Эксплуатация кабельной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

на тему: Эксплуатация кабельной линии

Тюмень - 2016



Содержание

Введение

1. Выбор и определение параметров КЛ

1.1 Исходные данные

1.2 Расчет кабельной линии для АД и СД

2. Контрольные вопросы

Список используемых источников



Введение

кабельный линия импульсный повреждение

При эксплуатации кабельных линий необходимо вести наблюдение и контроль за их трассами и нагрузкой. В процессе эксплуатации кабелей важно регулярно проводить их паспортизацию. Паспорт кабельной линии кроме технической характеристики кабелей и условий их прокладки содержит сведения о результатах предыдущих испытаний и ремонтов, что помогает установить правильный режим их эксплуатации.

Все смонтированные кабели должны иметь маркировку (бирки) стандартной формы: круглой -- для силовых кабелей высокого напряжения; прямоугольной -- для силовых кабелей до 1 кВ, треугольной -- для контрольных кабелей. Для кабелей, проложенных в земле и сооружениях, применяют бирки из пластмассы, привязываемые к кабелю оцинкованной проволокой. Надписи на пластмассовых бирках выполняют несмываемыми красками, на металлических набивают буквы и цифры. Бирки на кабелях, проложенных в земле, устанавливают через каждые 100 м трассы (на всех поворотах, у каждой муфты и при входах в сооружения) и обматывают двумя-тремя слоями смоляной ленты.

Кабельные трассы маркируют опознавательными знаками (пикетами), устанавливаемыми в виде столбиков из бетона. Допускаются опознавательные знаки в виде надписей на стенах постоянных сооружений. Пикетные столбики (или надписи на стенах) делают через каждые 100--150 м трассы, на всех поворотах и у мест нахождения соединительных муфт.

Необходимо следить, чтобы кабельная линия (трасса) содержалась в чистоте, вблизи нее не было ненужных предметов, мешающих проведению работ по ликвидации аварий и ремонту кабелей, проложенных в земле.

Поверхностный слой земли на трассе не должен иметь провалов, размывов и других неровностей, которые могут вызвать повреждение кабелей. Следует обращать внимание на обеспечение сохранности кабелей при выполнении земляных работ вблизи кабельных трасс. Также работы можно проводить только по предварительному согласованию с главным энергетиком предприятия. В необходимых случаях он устанавливает надзор за ходом работ, с тем чтобы обеспечить сохранность проложенных кабелей.

Большую опасность для проложенных в земле кабелей представляют земляные работы, выполняемые механизированным способом. Допускаемые границы выполнения таких работ зависят от типа и марки применяемых механизмов. Однако во всех случаях расстояние от трассы кабеля должно быть не менее 1 м. На более близком расстоянии от трассы работы выполняют только вручную лопатами.

Периодичность осмотров устанавливает главный энергетик предприятия, руководствуясь местными условиями.

Необходимо учитывать, что ПТЭ предписывается следующая периодичность осмотров кабельных трасс: кабелей в траншеях, коллекторах и туннелях -- 1 раз в 3 месяца; кабелей в колодцах и концевых муфт на линиях напряжением 1 кВ -- 1 раз в 6 месяца; концевых муфт кабелей напряжением до 1 кВ -- 1 раз в 12 месяца; кабельных муфт в трансформаторных помещениях, распределительных пунктах и ПС -- одновременно с осмотром другого оборудования.

Для учета неисправностей, выявленных при осмотрах кабельных трасс, и контроля за своевременным их устранением на предприятиях ведется специальный журнал, заполняемый персоналом, осуществляющим работы на трассах. При обнаружении дефектов, требующих немедленного устранения, лицо, осуществляющее осмотр, безотлагательно ставит об этом в известность своего руководителя.

В туннелях, коллекторах и аналогичных кабельных сооружениях обращают внимание на содержание их в чистоте (отсутствие остатков материалов и др.). Осмотр этих сооружений обычно проводят два лица, сначала проверяя с помощью газоанализатора отсутствие в них газа. Затем проверяют состояние освещения и вентиляции; измеряют внутреннюю температуру, которая не должна превышать температуру наружного воздуха более чем на 10 °С; осматривают антикоррозионные покровы кабелей, внешнее состояние муфт; следят за отсутствием натяжений, смещений, провесов кабелей и т.п.

