8 (800) 200 27 50

Каталог продукции

Неразрушающий контроль и проверка состояния кабелей с изоляцией из СПЭ

Статья описывает новый метод неразрушающего контроля и диагностики кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. В основе методики лежит измерение диэлектрических свойств изоляционной оболочки на различных напряжениях и частотах тока.

На отечественном рынке кабелей с рабочим напряжением 6-35 кВ доля кабелей с изоляцией из СПЭ растет из года в год. По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, которые на сегодняшний день занимают большую часть рынка, СПЭ-кабели имеют серьезные преимущества. Что, однако, не исключает необходимость в контроле и диагностике состояния кабеля. При этом наиболее целесообразными являются методы, использующие современное диагностическое оборудование для неразрушающего контроля изоляции. То есть методы, которые не приводят к электрическому пробою изоляции и не влекут за собой необходимость проведения ремонтных работ на линии. В частности, метод низкочастотной спектроскопии изоляционной оболочки.

Этот метод, в основе которого лежит зависимость между электрической прочностью изоляции и ее откликом на воздействие низкочастотным током, был разработан в Стокгольмском Королевском Техническом Институте. Напомним, что наиболее распространенным дефектом СПЭ-изоляции являются т.н. «водные деревья», которые возникают вследствие попадания влаги в микротрещины непосредственно в самой изоляции (см. рис.1). При этом под воздействием электрического поля «водное дерево» начинает увеличиваться («расти») вплоть до возникновения пробоя изоляции. Следует также отметить, что этот процесс является необратимым, в лучшем случае рост «водного дерева» можно лишь замедлить. Для определения взаимосвязи между обеими составляющими (мнимой и действительной) комплексной диэлектрической проницаемости и степенью дефектности изоляции, а также напряжением пробоя изоляционной оболочки, были произведены замеры более чем трехсот различных кабелей с различным уровнем концентрации «водных деревьев».

Рис.1. «Водное дерево» в полиэтиленовой изоляции кабеля

Для замеров использовался ток с синусоидальным напряжением различной амплитуды в диапазоне частот 0,1 — 1 Гц. При этом напряжение менялось от 0,5*Uраб до Uраб. Полученные результаты корреляцию мнимой составляющей комплексной диэлектрической проницаемости (ε”), а также дельты Δε’=ε’- const с частотой тока при различных испытательных напряжениях (см. рис 2). После измерений были произведены испытания тестовых образцов кабеля с увеличением напряжения вплоть до возникновения пробоя изоляции, а затем был проведен подсчет количества и размеров «водных деревьев».

Рис.2. Результаты замеров на кабелях с 1 и 2 типом отклика

В результате анализа полученных данных была установлена корреляция между концентрацией «водных деревьев» и изменением диэлектрической проницаемости изоляции при варьировании измерительного напряжения. Далее все полученные результаты были разделены на четыре типа:

  • Тип 1. Комплексная диэлектрическая проницаемость (обе ее составляющие) почти не зависит от подаваемого напряжения (см. рис. 2).
  • Тип 2. Диэлектрическая проницаемость изменяется в зависимости от подаваемого напряжения, а также коррелирует с длительностью воздействия током. Другими словами, при проведении серии замеров на напряжениях 3 кВ, 4,5 кВ, 6 кВ, а затем снова на 3 кВ диэлектрическая проницаемость при последнем замере выше, чем при первом (см. рис.2).
  • Тип 3. При испытательном напряжении близком к рабочему возникает утечка через «водяные деревья», что приводит к изменению уровня диэлектрических потерь ε” (см. рис. 3).

Рис.3. Результаты замеров на кабелях с 3 типом отклика

  • Тип 4. Токи утечки возникают даже при низких напряжениях (см. рис. 4).

Рис.4. Результаты замеров на кабелях с 4 типом отклика

Каждый из описанных типов отклика характерен для определенной степени дефектности изоляции кабеля, что было подтверждено в ходе последующих испытаний кабеля на пробой. Так, при испытаниях кабелей с 4-м типом отклика электрический пробой мог возникнуть уже при подаче номинального рабочего напряжения - (1,0…2,1)*Uраб, а у кабелей с 3-м типом отклика пробой возникал при значительно более высоком уровне подаваемого напряжения - (1,7…4,0)*Uраб.

