Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Когда проводится проверка кабельных линий лабораторией?

Испытания кабельных линий проводятся со следующей периодичностью:

• ежегодно — для силовых питающих и распределительных линий с резиновой изоляцией, обслуживающих объекты жизнеобеспечения населенных пунктов и других важных потребителей;
• каждые 3 года — для основных питающих линий 6–35 кВ;
• каждые 5 лет — для резервных линий.
• Внеочередные – при аварийном отключении электрооборудования.

Испытание кабеля повышенным напряжением проводится для оценки соответствия величины сопротивления, коэффициента абсорбции и других параметров изолирующей оболочки установленным нормам. В процессе испытательных мероприятий выявляются дефекты, способные спровоцировать аварию и выход из строя дорогостоящего электрооборудования.

Определяемые характеристики.

• Проверка целостности и фазировки жил кабеля;
• Измерение сопротивления изоляции;
• Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока;
• Испытание повышенным напряжением переменного тока частотой 50Гц.
• Измерение распределения тока по одножильным кабелям;

Порядок проведения испытаний и измерений.

• Изучение проектной документации.
• Ознакомление с паспортами проверяемого оборудования.
• Выполнение организационных и технических мероприятий при проведение измерений в действующих электроустановках.
• Проверка работоспособности измерительных приборов в соответствие с инструкциями по эксплуатации.
• Проведение испытаний в объеме требований главы 1.8 ПУЭ.

Методы испытаний.

1. Проверка целости и фазировки жил кабеля.

Определение целости жил и фазировка КЛ производится после окончания монтажа, перемонтажа муфт или отсоединения жил кабеля в процессе эксплуатации.

Определение целости жил кабелей напряжением до 10кВ производится мегаомметром. После включения КЛ под напряжение производится проверка правильности ее фазировки.

Сущность фазировки под напряжением заключается в определении соответствия фазы кабеля, находящейся под напряжением от распределительного устройства с противоположного конца кабеля, предполагаемой одноименной фазе шин распределительного устройства, где производится фазировка. Для фазировки КЛ 6 и 10 кВ под напряжением применяются указатели напряжения 10 кВ в комплекте с добавочным сопротивлением рисунок №1. Целость и совпадение обозначений фаз подключаемых жил кабеля должна соответствовать.

Рис. №1 Фазировка кабельных линий под напряжением.

а – соответствие фаз кабеля и шин; б – разные фазы шин и кабеля в месте присоединения последнего; 1 – указатель напряжения; 2 – трубка сопротивления; 3 – провод; 4 – шина; 5 – концевая заделка; 6 – кабель; 7 – разъем спуска шин.

Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления изоляции высоковольтных кабелей проводят на полностью отключенном кабеле.

Перед проверкой необходимо проверить надёжность заземления кабельных воронок, брони и подключить к переносному заземлению со специальными зажимами (крокодилами). Второй конец кабеля остаётся свободным, жилы должны быть разведены на достаточное расстояние (примерно 150 — 200 мм).

В случае невозможности обеспечить требуемое расстояние между жилами и жил кабеля до заземлённых частей оборудования, на жилы надеваются изолирующие колпаки или накладки.

Перед началом измерений необходимо убедиться, что на испытываемом объекте нет

напряжения, тщательно очистить изоляцию от пыли. Измерения следует производить при устойчивом положении стрелки прибора; для этого нужно быстро, но равномерно, вращать ручку генератора (120 об/мин) в течение 60 сек. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки прибора мегаомметра. Для присоединения мегаомметра к испытываемому аппарату или линии следует применять раздельные провода с большим сопротивлением изоляции (не менее 100 мОм).

Мегаомметром поочерёдно измеряется сопротивление жил, при этом на свободные от измерения жилы устанавливается переносное заземление. Схема для измерения сопротивления изоляции силовых кабельных линий изображена на рисунке №2

Рис. №2 Схема измерения сопротивления изоляции силового кабеля.

Измерение сопротивления изоляции силовых и контрольных кабелей напряжением до 1000В проводят аналогично, при этом измерения производятся между каждыми двумя проводами (между фазами, между фазными жилами и нулем, между фазными жилами и защитным проводником и между нулевым и защитным проводником). При измерении разрешается объединять нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. У четырехжильных кабелей измерение сопротивления изоляции нулевого проводника производится относительно заземленных частей электрооборудования.

Перед первыми или повторными измерениями КЛ должна быть разряжена путем соединения всех металлических элементов между собой и землей не менее чем на 2 мин. Сопротивление изоляции кабелей до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МОм. Для силовых кабелей выше 1 кВ сопротивление изоляции не нормируется. Измерение следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением.

Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока.

Испытание изоляции кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока производится с целью выявления местных сосредоточенных дефектов, которые не обнаруживаются при измерении мегаомметром, путем доведения их в процессе испытания до пробоя. Такое испытание повышенным напряжением выпрямленного тока производится от специальной установки типа: АИД-70, СКАТ-70 и т.п.

Напряжение от установки прикладывается поочередно к каждой фазе кабеля, при заземлении двух других фаз и оболочки кабеля (аналогично проведению измерения изоляции мегаомметром). Схема испытания кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока изображена на рисунке №3.

Рис. №3 Испытание кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока.

Изоляция одножильных кабелей без металлического экрана (оболочки, брони),

проложенных на воздухе, не испытываются. Изоляция одножильных кабелей с металлическим экраном (оболочкой, броней) испытываются между жилой и экраном. Изоляция многожильных кабелей без металлического экрана (оболочки, брони) испытываются между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и землей.