Особое внимание обращают на кабели, проложенные в районах прохождения электрифицированного транспорта. В течение первого года эксплуатации такой кабельной линии необходимо не менее 2 раз измерять уровни потенциалов и блуждающих токов.

При эксплуатации кабелей следят за их номинальной нагрузкой. Систематические перегрузки кабелей приводят к ухудшению состояния изоляции и сокращают срок их службы. Поэтому при эксплуатации кабельных линий периодически контролируют соответствие нагрузки проекту. Максимально допустимые нагрузки для кабелей приведены в ПУЭ по участку трассы, имеющему наихудшие тепловые условия при длине не менее 10 м.

Нагрузку кабелей контролируют в сроки, определяемые главным энергетиком предприятия, но не менее 2 раз в год. Один раз контроль осуществляют в период осенне-зимнего максимума нагрузки. Наблюдения проводят по показаниям амперметров на питающей ПС, а при их отсутствии -- с помощью токоизмерительных клещей.

Для кабелей напряжением до 10 кВ допускаются перегрузки 15--30 % только на время ликвидации аварий, но не более чем на 5 сут. Перегрузки допускаются только в том случае, если в период, предшествующий аварии, максимальная нагрузка кабеля не превышает 80 % допустимой.

При прокладке кабелей в почве, агрессивной по отношению к их металлическим оболочкам (болота, солончаки, насыпной грунт со шлаком и строительным материалом), возникает почвенная коррозия свинцовых оболочек, что приводит к их разрушению. В этих случаях проверяют коррозионную активность грунта относительно свинцовой оболочки кабелей.



1. Выбор и определение параметров КЛ

Кабельная линия соединяет источник энергии с потребителем. Вид потребителя определяется по таблице 1 в соответствии с номером варианта. Потребитель может либо трансформатор Т1, либо АД асинхронный двигатель, СД синхронный двигатель, технические данные так же приведены в таблице 2.

Рисунок 1

1.1 Исходные данные

Таблица 1 - Исходные данные

№ варианта	Потребитель	U, кВ	Тmax, ч	Материал провода	Тип кабеля	Место нахождения	tокр? C	tоб? C	?tкаб? C
10	АД10	Согласно тех. данным потребителя	6500	Алюминий	3	З	13	31	0
20	Т10		3580	Алюминий	4	В	20	29	3



Таблица 2 - Технические данные АД

	Тип	Рном, кВт	UНОМ, кВ	nном, об/мин		з, %
3	ДАЗ02-16-64-10У1	200	6	595	0,73	89,7

Таблица 3 - Технические данные трансформатора (Т)

	Тип	Sном, кВA	Напряжение обмотки, кВ
			ВН	НН
2	ТМН-6300/20	6300	15,75	6,3

Таблица 4 - Экономическая плотность тока

Проводники	Экономическая плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки в год TMAX, ч
	Более 1000 до 3000	Более 3000 до 5000	Более 5000
Неизолированные провода и шины: - медные - алюминиевые	2,5 1,3	2,1 1,1	1,8 1,0
Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами: - медными - алюминиевыми	3,0 1,6	2,5 1,4	2,0 1,2
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами: - медными - алюминиевыми	3,5 1,9	3,1 1,7	2,7 1,6

Определить кабельную линию по экономической плотности тока.

Для данной схемы по заданной нагрузке выбрать кабельную линию по длительно допустимому току.

В зависимости от места нахождения (в земле З или воздухе В), температуры окружающей среды и типа кабеля определить длительно допустимую нагрузку кабельной линии с учетом температуры окружающей среды. Температура окружающей среды выбирается в зависимости от заданного варианта.

Скорректировать допустимую нагрузку кабельной линии по данным предыдущей задачи по более точной формуле.

1.2 Расчет кабельной линии для АД и СД

Для данной схемы выберем сечение проводников по экономической плотности тока. Экономически целесообразно S мм², определяется из соотношения:

(1.1)

где, I - расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², выбирается по таблице 4.

