КОМПЛЕКСНАЯ ДИАГНОСТИКА

Учитывая отсутствие эффекта самозалечивания изоляционной системы КПИ, представляется актуальным своевременное выявление электрически ослабленных мест.
После диагностического обследования и всестороннего анализа основных количественных характеристик диагностируемых параметров (напряжения зажигания частичных разрядов (ЧР), выделяемая ЧР энергия, tg и т.д.) эксплуатационному персоналу необходимо выдать следующую информацию: максимально достоверный прогноз остаточного ресурса кабеля; рекомендации по дальнейшим условиям эксплуатации кабеля; сроки проведения последующего диагностического обследования; какие в будущем должны быть параметры профилактических испытаний диагностируемого кабеля.

При каждом электрическом пробое изоляции кабеля возникает аварийный режим эксплуатации и необходимость монтажа соединительной муфты, поэтому для КПИ особенно важно отслеживать динамику деградации изоляции и своевременно предупреждать их выход из строя. В настоящее время применительно к КПИ нет единой точки зрения на алгоритм и методику проведения неразрушающих методов профилактических испытаний и диагностического обследования. Актуально применение для КПИ щадящих методов профилактики и диагностики, поскольку использование «жестких» методов может усугубить фактическое состояние СПЭ-изоляции и снизить его наработку.

Сегодня у эксплуатационного персонала РКС появляется уникальная возможность осуществлять мониторинг «текущего здоровья» КПИ с самого начала его ввода в эксплуатацию. Зарубежный и относительно небольшой отечественный опыт эксплуатации КПИ среднего напряжения показал, что снижение электрической прочности СПЭ-изоляции зависит не только от исходного качества кабелей (которое может несколько отличаться у разных предприятий-изготовителей), но и от конкретных условий эксплуатации (квалификации монтажного персонала; способа прокладки кабеля в специальных местах; амплитудно-временных параметров воздействующих перенапряжений; режима заземления нейтрали, параметров диагностических и профилактических испытаний).

Таким образом, имея, с одной стороны, на основе постоянного мониторинга информацию о том, каким эксплуатационным воздействиям подвергается кабель с самого начала его эксплуатации, а с другой стороны, на основе диагностического обследования информацию о фактическом состоянии его «здоровья», можно с достаточным основанием прогнозировать реальный остаточный ресурс кабеля.

Следует отметить, что определение остаточного ресурса КПИ, работающего в полевых условиях, задача достаточно сложная и не имеющая однозначного решения. Это связано с многообразием эксплуатационных факторов, воздействующих на КПИ, и определенными трудностями по выявлению наиболее информативных параметров, адекватно отражающих процессы деградации СПЭ-изоляции. Очевидно, что только при комплексном подходе, аккумулирующем все информационно-значимые факторы, возможно достоверно оценить оставшийся ресурс электрической прочности КПИ.

Современное развитие микропроцессорной техники создает хорошие предпосылки для соединения в единый автоматизированный комплекс системы мониторинга аварийных событий и online-диагностики, который позволит по сравнению с периодическими обследованиями оперативно получать информацию о состоянии изоляционной системы КПИ, своевременно реагировать и давать возможность эксплуатационному персоналу превентивно принимать меры по предотвращению выходя кабеля из строя. К сожалению, эффективное использование online-диагностики ограничено недостаточно полными разработками по определению критериев признаков дефектов, их пороговых (количественных) значений, а также алгоритмов по оценке динамики развития выявленных дефектов. Вместе с тем научный прогресс в области выявления основных факторов деградации СПЭ-изоляции позволяет надеяться, что в ближайшем будущем будут разработаны формализованные критерии оценки фактического состояния изоляционной системы КПИ, представляющие собой физико-математические модели исправного, дефектного (но работоспособного) и аварийного (требующего замены) кабеля.

ИСПЫТАНИЯ

В настоящее время для КПИ нет четко прописанных рекомендаций по испытанию кабелей после монтажа и проведению профилактических испытаний в процессе эксплуатации кабелей. Тем не менее, в каталогах и инструкциях по эксплуатации отечественных и зарубежных предприятий-изготовителей даются рекомендации по испытанию КЛ после их монтажа. Согласно этим данным, после полного монтажа КЛ рекомендуется провести испытания КПИ напряжением 3U0 частотой 0,1 Гц в течение 15 минут, или постоянным напряжением 4U0 в течение 15 минут, или переменным номинальным напряжением U0 в течение 24 часов, приложенным между жилой и металлическим экраном (где U0 – номинальное напряжение кабельной линии). Для сравнения в [8] рекомендуется проводить приемосдаточные испытания КПИ выпрямленным напряжением 6U0 в течение 10 минут.

После присыпки мелким грунтом или песчано-гравийной смесью защитная оболочка КПИ должна быть испытана постоянным напряжением 10 кВ, приложенным между металлическим экраном и заземлителем в течение 10 минут.

Основным назначением испытания кабеля повышенным выпрямленным напряжением является доведение ослабленного места в них до пробоя с целью предотвращения аварийного выхода КЛ в эксплуатации. Согласно [8] в процессе эксплуатации длительность приложения полного испытательного напряжения составляет 5 минут, а периодичность проведения профилактических испытаний и уровень испытательных выпрямленных напряжений зависят от времени эксплуатации и технического состояния кабеля. Следует отметить, что в настоящее время нет единой точки зрения на уровень испытательного выпрямленного напряжения, поскольку после успешно проведенных испытаний мы можем нанести в виде остаточных явлений «травму» СПЭ-изоляции и тем самым способствовать снижению ее электрической прочности.

НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА

Нормативно-техническая документация (НТД) по кабельным линиям на основе кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (КБПИ) имеет довольно хорошую проработку. Вместе с тем в силу относительной новизны разработка единой и гармонизированной с международными стандартами НТД для КПИ практически отсутствует, имеются лишь разрозненные инструкции различных предприятий-изготовителей по сооружению и эксплуатации КПИ, что влияет на надежность функционирования электросетевого комплекса напряжением до 35 кВ. Отрадно, что в настоящее время под эгидой ОАО РАО «ЕЭС России» при участии, в том числе и кафедры ТЭВН НГТУ начаты разработки стандартов организации «Силовые кабельные линии напряжением 0,4–35 кВ. Условия создания. Нормы и требования» и «Силовые кабельные линии напряжением 0,4–35 кВ. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования», которые устанавливают единые нормы и требования для КЛ среднего напряжения и обязательны для применения в электрических сетях ОАО РАО «ЕЭС России», научно-исследовательскими, проектными, ремонтными, строительно-монтажными и наладочными организациями.