Изоляция многожильных кабелей с общим металлическим экраном (оболочкой, броней) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и экраном (оболочкой, броней). При всех указанных выше видах испытаний металлические экраны (оболочки, броня) должны быть заземлены. Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных в земле, испытываются между отсоединенными от земли экранами (оболочками) и землей. Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных на воздухе не испытываются. Значение испытательного напряжения принимается в соответствии с таблицей №2

Испытательное напряжение кВ, для силовых кабелей.

Вид испытаний	Испытательное напряжение (кВ) для кабельных линий
	Кабели с бумажной изоляцией
	До 1кВ	6кВ	10кВ
П	6	36	60
К	2,5	36	60
М	—	36	60
Вид испытаний	Кабели с пластмассовой изоляцией
	До 1кВ*	6кВ	10кВ
П	3,5	36	60
К	—	36	60
М	—	36	60
Вид испытаний	Кабели с резиновой изоляцией
	До 3кВ	6кВ	10кВ
П	6	12	20
К	6	12	20
М	6**	12**	20**

* — испытание повышенным напряжением одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов), проложенных в воздухе, не производится.

** — после ремонтов, не связанных с перемонтажом кабеля, изоляция проверяется мегаомметром на напряжение 2500В, а испытание повышенным выпрямленным напряжением не производится.

Для кабелей на напряжение до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях 10 минут, в эксплуатации 5 минут. Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 6-10кВ длительность приложения полного испытательного напряжения 5 минут.

Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице №3. абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. Кабельные линии с удовлетворительной изоляцией должны иметь стабильные значения токов утечки. При проведении испытаний ток утечки должен уменьшаться. Если не происходит уменьшения тока утечки, а также при его увеличении или нестабильности, испытание производится до выявления дефекта, но не более чем 15 минут.

Допустимые токи утечки и значения коэффициента ассиметрии для силовых кабелей.

Кабели напряжением (кВ)	Испытательное напряжение (кВ)	Допустимые значения токов утечки (мА)	Допустимые значения коэфф. ассиметрии
6	36	0,2	8
10	45	0,3	8
	50	0,5	8
	60	0,5	8

Разрешается техническому руководителю предприятия в процессе эксплуатации (М) исходя их местных условий как исключение уменьшать уровень испытательного напряжения для кабельных линий напряжением 6-10кВ до 0,4U_н.

Периодичность испытаний в процессе эксплуатации.

Кабели напряжением 2-35кВ:

а) 1 раз в год – для кабельных линий в течение первых 2 лет после ввода в эксплуатацию, а в дальнейшем:

• 1 раз в 2 года – для кабельных линий, у которых в течение первых 2 лет не наблюдалось аварийных пробоев и пробоев при профилактических испытаниях, 1 раз в год для кабельных линий, на трассах которых производились строительные и ремонтные работы и на которых систематически происходят аварийные пробои изоляции;
• 1 раз в 3 года – для кабельных линий на закрытых территориях (подстанции, заводы и т.д.);во время капитальных ремонтов оборудования для кабельных линий, присоединённых к агрегатам, кабельных перемычек 6-10кв между сборными шинами и трансформаторами в ТП и РП;

б) Допускается не проводить испытание:

• Для кабельных линий длиной до 100 метров, которые являются выводами из РУ и ТП на воздушные линии и состоящих из двух параллельных кабелей;
• Для кабельных линий со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых удельное число отказов из-за электрического пробоя составляет 30 и более отказов на 100 километров в год;
• Для кабельных линий, подлежащих реконструкции или выводу из работы в ближайшие 5 лет;

в) Допускается распоряжением технического руководителя предприятия устанавливать

другие значения периодичности испытаний и испытательных напряжений:

• Для питающих кабельных линий на напряжение 6-10кВ со сроком эксплуатации более 15 лет при числе соединительных муфт более 10 на 1 километр длины;
• Для питающих кабельных линий на напряжение 6-10кВ со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых смонтированы концевые заделки только типов КВВ и КВБ и соединительные муфты местного изготовления, при значении испытательного напряжения не менее 4Uн и периодичности не реже 1 раза в 5 лет.
• Для кабельных линий напряжением 20-35кВ в течение первых 15 лет испытательное напряжение должно составлять 5Uн, а в дальнейшем 4Uн.

6.3.8 Кабели на напряжение 3-10кВ с резиновой изоляцией:

• в стационарных установках – 1 раз в год;
• в сезонных установках – перед наступлением сезона;
• после капитального ремонта агрегата, к которому присоединен кабель.

Измерение распределения тока по одножильным кабелям

На силовом кабеле измеряются токи, протекающие как в жилах, так и в металлических оболочках и броне. Измерения производятся токоизмерительными клещами.

В зависимости от материала оболочки, брони и положения кабеля в пространстве токи в них могут достигать 100% по отношению к току жилы и сильно влиять на нагрев кабелей. Одновременно с измерением токов при нагрузках, близких к номинальной, должны быть проведены измерения температуры наружных покровов кабелей, по которой может быть вычислена температура жилы. Эта температура должна измеряться в самом нагретом месте КЛ и не должна превосходить допустимую для данного места измерения. При неравномерности распределения токов более 10%, когда отдельные кабели лимитируют пропускную способность всей группы кабелей, должны быть приняты меры по выравниванию токов по фазам.

Испытание повышенным напряжением

1. Общие положения.

К работе по проведению высоковольтных испытаний в электроустановках допускаются специалисты электролаборатории, лица не моложе 18 лет, прошедшие специальную подготовку и проверку знаний схем испытаний и правил испытаний в условиях действующих электроустановок.

Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь отметку об этом в удостоверении в графе “Свидетельство на право проведения специальных работ” и ПУЭ.

2. Сущность процесса высоковольтных испытаний.