Определим расчетный ток в час максимума энергосистемы АД:

Для АД

(1.2)

где, P_Н - номинальная активная мощность_, кВт; U - номинальное напряжение, В; - коэффициент мощности; з- КПД двигателя.

Асинхронный двигатель ДАЗ02-16-64-10У1:

Округляем до ближайшего стандартного сечения - 25 мм².

Определим расчетный ток в час максимума энергосистемы Т:

Для трансформатора



Трансформатор ТМН-6300/20

Округляем до ближайшего стандартного сечения - 185 мм².

Выберем кабельную линию по длительно допустимому тока.

В зависимости от вида потребителя определяется потребляемый ток и по нему выбирается кабельная линия исходя из условия:

I_Р ? I_ДД (2.3)

Для асинхронного двигателя:

29,39 А < 142 А - условие выполняется.

Для синхронного двигателя:

84,94 А < 510 А - условие выполняется.

Определить длительно допустимую нагрузку кабельной линии с учетом температуры окружающей среды.

Допустимая температура нагрева токоведущих жил определяется конструкцией кабеля, рабочим напряжением, режимом его работы. Допустимые токовые нагрузки для нормального длительного режима работы кабельной линии зависят от способа прокладки кабеля и вида охлаждения (земля, воздух).

Для кабелей, проложенных в земле, длительно допустимые токовые нагрузки приняты из расчета прокладки одного кабеля в траншее на глубине 0,7...1,0 м при температуре земли t_д = 15 °С. Для кабелей проложенных на воздухе, температура окружающей среды принята равной t_д = 25 °С. Если расчетная температура t_Р окружающей среды отличается от принятых условий t_Н, выводится поправочный коэффициент k₁, равный:

k₁ = (3.3)

где, - допустимая температура жилы кабеля, °С; - расчетная температура окружающей среды, °С; - номинальная температура окружающей среды, °С;

Для асинхронного двигателя:

k₁ =

Для трансформатора:

k₁ =

За счет поправочного коэффициента определим длительную допустимую нагрузку по формуле:

(3.4)

Для асинхронного двигателя:

= 142 • 1,02 = 144,84 А

Для синхронного двигателя:

= 510 • 0,06 = 30,6 А

Для более точного определения нагрузочной способности кабеля, рекомендуется измерять температуру металлических оболочек кабелей t_ОБ, а потом определять температуру жилы кабеля t_Ж по формуле:

(3.5)

где, Дt_КАБ - перепад температур от оболочки до жилы кабеля, °С; t_ОБ - температура оболочки, °С.

Для асинхронного двигателя:

t_Ж = 31 + 0 = 31 °С

Для трансформатора:

t_Ж = 29 + 3 = 32 °С

Скорректируем допустимую нагрузку кабельной линии по формуле:

(3.6)

Для асинхронного двигателя:

Для трансформатора:



2. Контрольные вопросы

Определение КЛ

Кабельные линии электропередач представляют собой линии, которые предназначены для передачи отдельных импульсов электроэнергии или ее самой. Состоит такая линия из кабелей (один или несколько параллельных), соединительных, стопорных и концевых муфт, крепежных деталей. Маслонаполненные линии, кроме перечисленных составляющих, имеют еще и подпитывающие аппараты, оборудованные системой сигнализации давления масла.

Классификация КЛ

Силовые кабели различают:

по роду металла токопроводящих жил - кабели с алюминиевыми и медными жилами;

по роду материалов которыми изолируются токопроводящие жилы - кабели с бумажной, с пластмассовой и резиновой изоляцией;

по роду защиты изоляции жил кабелей от влияния внешней среды - кабели в металлической, пластмассовой и резиновой оболочке;

по способу защиты от механических повреждений - бронированные и небронированные;

по количеству жил - одно-, двух-, трех-, четырех- и пятижильные.

по гибкости (для подвижного или неподвижного соединения);

по типу и наличию экрана

Основные элементы КЛ

Силовые кабели имеют общие конструктивные элементы: токопроводящие жилы, изоляцию, оболочку и защитные покровы. Кроме основных элементов в конструкцию кабеля могут входить экраны, жилы защитного заземления и заполнители.