Для кабелей со 2-м типом отклика пробой происходил при подаче напряжения (2,5…10)*Uраб, причем была выявлена зависимость между напряжением на пробой и разницей диэлектрических потерь при замерах на напряжениях 0,5*Uраб. и Uраб. Данная зависимость представлена на рис. 5, где Δε’’0,1Гц – разность между ε” для измерений на частоте 0,1 Гц при Uраб и при 0,5*Uраб. Как видно из рис. 5, напряжение пробоя для кабелей со значением Δε’’0,1Гц <10-4 в 4-10 раз выше рабочего напряжения.


Рис.5. Зависимость напряжения пробоя от диэлектрической проницаемости для кабелей со 2-м типом отклика

Резюмируя изложенное выше алгоритм измерения диэлектрических характеристик изоляции из СПЭ будет следующим:

  1. Проводится спектроскопия изоляционной оболочки кабеля поочередно при следующих напряжениях: 0,5* Uраб, 0,75* Uраб, Uраб и 0,5* Uраб.
  2. По полученным результатам определяется тип отклика, в соответствие с которым принимается решение о дальнейшей эксплуатации кабеля или ее невозможности:
  • При отклике 4 типа следует как можно скорее заменить кабель, т.к. ее дефектность слишком высока, и пробой изоляции возможен даже при подаче напряжения на уровне Uраб или несколько выше.
  • При отклике 3 типа вероятность пробоя также достаточно высока, и рекомендуется заменить кабель, однако в отличие от предыдущего пункта такой кабель допустимо оставить в работе на непродолжительное время.
  • При отклике 2 типа в зависимости от конкретных полученных результатов и условий эксплуатации кабеля рекомендуется провести профилактическую замену кабеля или же либо ввести усиленный контроль с ежегодным измерением характеристик диэлектрической проницаемости изоляции.
  • При отклике 1 типа можно говорить о хорошем состоянии изоляции. Повторные замеры можно провести через 5-10 лет.
 

Наши контакты

Торговый Дом «Югтелекабель»

350051, Россия, г. Краснодар,
ул. Шоссе Нефтяников, 37/3

Тел.:  8 (861) 200-27-50
Тел.:  8 (861) 224-79-20
Факс: 8 (861) 224-77-89
Email: info@yugtelekabel.ru

Виртуальная прогулка по складу

Коротко о нас:

На рынке кабельной продукции ООО Торговый Дом «Югтелекабель» успешно занимается поставками кабельно-проводниковых материалов с 2006 года. За 9 лет работы мы наладили прочные деловые связи и стали официальными представителями таких хорошо зарекомендовавших себя производителей, как СЗАО "Белтелекабель, ЗАО "ОФС Связьстрой-1 ВОКК, ОАО "Электрокабель "Кольчугинский завод", ЗАО «Людиновокабель».

Участники в выставках:

ООО Торговый Дом "Югтелекабель" стал участником выставки "Крым. Стройиндустрия. Энергосбережение. Осень-2015"
ООО Торговый Дом "Югтелекабель" принял участие в выставке "IDES 2013"


ООО Торговый Дом "Югтелекабель" на выставке «Электрические сети России – 2013» ООО Торговый Дом "Югтелекабель" стал участником выставки "Развитие инфраструктуры юга России – IDES 2012"



Мы работаем непосредственно с производителями кабельной продукции, поэтому, если вы хотите купить оптический кабель, силовой кабель или купить кабель сип по самым выгодным ценам, мы можем гарантировать Вам широчайший выбор продукции хорошо известных производителей кабельно-проводниковых изделий. А особый подход к каждому нашему клиенту, гибкая система оплаты и скидок, плюс конкурентоспособные цены даже в наше нестабильное время сделает сотрудничество с нами приятным и выгодным для вашего бизнеса.