Испытание изоляции повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствии местных общих дефектов, не обнаруживаемых другими способами. Испытанию изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами (измерение сопротивления изоляции, определение влажности изоляции и т.п.).

Величина испытательного напряжения для каждого вида оборудования определяется установленными нормами “Правил эксплуатации электроустановок потребителей”.

Электрооборудование и изоляторы электроустановок, в которых они эксплуатируются, испытываются повышенным напряжением по нормам, установленным для класса изоляции данной установки.

Изоляция считается выдержавшей электрическое испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоя, перекрытия по поверхности, поверхностных разрядов, увеличения тока утечки выше нормированного значения, наличия местных нагревов от диэлектрических потерь. В случае несоблюдения одного из этих факторов — изоляции электрического испытания не выдержала.

3. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром.

Для измерения сопротивления изоляции используются мегаомметры типа М4100/1-5 на напряжение от 100 до 2500В. Эти приборы имеют собственный источник питания — генератор постоянного тока и позволяют производить непосредственный отсчет показаний в мегаомах.

При измерении сопротивления изоляции относительно земли с помощью мегаомметра зажим “Л” (линия) должен быть подключен к токоведущей части испытываемой установки, а зажим “З” (земля) к ее корпусу. При измерении сопротивления изоляции электрических цепей, не соединенных с землей, подключение зажимов мегаомметра может быть любым.

Использование зажима “Э” (экран) значительно повышает точность измерения при больших сопротивлениях изоляции, исключает влияние поверхностных токов утечки и тем самым не искажает результаты измерения.

Для присоединения мегаомметра к испытываемому объекту необходимо иметь гибкие провода с изолированными рукоятками и ограничительными кольцами на концах. Длина проводов должна быть как можно меньшей.

Перед началом измерения необходимо измерить сопротивление изоляции соединительных проводов. Значение этого сопротивления должно быть не менее верхнего предела измерения мегаомметра.

Мегаомметры дают правильные показания при вращении ручки генератора в пределах 90-150 об/мин и развивают номинальное напряжение при 120 об/мин и разомкнутой внешней цепи.

За сопротивление изоляции принимают 60-секундное значение сопротивления R-60, зафиксированное на шкале мегаомметра через 60 с, причем отсчет времени надо производить после достижения нормальной частоты вращения генератора.

При изменении сопротивления изоляции объектов с большой емкостью во избежание колебания стрелки прибора необходимо ручку генератора вращать с частотой, несколько выше номинальной, т.е. 130-140 об/мин (увеличивая скорость до успокоения стрелки) и отсчет показания производить только после того, стрелка займет устойчивое положение.

Перед началом измерений необходимо убедиться: в отсутствии напряжения на испытуемом объекте, в чистоте проверяемой аппаратуры, проводов, кабельных воронок и т.д., а также в том, что все детали с пониженной изоляцией или пониженным испытательным напряжением отключены и закорочены.

При производстве измерений в сырую погоду необходимо учитывать возможное искажение показаний мегаомметра за счет увлажнения поверхности изолирующих частей установки. В этом случае необходимо пользоваться зажимом мегаомметра “Э”, который должен быть присоединен таким образом, чтобы исключить возможность замера поверхностных токов утечки.

4. Определение увлажненности изоляции методом абсорбции.

Метод основан на сравнении показаний мегаомметра, снятых через 15 и 60 сек. после приложения напряжения. Метод применяется для определения увлажненности гигроскопической изоляции электрических машин и трансформаторов.

Измерение сопротивления изоляции производится между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками при изолированных свободных обмотках.

Коэффициент абсорбции равен:

где R60 и R15 — сопротивления изоляции, измеренные соответственно через 60 и 15 сек после приложения напряжения мегаомметром.

Для неувлажненных обмоток при t = 10-30оС этот коэффициент равен 1,3-2, для увлажненных обмоток он близок к единице.

Измерения производятся мегаомметром на напряжение 1000-2500В.

Измерение коэффициента абсорбции производится при t не ниже 10оС.

5. Описание процесса испытания повышенным напряжением.

5.1. Перед началом работы производителю работ необходимо проверить исправность испытательного оборудования.

5.2. При сборке испытательной цепи прежде всего выполняются защитное и рабочее заземление испытательной установки, и если потребуется, защитное заземление корпуса испытываемого оборудования.

Перед присоединением испытательной установки к сети 380/220В на ввод высокого напряжения установки накладывается заземление. Сечение медного провода, с помощью которого заземляется вывод должно, быть не менее 4 кв мм.

Сборку цепи испытания оборудования производит персонал бригады, проводящей испытания.

5.3. Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В производится через коммутационный аппарат с видимым разрывом цепи или через штепсельную вилку, расположенную на месте управления установкой.

5.4. Присоединить провод к фазе, полюсу испытываемого оборудования или к жиле кабеля; отсоединить его разрешается по указанию лица, руководящего испытанием, и только после их заземления.

Перед подачей испытательного напряжения на испытательную установку производитель работ обязан:

-проверить, все ли члены бригады находятся на указанных местах, удалены ли посторонние лица, можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;

-предупредить бригаду о подаче напряжения и убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки, после чего подать на нее напряжение 380/220В;

-с момента снятия заземления вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением и производить какие-либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании запрещается;

-после окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до 0, отключить ее от сети 380/220В, заземлить (или дать распоряжение о заземлении) вывод установки и сообщить об этом бригаде. Только после этого можно пересоединять провода от испытательной установки или в случае полного окончания испытания, отсоединять их и снимать ограждения.

6. Порядок проведения испытаний установкой АИИ-70.