Рис. Конструкция силового кабеля: 1 - покровная оболочка; 2 - броня; 3 - подушка; 4 - внутренняя оболочка; 5 - поясная бумажная изоляция; 6 - жильная изоляция; 7 - нулевая жила; 8 - токоведущие жилы.

Объем эксплуатации КЛ

В объем эксплуатации кабельных линий входит следующее:

контроль за токовыми нагрузками, температурными режимами и напряжением сети;

проведение осмотров трасс;

профилактические испытания и измерения;

защита металлических оболочек кабелей, проложенных в земле, от коррозии;

проведение разъяснительной работы среди населения, руководителей предприятий и учреждений.

Выбор сечения провода

Проектирование каких либо электросетей бытового или промышленного назначения необходимо начинать с расчета подходящего сечения для электропровода, от этого параметра зависит очень многое, и в первую очередь - надежность и работоспособность вашей электросети. Насколько хорошо просчитана электросеть и насколько правильно подобранно сечение провода по данным расчетам, зависят потери мощности в проектируемой сети, которые бывают достаточно значительны если неправильно выбрать сечение для провода. Помимо этого, существует вероятность перегрева проводов и их разрушения если сечение подобрано не правильно.

Главными критериями, которые учитываются во время проектирования и подбора сечения, это величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии.

Проектирование электросети и выбор проводов всегда начинается с определения свойств электрооборудования, которое будет находиться в этой сети и потреблять электроэнергию. Если на участке сети будет находиться несколько потребителей электричества, то для выбора сечения провода для данного участка их мощности складываются. После определения мощности потребления электричества для каждого участка проектируемой сети, рассчитывают допустимую токовую нагрузку. Для расчета нагрузки, от длительности которой, напрямую зависит выбор сечения, используется упрощенная формула, в которой находится напряжение сети и мощность потребления для данного участка сети.

После просчета токовой нагрузки и определения ее длительности , необходимо выяснить условия, при которых будет использоваться электросеть, температура и способ прокладки электрической сети (открытый или закрытый).

После того, как допустимый ток и время нагрузки просчитаны, учтены условия эксплуатации и прокладки электросети, можно начать выбор сечения проводов. Выбор кабелей и проводов электросети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки, где принимается во внимание и способ прокладки кабелей, проводов сети. Конечно, достаточно сложно подобрать провод или кабель, точно подходящий расчетному току нагрузки, в подобных случаях сечение кабеля или провода всегда берут с запасом.

Для заинтересованных в повышении теоретических знаний по электромонтажным работам мы предоставляем таблицу выбора сечения провода в зависимости от токовых и мощностных характеристик оборудования, с которой начинается проектирование и электромонтаж. Сечение провода определяется из допустимых длительных токовых нагрузок, а токовые нагрузки, в свою очередь, определяются по упрощенной формуле:

I = P / U Ч v3,

где I - переменный ток, A; P - мощность потребителя электроэнергии, Вт; U - напряжение, В.

Соблюдение режимов по токам нагрузки

Надежность работы кабельных линий в значительной степени зависит от температуры элементов кабеля в процессе эксплуатации. Если температура кабеля выше допустимой, то изоляционные и механические свойства изоляции кабеля могут ухудшаться. На износ изоляции влияет также и электрическое поле кабеля. У кабелей более высокого напряжения воздействие электрического поля, в котором работает изоляция, сильнее, и поэтому допустимая температура жил для них меньше, чем для кабелей более низкого напряжения.

Допустимые температуры нагрева токоведущих жил определяются конструкцией кабеля (типом применяемой изоляции), рабочим напряжением, режимом его работы (длительный, кратковременный). Так, длительно допустимые температуры токоведущих жил не должны превышать следующих значений, °С:

для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией напряжением

до 1 кВ 80

то же, но напряжением до 10 кВ 60

для кабелей с резиновой изоляцией 65

для кабелей по ВТУ в полихлорвиниловой оболочке 65

Допустимые токовые нагрузки для нормального длительного режима кабельной линии определяют по таблицам, приведенным в электротехническом справочнике. Они зависят от способа прокладки кабеля и вида охлаждающей среды (земля, воздух).

