Испытания и диагностика
В настоящее время кабельные линии 110-220 кВ прочно вошли в энергетику и заняли своё место в электрохозяйствах многих передовых производств и городов. Это привело к появлению и внедрению новейших современных разработок по анализу физического состояния передающей электроэнергию КЛ, получили развитие инструменты и методы, позволяющие прогнозировать аварии и безопасно эксплуатировать электрооборудование.
Тем не менее, абсолютное большинство вновь вводимых КЛ 110-220 кВ проверяются лишь включением под номинальное напряжение без нагрузки на 24 часа. На практике нам не раз встречались КЛ, выходившие из строя после подобных "испытаний".
В настоящее время в России на предприятии ООО "Нижегородсетькабель" работает электролаборатория позволяющая проводить испытания повышенным напряжением и 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 ЧР обладает рядом неоспоримых преимуществ позволяющих повысить надежность и бесперебойность электроснабжения потребителя. Данный метод соответствует требованиям стандартов ГОСТ Р МЭК 60840 и ГОСТ Р МЭК 60067 и реализован на базе лаборатории высоковольтных испытаний OWTS 250 HV позволяющей проводить:
- испытание изоляции КЛ 110-220 кВ повышенным напряжением;
- определение уровня диэлектрических потерь;
- выявление и локализация мест дефектов изоляции;
- предупреждение аварий.
1. Блок делителя
2. Катушка индуктивности
3. Блок переключателя
4. Блок 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.
При подаче гармонического осциллирующего напряжения лаборатории OWTS HV250 измеряется уровень ЧР 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, их величина - на 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.
В процессе испытания постоянно контролируется величина диэлектрических потерь.
В декабре 2010 года специалистами 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 проведены испытания КЛ 110-220 кВ в Москве, Московской области, Санкт-Петербурге, Казани, Сочи, Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Краснодаре подтвердившие действенность данного метода на практике.
|
Номинальное напряжение, кВ |
Количество линий |
Места скопления ЧР в муфтах |
% КЛ с обнаруженными ЧР |
|
110 кВ |
156 |
26 |
16,7% |
|
220 кВ |
43 |
14 |
20,9% |
Практика наших испытаний показывает, что до 20% 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 кабельной арматуры. Необходимы испытания и контроль качества электромонтажных работ.
|
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, а 19 сентября 2017 года переработаны новые ГОСТы: ГОСТ Р МЭК 60840-2017 "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 62067-2017 "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". Стандарты организаций: СТО 56947007-29.060.20.170-2014 "Силовые кабельные линии напряжением 110-500 кВ. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования". Данные нормативные документы требуют обязательных испытаний кабельных линий с экструдированной изоляцией и арматурой к ним, на номинальное напряжение 35-220 кВ. |
 |