Перед каждым испытанием необходимо следить за тем, чтобы стрелки всех приборов стояли на нуле, автоматический выключатель был отключен, рукоятка регулятора напряжения была повернута против часовой стрелки до отказа, а положение предохранителей соответствовало бы напряжению сети. При транспортировках высоковольтный трансформатор должен быть надежно закреплен внутри аппарата, рукоятка регулятора напряжения утоплена, дверцы закрыты, банка для испытания жидкого диэлектрика вынута из аппарата, а кенотронная приставка надежно закреплена.

При помощи щупа следует периодически проверять расстояние между электродами банки, которое должно быть равно 2,5 мм. Щуп должен входить между электродами без качки, но не очень туго.

6.1. Порядок проведения испытаний установкой УПУ-1М.

Перед каждым испытанием необходимо следить за тем, чтобы стрелки всех приборов стояли на нуле, сетевой выключатель был отключен, рукоятка регулятора напряжения была повернута против часовой стрелки до отказа. Данная установка предназначена только для испытаний электрозащитных средств.

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Прежде чем приступить к испытаниям, необходимо заземлить медным проводом, сечение которого не менее 4 мм2, аппарат, ручной разрядник (в случаях, оговоренных ниже)., высоковольтный трансформатор и кенотронную приставку.

РАБОТА БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕДОПУСТИМА!

2. Необходимо установить защитное ограждение с предупреждающими надписями. Его крепят со стороны изоляционных трубок к кенотронной приставке (к скобам на кожухе микроамперметра), а со стороны металлических стержней — к поворотным ушкам каркаса пульта управления.

3. Любые переключения как на высоковольтной, так и на низковольтной стороне аппарата производить после отключения аппарата от сети при надежном заземлении высоковольтных частей.

4. Кабель либо другой объект со значительной емкостью после испытания необходимо заземлить, так как на испытуемом объекте в процессе испытания и даже после сохраняется заряд, предоставляющий большую опасность для жизни. Без заземления кабеля дверцу на крыше аппарата не открывать!

5. Все высоковольтные испытания производить в резиновых перчатках, стоя на резиновом коврике

ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЯ

1. Заземлить аппарат и ручной разрядник. В случае, если кенотронная приставка и высоковольтный трансформатор вынесены за пределы аппарата, они также подлежат заземлению.

2. Откинуть заднюю верхнюю дверцу аппарата, установив ее на кронштейне. Откинуть заднюю нижнюю дверцу и установить на нее кенотронную приставку, заведя ее лапы под скобу и выдавки дверцы.

Вставить в отверстие верхней дверцы рукоятку переключения пределов и

сочленить ее при помощи ключа с переключателем пределов блока

микроамперметра. Рукоятку заземлить.

3. Достать из запасных частей пружину и присоединить ее одним концом к высоковольтному повышающему трансформатору, а другим к высоковольтному выводу кенотронной приставки, расположенной посередине цилиндра.

Вставит вилку кенотронной приставки в розетку пульта управления (сзади слева).

Рукоятку «Защита» установить в положение «Чувствительная».

4. Подключить при помощи кабеля испытуемый объект к кенотронной приставке (муфту кабеля навернуть на вывод блока микроамперметра до упора) и установить защитное ограждение. Аппарат в рабочем положении показан на рис. 1.

5. Включить вилку шнура питания в сеть и, встав на резиновый коврик, включить аппарат.

При этом загорается зеленый сигнал, а после нажатия кнопки автомата «Вкл.» — красный.

6. Плавно вращая рукоятку регулятора напряжения по часовой стрелке, повысить напряжение до испытательного (отсчет вести по шкале киловольтметра, отградуированной в киловольтах максимальных)

7. Переключая рукоятку переключения пределов с большей кратности на меньшую и нажимая кнопку в центре рукоятки, измерять ток утечки.

Примечание: при измерении показание микроамперметра в делениях умножить на кратность предела.

8.После испытания снизить испытательное напряжение до нуля и нажать кнопку «Откл.»

9. Поднести стержень ручного разрядника к разрядному крючку блока микроамперметра и снять емкостный заряд через разрядное сопротивление, встроенное внутри разрядника, а затем заземлить блок микроамперметра наглухо, повесив разрядник на крючок блока микроамперметра или на ручку кенотронной приставки.

Примечание: при необходимости аппарат можно включить через стабилизатор напряжения, однако при этом вследствие искажения формы кривой напряжения пользоваться градуировочными данными, снятыми при работе с конкретным стабилизатором.

Порядок испытания твердых диэлектриков такой же, как и кабеля.

7. Испытания повышенным напряжением промышленной частоты распределительных устройств (вместе с коммутационными аппаратами).

1. Подготовить испытываемый объект к испытаниям, для чего отключить от РУ трансформаторы напряжения, вентильные разрядники, кабели, которые должны быть закорочены и заземлены. Очистить оборудование от загрязнений, пыли и влаги.

2. В соответствии с разделом 3 данной Методики замерить сопротивление изоляции испытываемого оборудования (мегаомметром на напряжение 2,5кВ).

3. В соответствии с разделом 5 подготовить испытательную установку к работе.

8. В соответствии с разделом 6 настоящей Методики испытать повышенным напряжением распределительное устройство; величины испытательного напряжения приведены в таблице № 1. Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 мин для керамической изоляции, 5 мин — для изоляции из твердых органических материалов. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения величиной в 1кВ к изоляции вторичных цепей 1 мин.

Испытательное напряжение кВ, ячейки с изоляцией

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Подготовка к испытанию кабеля повышенным напряжением

Проводить испытания повышенным напряжением (высоковольтные испытания) разрешено работнику старше 18 лет, прошедшему специальную подготовку и проверку знаний (отражается в таблице проведения специальных работ его удостоверения).