Для кабелей, проложенных в земле, длительно допустимые токовые нагрузки приняты из расчета прокладки одного кабеля в траншее на глубине 0,7...1,0 м при температуре земли 15°С (288 К.). Для кабелей, проложенных на воздухе, температура окружающей среды принята равной 25°С (298 К).

Если расчетная температура t_Р окружающей среды отличается от принятых условий t_B, то при определении допустимых токовых нагрузок, как и для воздушных линий, вводят поправочный коэффициент k₁.

За расчетную температуру почвы принимают наибольшую среднемесячную температуру (из всех месяцев года) на глубине прокладки кабеля. За расчетную температуру воздуха принимают наибольшую среднюю суточную температуру, повторяющуюся не менее трех дней в году.

При прокладке в одной траншее нескольких кабелей вводят поправочный коэффициент k₂, зависящий от числа параллельно проложенных кабелей и расстояния между ними в свету.

Если необходимо применить оба поправочных коэффициента, длительно допустимую нагрузку Iдоп определяют по формуле

Iдоп=k1k2Iн.

Длительно допустимые нагрузки определяют по участку трассы кабельной линии с наихудшими условиями охлаждения, если длина участка более 10 м.

Температуру кабелей рекомендуется измерять при самых неблагоприятных для работы условиях: максимальной нагрузке и наивысшей температуре окружающей среды. При равномерном графике нагрузки кабельной линии в течение суток температуру оболочки кабеля достаточно измерить дважды с интервалом 1...2 ч. Если график нагрузки неравномерен, температуру оболочки кабеля измеряют в течение суток через каждые 1...2 ч, измеряя одновременно значение нагрузки. По полученным данным строят суточные графики температуры оболочки кабеля и его нагрузки. При подсчете температуры жилы кабеля за Т_об принимают максимальное значение температуры оболочки по графику, а максимальное значение нагрузки длительностью не менее 2 ч, хотя эти значения могут быть сдвинуты по времени.

Температуру окружающей среды для кабелей, проложенных в туннелях-каналах, измеряют на входе и выходе из них, для кабелей, проложенных в земле, -- на расстоянии 3...5 м от крайнего кабеля на глубине его прокладки.

На ответственных кабельных линиях, отходящих от распределительных устройств, с постоянным дежурным персоналом контроль за токовыми нагрузками ведут постоянно по стационарным измерительным приборам, показания которых заносят в суточные ведомости. Для наглядности на шкалах щитовых амперметров красной чертой отмечен допустимый ток кабельной линии. При отсутствии дежурного персонала нагрузки кабельных линий контролируют периодически 2...3 раза в год: один раз в летний и 1...2 раза в осенне-зимний максимумы.

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

Блуждающие токи

Блуждающие токи -- токи, возникающие в земле при её использовании в качестве токопроводящей среды.

Вызывают коррозию металлических предметов, полностью или частично находящихся под землёй, а иногда и лишь соприкасающихся с поверхностью земли.

Характерны, в частности, для трамвайных и железнодорожных путей электрифицированных железных дорог, не обслуживаемых должным образом.

В ряде случаев блуждающие токи являются следствием аварийной утечки с линий электропередачи.

Основными источниками блуждающих токов в земле для подземных металлических сооружений являются электрифицированные железные дороги (магистральные и пригородные), трамваи, промышленный, карьерный и рудничный транспорт. Тяговая подстанция получает ток от энергосистемы и через питающую линию ток поступает в контактный провод, из которого через токоприемник он проводится к электродвигателю. Затем, пройдя через колеса, ток по рельсам возвращается на тяговую подстанцию.

Так как рельсовый путь не изолирован от земли, то он оказывается источником блуждающего тока. Растекаясь в земле и встречая на своем пути металлические сооружения в виде водо- или газопровода, труб канализации, оболочки кабеля и т. п., удельное сопротивление которых намного меньше удельного сопротивления земли, блуждающие токи натекают на них (катодная зона). Через некоторое время блуждающие токи выходят из подземного сооружения (анодная зона) в землю и через неё вновь поступают в рельс и по отсасывающей линии на подстанцию.

При этом рельсы разрушаются в местах выхода токов в землю, а подземные коммуникации -- в местах возвращения тока в рельс. Пройдя один раз, блуждающий ток, не принесет никаких разрушений подземному металлическому сооружению, но в случаях постоянной утечки блуждающего тока (трамвай, железнодорожные поезда и пр.), металл постепенно будет поддаваться коррозии.

