Испытание и диагностика

В связи модернизацией энергосетей, внедрением новых технологий, повышении требований, предъявляемых к качеству электроэнергии, в России всё большее распространение получают кабельные линии 110-500 кВ.

Впрочем, вопрос о безопасной эксплуатации КЛ высокого напряжения остался открытым. У организаций, занимающихся их эксплуатацией нет инструмента для проведения испытаний оборудования на 110-220 кВ. На предприятиях производителях кабеля, качество продукции в заводских условиях проверяется с помощью различных резонансных установок, весьма габаритных по своим размерам и массе. Их применение для испытания КЛ в полевых условиях не представляется возможным.

После прокладки кабельных линий и монтажа кабельных муфт единственным возможным способом проверки работоспособности линии и качества работ монтажных организаций оказалось простое включение линии в работу без нагрузки на 24 часа, что не является испытанием и дает лишь иллюзорные гарантии правильности монтажа линии.

В настоящее время в России на предприятии ООО «Нижегородсетькабель» появилось уникальное оборудование, позволяющее проводить, во-первых, испытание повышенным напряжением и, во-вторых, диагностику КЛ 110-220 кВ на наличие частичных разрядов с определением места их возникновения.

Для начала поясним понятие частных разрядов. ЧР - это электрический разряд, шунтирующий часть изоляции и не вызывающий значительного изменения напряжения между электродами. Однако, в местах образования ЧР проходят процессы старения и разрушения твердой изоляции, что неминуемо приводит к пробою.

Основными местами образования ЧР являются щели и пустоты в муфтах, образовавшиеся как в процессе эксплуатации, так и вследствие неправильно выполненного монтажа.

1. Щель

2. Пустоты

3. Пустоты с проводниками

Диагностика КЛ на наличие ЧР позволяет выявить места разрушения изоляции до наступления пробоя изоляции, и как следствие провести ремонтно-восстановительные работы избегая аварийных режимов работы электросетей

Метод измерения частичных разрядов обладает рядом неоспоримых преимуществ, позволяющих повысить надежность и бесперебойность электроснабжения потребителя.

Данный метод был реализован на базе лаборатории высоковольтных испытаний OWTS 250 HV, позволяющей проводить следующие мероприятия:

испытание изоляции КЛ 110-220 кВ повышенным напряжением;
определение уровня диэлектрических потерь;
выявление и локализация мест дефектов;
неразрушающий метод работы;
предупреждение аварий.

соответствует российским стандартам ГОСТ Р МЭК 60840 и ГОСТ Р МЭК 60067.

Внешний вид установки OWTS 250

1 Блок делителя

2 Катушка индуктивности

3 Блок переключателя

4Блок источника высокого напряжения

5 Ноутбук

6 Блок включения/отключения

В состав установки входит катушка индуктивности, в совокупности с емкостью КЛ мы получаем колебательный контур, генерирующий осциллирующее затухающее гармоническое напряжение с пиковым значением 250 кВ.

Принцип работы установки OWTS.

При подаче гармонического осциллирующего напряжения лаборатории OWTS HV250, измеряется уровень частичных разрядов, возникающих в линии. По результатам компьютерной обработки данных с помощью специального программного обеспечения можно получить информацию о величине диэлектрических потерь в кабеле, построить карту распределения ЧР, обнаружить и локализовать места их образования. Места локализации ЧР указывают на наличие мест с дефектами в изоляции, а их величина, интенсивность, порог зажигания на степень их опасности.

Ниже показаны карты распределения ЧР на одной из линий. На диаграмме видно, что ЧР сконцентрированы на расстояниях 320 и 780 метров. Это говорит о наличии слабых мест в этих точках. Анализ этих данных позволяет сделать выводы об остаточном ресурсе изоляции, необходимости проведении ремонтных работ на линии, сроках проведения повторного диагностического испытания.

Карта распределения частичных разрядов

В процессе испытания постоянно контролируется величина диэлектрических потерь.

Диаграмма динамики диэлектрических потерь

Работа на линии 110 кВ в городе Санкт-Петербурге

Работа в тяжелых погодных условиях и стесненных помещениях

В декабре 2010 года сотрудниками ООО «Нижегородсетькабель» были проведены первые в России испытания кабельных линий 220 кВ в городе Москва на линии «ТЭЦ-21 – Дубнинская 1». За прошедшие с того момента время нашими сотрудниками было проведено 47 испытания КЛ 110-220 кВ в Москве, Московской области, Санкт-Петербурге, Казани, подтвердивших действенность данного метода на практике.

Номинальное напряжение, кВ	Количество линий	Протяженность, м	Общее количество муфт	Места скопления ЧР в муфтах	% КЛ с обнаружен-ными ЧР
110 кВ	19	44541	144	2	10,5%
220 кВ	28	95604	288	10	17,9%

Практика наших испытаний показывает, что до 18% КЛ содержат места концентрации ЧР. Зарубежный опыт проведения диагностических испытаний и наши исследования говорят, что в первую очередь это связано с нарушением технологического процесса при прокладке КЛ и последующем монтаже соединительной арматуры. Необходимы испытания и контроль качества электромонтажных работ.

Находящийся у нас инструмент способен испытывать КЛ повышенным напряжением в полевых условиях, труднодоступных местах и ограниченных пространствах.

Появление новых объектов в энергетике потребовало изменения старых и внедрения новых нормативных документов. Таким образом, 1 июля 2012 года Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии были введены в действие новые ГОСТы: ГОСТ Р МЭК 60840-2011 «Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 30 кВ (Um=36 кВ) до 150 кВ (Um=170 кВ). Методы испытания и требования к ним» и аналогичный ему ГОСТ Р МЭК 62067-2011 «Кабели силовые с экструдированной изоляцией и арматура к ним на номинальное напряжение свыше 150 кВ (Um=170 кВ) до 500 кВ (Um=550 кВ). Методы испытания и требования к ним».

Данные нормативные документы требуют обязательных испытаний кабельных линий с экструдированной изоляцией и арматурой к ним, на номинальное напряжение 35-220кВ.

При вводе кабеля в эксплуатацию является необходимым:

-испытания повышенным напряжением;

-определение уровня частичных разрядов;

-определение диэлектрических потерь.

Подводя итог, хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что лаборатория высоковольтных испытаний OWTS HV250 представляет собой универсальный инструмент, позволяющий проводить испытания повышенным напряжением КЛ 110-220кВ. А уникальность её заключается в богатом наборе диагностических возможностей, благодаря которым для заказчика помимо проведения испытания формируется отчет о техническом состоянии КЛ, готовности к эксплуатации, наличии проблемных мест и степени опасности выявленных дефектов изоляции, даются рекомендации по дальнейшей эксплуатации.

Наша организация, ООО «Нижегородсетькабель», рада предложить Вам техническую помощь по проведению диагностических испытаний повышенным напряжением кабельных линий 110-220 кВ посредством лаборатории OWTS 250 HV.