Перед испытанием силового кабеля повышенным напряжением выпрямленного тока необходимо произвести его осмотр и протереть воронки от пыли и грязи. Если во время осмотра видны дефекты изоляции или наружная поверхность кабеля сильно загрязнена, то приступать к испытаниям запрещено.

Также стоит обратить внимание на температуру окружающего воздуха.

Температура окружающего воздуха должна быть только положительной, потому что при отрицательной температуре воздуха и при наличии внутри кабеля частичек воды, они будут находиться в замерзшем состоянии (лед является диэлектриком), а такой дефект при высоковольтном испытании не проявится.

Непосредственно перед испытанием кабеля повышенным напряжением необходимо измерить сопротивление его изоляции.

Схема испытания кабеля повышенным напряжением

Повышенное выпрямленное напряжение прикладывается к каждой жиле силового кабеля поочередно. Во время испытания другие жилы кабеля и металлические оболочки (броня, экраны) должны быть заземлены. В этом случае мы сразу проверяем прочность изоляции между жилой и землей, а также относительно других фаз.

Если силовой кабель выполнен без металлической оболочки (брони, экрана), то повышенное напряжение выпрямленного тока прикладываем между жилой и другими жилами, которые предварительно соединяются между собой и с землей.

Разрешается испытывать повышенным напряжением сразу все жилы силового кабеля, но в таком случае нужно измерять токи утечки по каждой фазе.

Если силовой кабель является одножильным с металлической оболочкой (броней, экраном), например, ПвВнг-LS(B)-10 из сшитого полиэтилена, то повышенное выпрямленное напряжение к такому кабелю прикладывается между одной жилой и оболочкой (броней, экраном).

Нормы испытаний кабеля повышенным напряжением

Согласно ПУЭ и ПТЭ имеем

Кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение, кВ

Кабели с резиновой изоляцией на напряжение, кВ

Кабели напряжением, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Допустимые значения токов утечки, мА	Допустимые значения коэффициента асимметрии, Imax/Imin
0,2
0,5

Длительность испытаний кабельных линий напряжением до 10 (кВ) с бумажной и пластмассовой изоляцией после монтажа составляет 10 минут, а во время эксплуатации — 5 минут.

Длительность испытаний кабельных линий напряжением до 10 (кВ) с резиновой изоляцией составляет 5 минут.

Аппараты для испытания силовых кабелей

Для испытаний кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока чаще всего применяют либо аппарат АИИ-70, либо ИВК-5. ИВК-5 – преимущественно на выездах.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

Методику испытания кабеля повышенным напряжением рассмотрим на примере силового кабеля 10 (кВ) марки ААШВ (3х95).

С помощью аппарата АИИ-70 или ИВК-5 со скоростью 1-2 (кВ) в секунду испытательное напряжение повышается до значения 60 (кВ). С этого момента начинается отсчет по времени. В течение 5 минут отслеживается и записывается величина тока утечки. По истечении времени сравниваем полученный ток утечки со значениями в таблице, приведенной выше. Далее рассчитывается коэффициент асимметрии токов утечки по фазам — он должен быть не более 2,

После высоковольтных испытаний кабеля необходимо снова произвести измерение сопротивления его изоляции.

Считается, что кабель прошел испытания в том случае, когда:

во время испытания не произошло пробоя, перекрытия по поверхности и поверхностных разрядов

во время испытания не было увеличения тока утечки

величина сопротивления изоляции кабеля не уменьшилась

Случается на практике такое, что токи утечки превышают значения, указанные в таблицах. В этом случае кабель в работу вводится, но срок его следующего испытания сокращается.

Если во время испытаний стал увеличиваться ток утечки, но пробой не возникает, то испытание необходимо проводить не 5 минут, а больше. Если же после этого пробой не наступил, то кабель в работу вводится, но срок его следующего испытания также сокращается.

Методика испытаний силовых кабельных линий 6 — 10 кВ

1. Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции КЛ производится мегаомметром на 2500 В. Измерения производятся на отключенных и разряженных линиях.

Измерение сопротивления изоляции многожильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой.

Измерение сопротивления изоляции многожильных кабелей с металлическим экраном (броней, оболочкой) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными вместе и с металлическим экраном (броней, оболочкой).

Перед первыми и повторными измерениями КЛ должна быть разряжена путем соединения всех металлических элементов между собой и землей не менее чем на 2 мин.

Отсчеты значений сопротивления изоляции производятся по истечении 1 мин с момента приложения напряжения.

КЛ до 1 кВ считается выдержавшей испытания, если сопротивление изоляции составляет не менее 0,5 МОм. В противном случае кабель вновь разделывается.

2. Испытание изоляции кабелей повышенным выпрямленным напряжением

Испытательное напряжение принимается в соответствии с табл. 29.1. РД 34.45-51.300-97.

Разрешается техническому руководителю энергопредприятия в процессе эксплуатации исходя из местных условий как исключение уменьшать уровень испытательного напряжения для кабельных линий напряжением 6-10 кв до Uном.

Для кабелей на напряжение до 35 кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приемо-сдаточных испытаниях составляет 10 мин., а в процессе эксплуатации – 5 мин.

Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения 5 мин. Кабели с резиновой изоляцией на напряжение до 1 кВ испытаниям повышенным напряжением не подвергаются.

Токи утечки и коэффициенты асимметрии для силовых кабелей принимаются в соответствии с табл. 29.2. РД 34.45-51.300-97.