Испытание кабельных линий

Для предупреждения внезапного выхода из строя кабеля, муфт и заделок проводят профилактические испытания кабельных линий.

Цель этих испытаний -- доведение ослабленных мест до пробоя и предупреждение тем самым аварийного выхода кабеля из строя.

Испытания вновь проложенных и бывших в употреблении кабельных линий повышенным напряжением проводят обычно постоянным током (при переменном токе значительно увеличивается мощность испытательной установки). При этом выпрямленное напряжение изменяют ступенями от нуля до значения, установленного нормами. Более подробные указания приведены в ПТЭ и СНиП 3.05.06--85.

Если к концу испытания нарастание токов утечки не прекращается, то это служит признаком дефектов в кабеле, и испытание продолжают до пробоя кабельной линии.

Кроме плановых испытаний кабелей в процессе эксплуатации проводят и внеочередные их испытания, например после ремонтных работ на линиях, земляных работ вблизи кабельных трасс, размывов почвы и т.п.

Кабели напряжением до 1 кВ не испытывают повышенным напряжением. После выполнения мелких ремонтов, не связанных с перемонтажом этих кабелей, сопротивление их изоляции измеряют мегомметром на 2,5 кВ в течение 1 мин.

Оно должно быть не ниже 0,5 МОм. Испытания повышенным напряжением кабелей более 1 кВ (кроме резиновых кабелей 3--10 кВ) проводят в сроки, устанавливаемые системой планово-предупредительного ремонта, но не реже 1 раза в 3 года. После капитального ремонта кабельные линии с рабочим напряжением до 10 кВ испытывают напряжением Uном, а при профилактических испытаниях -- напряжением (5--6)Uном. Эти испытательные напряжения достаточны для выявления слабых мест в кабеле и муфтах. Продолжительность испытания каждой фазы составляет 5 мин. Кабели 3--10 кВ с резиновой изоляцией испытывают напряжением 2Uном в течение 5 мин не реже 1 раза в 5 лет. До и после испытания кабелей на напряжение более 1 кВ повышенным выпрямленным напряжением измеряют сопротивление их изоляции мегомметром на 2,5 кВ.

Изоляцию кабельных линий испытывают с помощью специальных передвижных, стационарных и переносных высоковольтных выпрямительных установок. Все установки содержат трансформатор, высоковольтный выпрямитель и регулятор.

Состояние кабеля определяют по току утечки. При удовлетворительном состоянии кабеля при подъеме напряжения за счет зарядки его емкости ток утечки резко возрастает, а затем быстро снижается до 10--20 % от максимального.

Результаты испытания кабеля считаются удовлетворительными, если во время испытания не происходит пробоев изоляции кабеля, не наблюдаются скользящие разряды, толчки тока утечки или нарастание его установившегося значения, а сопротивление изоляции после испытания остается прежним.

Определение мест повреждения КЛ

В соответствии с установившейся практикой определяют место повреждения в два приема: сначала определяют зоны повреждения кабельной линии, затем уточняется место повреждения в пределах зоны. На первом этапе определение места повреждения производится с конца линии, на втором этапе - непосредственно на трассе линии. В связи с этим методы соответственно разделяются на дистанционные (относительные) и топографические (абсолютные). При сложных повреждениях необходимо сочетание различных методов определения мест повреждений.

К дистанционным (относительным) относятся: импульсный (рефлектометрия), импульсно-дуговой метод, метод колебательного разряда и мостовой, а к топографическим (абсолютным) - индукционный и акустическийметод.

Импульсный метод (метод импульсной рефлектометрии)

Сущность метода импульсной рефлектометрии заключается в следующем:

1. Зондировании кабеля (двухпроводной линии) импульсами напряжения.

2. Приеме импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления.

3. Выделении отражений от места повреждений на фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей линий).

4. Определении расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.

