя напряжения. На жилу кабеля с помощью выпрямителя (например, кенотронной установки) подается повышенное напряжение (в пределах допустимых испытательных норм) до момента пробоя. Важным условием является создание на жиле отрицательного потенциала относительно земли. При пробое в кабеле возникает колебательный разряд, период которого соответствует времени четырехкратного пробега волны до места повреждения и обратно. Измеряя этот период, вычисляют расстояние до дефекта. Прибор ЭМКС-58 имеет несколько диапазонов измерений: 0–1 км, 0–2 км, 0–5 км и 0–10 км. Погрешность метода может достигать 5%.