Приложение повышенного напряжения создаёт в испытываемой изоляции увеличенную напряженность электрического поля, что позволяет обнаруживать дефекты, вызвавшие недопустимое для дальнейшей эксплуатации высоковольтного кабеля снижение электрической прочности его изоляции, не обнаруживаемые другими способами (например, мегаомметром). При испытании повышенным напряжением постоянного тока особенно отчетливо выявляются местные сосредоточенные дефекты. Так как в большинстве случаев кабельные линии выходят из строя именно из-за появления в них местных дефектов (механические повреждения, коррозия, монтажные и заводские дефекты), регулярные испытания кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока получили наиболее широкое распространение. Кроме того, испытание кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока диктуется следующим обстоятельством.

Для испытания кабельных линий переменным током требуется большая мощность испытательной установки. Так, например, мощность установки для испытания кабеля напряжением 10 кВ и длиной 2000м составляет:

Где w – угловая частота испытательного напряжения.

С – ёмкость кабеля напряжением 10 кВ, примерно равная 0,27 мкф/км.

U- испытательное напряжение, кВ.

При испытании этого же кабеля постоянным током мощность установки составит :

P = UIут = 10x1x10-3 = 10 Вт,

Где Iут – ток утечки, принимаемый равным 1 мА.

Основным назначением испытаний кабеля повышенным напряжением постоянного тока является доведение ослабленного места в них до пробоя с целью предотвращения аварийного выхода из строя кабельной линии в эксплуатации.

Повышенное выпрямленное напряжение для испытания изоляции кабеля обычно получают от установки переменного тока с помощью выпрямительного устройства.

В комплект такой испытательной установки входят: трансформатор переменного тока, рассчитанный на нужное напряжение; выпрямитель; регулировочное устройство, изменяющее величину напряжения на трансформаторе, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения; комплект контрольно-измерительных приборов.

Напряжение испытательной установки должно быть выбрано в соответствии с наивысшим напряжением, принятым для испытываемой изоляции кабеля, согласно ПУЭ.

Ток, проходящий через изоляцию при испытании выпрямленным напряжением, в большинстве случаев не превышает величину 5-10 мА, что и определяет требования к пропускной способности выпрямителя, а следовательно, и к мощности трансформатора переменного тока.

Регулировочное устройство должно обеспечивать плавное регулирование напряжения трансформатора от нуля до полного испытательного напряжения. Ступень регулирования напряжения не должна превышать 1-1,5% величины номинального напряжения обмотки трансформатора.

В цепи, питающей регулировочное устройство, помимо коммутирующих элементов с видимым разрывом рекомендуется иметь автоматы и плавкие предохранители, обеспечивающие защиту испытательного трансформатора при недопустимых перегрузках и коротких замыканиях.

Поскольку на правильность отсчета тока утечки, особенно в нестационарном режиме, имеет большое влияние стабильность напряжения, подводимого от источника питания, рекомендуется снабжать установку стабилизатором напряжения.

Измерительный прибор для измерения тока утечки должен давать возможность отсчета токов от 0,5-1,0 до 1000 мкА. Прибор должен быть снабжен устройством, полностью его шунтирующим, это исключит повреждение прибора бросками ёмкостного тока и тока абсорбции при заряде и разряде объекта.

Стационарные и передвижные высоковольтные испытательные установки, предназначенные для получения выпрямленного напряжения, должны выполняться с соблюдением следующих условий:

• конструкция установки должна обеспечивать минимальную затрату времени на испытания при создании безопасных условий работы, простоту обслуживания установки, надёжность и бесперебойность работы в условиях частой транспортировки;

• электрическая схема установки должна быть снабжена коммутирующим аппаратом, обеспечивающим создание видимого разрыва в цепи питания источников высокого напряжения;

• металлические конструкции, баки, аппараты, нулевой вывод испытательного трансформатора и другие элементы установки, подлежащие заземлению, должны быть надёжно связаны с внешним заземляющим контуром.

Всем этим требованиям отвечают переносные испытательные установки типа АИИ-70 или АИД-70, а также заводские передвижные лаборатории, например ЭИЛ и СПЭИИ.

Изоляция многожильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с землей. Изоляция многожильных кабелей с общим металлическим экраном (броней, оболочкой) испытывается между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой и с экраном (броней, оболочкой).

Изоляция многожильных кабелей в отдельных металлических оболочках (экранах) испытывается между каждой жилой и оболочкой, при этом другие жилы должны быть соединены между собой и с оболочками. Допускается одновременное испытание всех фаз таких кабелей, но с измерением токов утечки в каждой фазе.

При всех указанных выше видах испытаний металлические экраны (броня, оболочки) должны быть заземлены.

Пластмассовые оболочки (шланги) кабелей, проложенных в земле, испытываются между отсоединенными от земли экранами (оболочками) и землей.

При испытаниях напряжение должно плавно подниматься до максимального значения и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Отсчет времени приложения испытательного напряжения следует производить с момента установления его максимального значения.

В течение всего периода выдержки кабеля под напряжением ведется наблюдение за значением тока утечки и на последней минуте испытания должен быть произведен отсчет показаний микроамперметра.

КЛ считается выдержавшей испытания, если во время их проведения не произошло пробоя или перекрытия по поверхности концевых муфт и значения токов утечки и их асимметрии не превысили норм, а также не наблюдалось резких толчков тока.

Если значения токов утечки стабильны, но превосходят нормы, КЛ может быть введена в работу, но с сокращением срока до последующего испытания.

При заметном нарастании тока утечки или появлении толчков тока продолжительность испытания следует увеличить до 15 мин и если при этом не происходит пробоя, то КЛ может быть включена в работу с повторным испытанием через 1 мес.

Если значения токов утечки и асимметрия токов утечки превышают нормы, необходимо осмотреть концевые заделки и изоляторы, устранить видимые дефекты (пыль, грязь, влага и т.п.) и произвести повторные испытания.