Импульсно-дуговой метод

Сущность импульсно-дугового метода заключается в одновременном воздействии на кабельную линию высоковольтным импульсом от блока акустики и одновременном измерении методом импульсной рефлектометрии при помощи РЕЙС-305. При подаче импульса от источника высокого напряжения к кабельной линии, через комбинированное устройство сопряжения с функцией поддержания горения дуги ИМД-20, в месте высокоомного дефекта возникает пробой, образуя дуговой разряд. За счет индуктивности устройства, ток дуги поддерживается в течение определенного времени. При этом электрическое сопротивление дуги близко к нулю (короткому замыканию). По времени пробега импульса до места повреждения и обратно определяют расстояние до точки повреждения кабеля. Скорость распространения импульсов в кабельных линиях высокого и низкого напряжения величина постоянная и равна 160 м/мкс.

Метод колебательного разряда с использованием бегущей волны напряжения

Сущность метода бегущей волны напряжения состоит в следующем: в кабельную линию от источника испытательного АИД, АВ или ИОМ-100/70, через присоединительное устройство УС-70, подают напряжение, которое плавно повышается до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера, образуется две волны, одна из которых распространяется от места пробоя к началу кабеля, а другая - к концу кабеля. Величина сопротивления сопрягающего устройства УС-70 значительно больше волнового сопротивления линии. Первая волна, достигнув начала кабеля, отражается от большого сопротивления устройства и, не изменяя полярности, распространяется к месту повреждения. В месте повреждения вновь возникает пробой и отражение с обратным знаком, и так далее до тех пор, пока энергии волны достаточно для пробоя в месте повреждения.

Мостовой метод (метод петли)

Применение метода возможно при повреждении одной или двух жил кабеля и наличии одной здоровой жилы. При повреждении трех жил можно использовать жилу рядом проложенного кабеля. Для этого поврежденную жилу накоротко соединяют с целой с одной стороны кабеля, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяю регулируемые сопротивления моста.

К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени на измерение, меньшую точность измерения, необходимость установки закороток. Поэтому мостовой метод сейчас вытесняется импульсно-дуговым методом и методом колебательного разряда.

Индукционный метод

Сущность метода заключается в фиксации с поверхности земли с помощью приемной рамки характера изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока звуковой частоты от долей до десятков ампер в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, наводимая в рамке, зависит от токораспределения в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер изменения поля, можно при соответствующей ориентации рамки определить трассу и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи «жила - жила», для этого выжиганием однофазные замыкания переводят в двух и трехфазные или создают искусственную цепь «жила - оболочка кабеля», разземляя последнюю с двух сторон и подключая генератор индукционно-поискового комплекта к жиле и оболочке кабеля.

Акустический метод

Сущность акустического метода состоит в создании в месте повреждения искрового разряда и прослушивании на трассе вызванных этим разрядом звуковых колебаний, возникающих над местом повреждения. В качестве генератора импульсов применяетсягенератор высоковольтных импульсов ГИ.

Этот метод применяют для обнаружения на трассе всех видов повреждений с условием, что в месте повреждения может быть создан электрический разряд. Для возникновения устойчивого искрового разряда необходимо, чтобы величина переходного сопротивления в месте повреждения превышала 40 Ом.

Слышимость звука с поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения кабеля и мощности разрядного импульса. Глубина прослушивания колеблется в пределах от 1 до 5 м.

10. Ремонт кабельных линий

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.

Техника безопасности при эксплуатации КЛ

К работам на кабельных линиях допускаются электромонтеры, имеющие II или III квалификационную группу. Они приступают к работе по устному или телефонному распоряжению с записью в журнале.

Для выполнения работ на трассе кабельной линии необходимо:

а) отключить кабель, в том числе и нулевую жилу (провод), от электроустановки с обеих сторон;

б) убедиться в отсутствии напряжения на всех жилах и вывесить плакаты «Не включать, работают люди» на обоих концах кабеля;

в) на отключенные рубильники наложить изолирующие прокладки, снять предохранители, а шкафы с рубильниками, автоматами и предохранителями запереть на замок.

Если кабель является единственной линией, питающей потребитель (двигатель и т. п.), то все эти операции можно выполнять лишь на конце со стороны источника питания. Заземлять кабель не обязательно.

Прежде чем приступить к ремонту кабеля, необходимо удостовериться в том, что это именно нужный кабель. Если кабель проложен открыто, то участок, подлежащий ремонту, определяют путем визуального прослеживания, если кабель проложен в земле, то сверяют с чертежами прокладки. Если нет полной уверенности в правильности определения подлежащего ремонту кабеля, то применяют специальные индукционные аппараты (кабелеискатели).

Открытые муфты укрепляют на прочной доске, подвешенной при помощи проволоки или троса к перекинутым через траншею ярусам. Перед разрезанием кабелей, проложенных в земле, убеждаются в отсутствии напряжения путем прокола с одновременным заземлением жил.

Металлическую часть приспособления для прокалывания заземляют. Прокол нужно делать в диэлектрических перчатках, предохранительных очках, стоя на изолирующем основании.

Разрезая кабель, ножовку держат за деревянную рукоятку, не касаясь металлических частей. Ножовка должна быть заземлена. Если перед резкой прокола не было, то всю работу выполняют в диэлектрических перчатках, предохранительных очках, стоя на сухой доске.

При вскрытии муфт также принимают меры предосторожности. После вскрытия муфты еще раз убеждаются в отсутствии напряжения (специальным индикатором или вольтметром), срезают изоляцию заземленным ножом, а затем накоротко соединяют жилы между собой. Дальнейшую работу выполняют без применения перчаток, очков и ковриков.

На осмотре колодцев, коллекторов и других кабельных сооружений должны работать не менее двух лиц. Перед началом работы им необходимо убедиться в отсутствии горячих и вредных для дыхания газов в этих сооружениях. Категорически запрещается проверять отсутствие газов при помощи открытого огня (забрасыванием горящих спичек, пакли и т. п.). Это может вызвать пожар. Для проверки применяют специальный газоанализатор или рудничную лампу.

Убедившись в отсутствии горючих газов, на дно колодца опускают зажженную свечу. Если свеча гаснет, то это свидетельствует о том, что в колодце есть углекислый газ СО₂. При обнаружении газа в колодец нагнетают чистый воздух при помощи установленного снаружи ручного или электрического вентилятора, конец рукава которого должен быть на расстоянии 25 см от дна.

Перекладывать, сдвигать, перемещать кабели можно после их отключения и заземления. Кабели, находящиеся под напряжением, допускается перемещать на расстояние до 5...7 м при следующих условиях:

а) работа выполняется по наряду квалифицированными рабочими;

б) температура кабеля не ниже +5°С (278 К),

в) кабели около муфт для исключения изгиба закреплены на досках;

г) поверх диэлектрических перчаток для защиты их от механических повреждений надевают брезентовые рукавицы.

При измерении сопротивления изоляции мегомметром, если противоположный конец кабеля находится в помещении, где проводятся другие работы, на время испытания там ставят наблюдающего, который не подпускает к кабелю людей.

После отключения испытательного напряжения кабель долго сохраняет электрический заряд, опасный для жизни человека. Поэтому прикасаться к кабелю запрещается до тех пор, пока он не будет разряжен. Для разрядки каждую жилу кабеля соединяют с его оболочкой (заземляющим устройством).



Список используемых источников

Фридикин И.А. Ф 88 Эксплуатация кабельных линий 1 - 35 кВ. Издание 2 - е. М., "Энергия", 1972.

Пантелеев Е.Г. П 16 Монтаж и ремонт кабельной линий: Справочник электромонтажника/ Под ред. А.Д. Смирнова и др. - 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.: ил.

http://forca.ru/knigi/arhivy/montazh-ekspluataciya-i-remont-selskohozyaystvennogo-elektrooborudovaniya-35.html

http://energ2010.ru/montkab.htm

Акимова Н.А., Котеленц Н.Ф., Сентюрихин Н.И. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования. Учебное пособие для студентов учреждений среднего проф. образования. - М.: Мастерство, 2002. -296 с.

Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1979. - 431 с.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. -192 с.

Охрана труда. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - М.: ИНФРА-М, 2003. 263 с.

. Правила устройства электроустановок. Передача электроэнергии. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. -160 с.

Сибикин Ю.Д. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. 5-е изд. - М.: Высшая школа, 2002. -248 с

Размещено на Allbest.ru