После каждого испытания производят повторное измерение сопротивления изоляции с помощью мегаомметра на 2500 В для того, чтобы убедиться, что производство испытаний не ухудшило состояние изоляции кабеля.

3. Определение целости жил кабеля и фазировка КЛ

Определение целости жил кабелей производится мегаомметром при соединении проверяемой жилы на другом конце кабеля с землей. Таким же образом производится предварительная фазировка КЛ. Если на одном из концов кабеля проверяемая жила подсоединяется к фазе «А», то на другом конце она должна подсоединиться тоже к фазе «А». На основании «прозвонки» делается раскраска жил.

Перед включением в работу КЛ фазируется под напряжением. Для этого с одного конца на кабель подается рабочее напряжение, а с другого конца проверяется соответствие фаз измерениями напряжений между одноименными и разноименными фазами КЛ и шинами распределительного устройства, где производится фазировка.

Работа указателя обеспечивается только при двухполюсном его подключении к электроустановке. Применение диэлектрических перчаток при этом обязательно.

Исправность указателя проверяется на рабочем месте путем двухполюсного подключения указателя к земле и фазе. Сигнальная лампа исправного указателя при этом должна ярко светиться.

НТД и техническая литература:

• Межотраслевые правила по охране труда (ПБ) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М — 016 — 2001. — М.: 2001.

• Правила устройства электроустановок Глава 1.8 Нормы приемосдаточных испытаний Седьмое издание

• Объем и нормы испытаний электрооборудования. Издание шестое с изменениями и дополнениями — М.:НЦ ЭНАС, 2004.

• Наладка и испытания электрооборудования станций и подстанций/ под ред. Мусаэляна Э.С. -М.:Энергия, 1979.

• Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. – М.: ОРГРЭС, 1997.

• Правила применения и испытания средств защиты… Издание девятое.- М.: 1993.

Методика испытания кабеля повышенным напряжением

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КАБЕЛИ, ПРОВОДА И ШНУРЫ

Методы испытания напряжением

Cables, wires and cords.
Methods of voltage test

Дата введения 1980-01-01
в части п.2.1.7 1981-01-01

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.12.78 N 3384

2. Стандарт соответствует CT СЭВ 2779-80 и международному стандарту МЭК 540-82

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в августе 1981 г., июне 1984 г., июле 1986 г. (ИУС 11-81, 10-84, 10-86).

Настоящий стандарт распространяется на кабели, провода и шнуры (далее — кабельные изделия) и устанавливает методы испытания переменным электрическим напряжением номинальной частоты 50 Гц (далее — переменным напряжением), постоянным и импульсным напряжением, а также метод испытания переменным электрическим напряжением частоты 50-10 Гц и импульсным напряжением резиновой или пластмассовой изоляции, оболочки или защитного шланга кабельных изделий на проход (далее — испытание напряжением на проход).

Стандарт не распространяется на эмалированные провода и обмоточные провода с бумажной и волокнистой изоляцией.

1. ОБЗОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Испытание переменным, постоянным и импульсным напряжением

1.1.1. Испытанию должны быть подвергнуты кабельные изделия, не имеющие видимых наружных повреждений и хранившиеся в условиях, указанных в нормативно-технической документации (НТД) на них.

1.1.2. При проведении испытаний на образцах число и длина образцов должны соответствовать требованиям НТД на кабельные изделия.

1.2. Испытание напряжением на проход

1.2.1. Испытанию напряжением на проход должны быть подвергнуты изолированные жилы и провода в процессе наложения изоляции, скрутки жил или в процессе их перемотки, а также оболочки или защитные шланги в процессе их наложения или перемотки.

2. АППАРАТУРА

2.1. Испытание переменным и постоянным напряжением

2.1.1. Испытание должно быть проведено на установке, содержащей источник напряжения, измерительные приборы, отключающие и защитные устройства, приспособления.

2.1.2. Источник напряжения должен обеспечивать получение испытательного напряжения с плавным регулированием.

2.1.3. Источник переменного напряжения должен обеспечивать на испытуемом кабельном изделии синусоидальную форму кривой напряжения с коэффициентом амплитуды ( ±7)%.

2.1.4. Источник постоянного напряжения должен обеспечивать на испытуемом кабельном изделии напряжение, пульсация которого не должна быть более ±5%.

2.1.5. Инструментальная погрешность измерения испытательного напряжения не должна быть более 3%.

2.1.6. Тип специального электрода и требования к нему должны быть указаны в НТД на кабельные изделия.

2.1.7. Установку рекомендуется оснастить автоматическим отключающим устройством, которое в случае перекрытия или пробоя испытуемого кабельного изделия должно автоматически отключить источник напряжения от перекрытого или пробитого испытуемого кабельного изделия в течение не более 0,2 с.

При одновременном испытании нескольких кабельных изделий рекомендуется подключать их через автоматические отключающие устройства, обеспечивающие в случае пробоя отключение отдельных испытуемых кабельных изделий, на которых произошел пробой, без отключения всей испытательной установки.

Между источником высокого напряжения испытательного трансформатора и испытуемым изделием рекомендуется включение резистора, обеспечивающего эффективное гашение собственных колебаний, возникающих в испытательной установке.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Испытание импульсным напряжением

2.2.1. Испытание должно быть проведено на установке, содержащей источник напряжения, измерительные приборы, приспособления.

2.2.2. Тип специального электрода и требования к нему должны быть указаны в НТД на кабельные изделия.

2.2.3. Источник напряжения должен обеспечивать получение испытательного напряжения по амплитуде и форме импульса.

В источнике напряжения применяют одноступенчатые или многоступенчатые генераторы импульсных напряжений. Источник для зарядки рабочей емкости генератора должен обладать достаточной мощностью и возможностью регулировки, обеспечивающей возможность зарядки ступеней генератора до номинального напряжения с частотой не менее одного раза в 60 с. Схема зарядки должна обеспечивать равномерную зарядку отдельных ступеней во времени, равном промежуткам между очередными импульсами.

2.2.4. Инструментальная погрешность измерения испытательного напряжения не должна быть более 3%.

2.2.5. Испытание следует проводить полным импульсом, если в НТД на кабельные изделия не установлены другие требования.

Полный импульс должен иметь следующие параметры:

— длительность фронта . . . (1,2±0,36) мкс

— длительность спада . . . (50+10) мкс

— допуск на амплитуду импульса . . . ±3%

— обозначение импульса . . . 1,2/50

Амплитуда высокочастотных колебаний, возникающих во фронтовой части импульса вблизи амплитуды, не должна превышать 5% амплитуды импульса.

При испытании больших строительных длин кабельных изделий допускается длительность фронта до 5 мкс.

Амплитуды отдельных импульсов серии не должны отличаться более чем на 3% от среднего арифметического значения амплитуд отдельных импульсов.

2.3. Испытание напряжением на проход

2.3.1. Испытание должно быть проведено при помощи установки и электрода согласно схеме, приведенной на чертеже.

1 — токопроводящая жила или металлический покров кабельного изделия; 2 — изоляция, оболочка или защитный шланг; 3 — электрод; 4 — высоковольтный вывод; 5 — установка; 6 — изолятор

Установка и электрод должны соответствовать НТД , утвержденной в установленном порядке.

2.3.2. Электрод должен обеспечивать надежный контакт-касание по всей длине электрода и периметру испытуемой изоляции, оболочки или защитного шланга и не должен вызывать механических повреждений в виде царапин, задиров испытуемой изоляции, оболочки или защитного шланга.

2.3.3. Установка должна обеспечивать на электроде значение испытательного напряжения, предусмотренное НТД на кабельные изделия.

2.3.4. Установка должна обеспечивать получение испытательного напряжения с плавным или ступенчатым регулированием.

2.3.5. Инструментальная погрешность измерения пикового значения испытательного напряжения не должна быть более 5%.

2.3.6. Установка должна обеспечивать сигнализацию пробоев, имеющих длительность 5 мс и более, и возможность одновременного отключения механизма, приводящего в движение испытуемую жилу или кабельное изделие, а также отключение испытательного напряжения.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Испытание переменным и постоянным напряжением

3.1.1. Окружающая среда (воздух, вода), значение давления масла или газа (для маслонаполненных или газонаполненных кабелей), циклы нагрева и другие специальные требования, предъявляемые к образцу перед испытанием, должны быть указаны в НТД на кабельные изделия.

При испытании в воде время выдержки образца в воде до испытания напряжением должно быть не менее 30 мин, если в НТД на кабельные изделия не установлены другие требования.

3.1.2. Испытания проводят при температуре окружающей среды от 5 до 35 °С и относительной влажности не более 80%, если в НТД на кабельные изделия не указаны другие условия.

Время пребывания испытуемого кабельного изделия в вышеуказанных условиях до начала испытания должно быть не менее 1 ч, если в НТД на кабельные изделия не установлены другие требования.

3.1.3. Инструментальная погрешность измерения температуры окружающей среды не должна быть более ±1 °С.

3.1.2, 3.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

3.1.4. Испытуемые кабельные изделия должны быть на концах разделаны или снабжены концевыми муфтами (заделками) для исключения перекрытия по поверхности концов в процессе испытания.

3.1.5. Концы испытуемых кабельных изделий, находящиеся при испытании под напряжением относительно друг друга, должны быть разделены между собой промежутком, исключающим возможность его пробоя под действием испытательного напряжения.

При испытании в воде концы испытуемых кабельных изделий, покрытые изоляцией, должны выступать над поверхностью воды не менее чем на 200 мм, а остальная часть должна быть полностью погружена в воду.

3.1.6. При испытании на металлическом стержне отрезок испытуемого кабельного изделия должен быть намотан в один слой плотно прилегающими друг к другу и стержню витками с натяжением от 5 до 25 Н на 1 мм номинального сечения жилы так, чтобы отдельные витки взаимно не перекрещивались.

Диаметр стержня и число витков устанавливают в НТД на отдельные виды кабельных изделий.

В кабельных изделиях с жилами номинальным сечением 50 мм и выше допускается уменьшение силы натяжения до значения, при котором обеспечивается плотная намотка изделия на стержень и при этом не происходит механического повреждения изоляции.

При испытании в металлической дроби диаметр дроби должен составлять от 1,5 до 3,5 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

3.2. Испытание импульсным напряжением

3.2.1. Перед приложением напряжения должна быть произведена градуировка генератора импульсов. Градуировка производится при напряжении до 60-80% от испытательного.

3.2.2. При испытании полным импульсом при приложении напряжения рекомендуется параллельно испытуемому объекту присоединять шаровой разрядник, установленный на 105% испытательного напряжения. При испытании на шаровом разряднике не должны возникать искровые разряды.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3.2.3. Специальные требования, предъявляемые к подготовке образца к испытаниям, должны быть указаны в НТД на кабельные изделия.

3.2.4. Испытания проводят при температуре окружающей среды от 5 до 35°С и относительной влажности воздуха не более 80%, если в НТД на кабельные изделия не указаны другие условия.

Время пребывания испытуемого кабельного изделия в вышеуказанных условиях до начала испытания должно быть не менее 1 ч, если в НТД на кабельные изделия не установлены другие требования.

3.2.5. Инструментальная погрешность измерения температуры окружающей среды не должна быть более ±1 °С.

3.2.4, 3.2.5. (Измененная редакция, Изм. N 2).