Техническое обслуживание кабельных линий: надзор за кабельными линиями, контроль за нагрузками и нагревом кабельных линий,коррозия металлических обмоток кабелей и меры защиты от нее. Определение мест повреждений силовых кабельных линий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ставропольского края

"Невинномысский энергетический техникум"

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА ПО ПРАКТИКЕ

На тему:

«Техническое обслуживание кабельных линий: надзор за кабельными линиями, контроль за нагрузками и нагревом кабельных линий,коррозия металлических обмоток кабелей и меры защиты от нее. Определение мест повреждений силовых кабельных линий»

Автор: Студент 2 курса

Костин Илья Романович

Преподаватель-проверяющий :

Наталия Викторовна Озина

г. Невинномысск 2020

1)Надзор за кабельными линиями

1. Надзор за трассами КЛ, кабельными сооружениями и КЛ в целях проверки их состояния и соблюдения правил охраны электрических сетей производится периодическим обходом и осмотром оперативным персоналом или специально выделенными для этого монтерами, инженерно-техническим персоналом в сроки, предусмотренные ПТЭ и местными инструкциями.

2. Внеочередные обходы и осмотры производятся в период паводков и после ливней, а также при отключении линий релейной защитой.

3. При обходах и осмотрах трасс кабельных линий, проложенных на

открытых территориях, необходимо:

проверять, чтобы на трассе не производились не согласованные с энергопредприятием работы (строительство сооружений, раскопка земли, посадка растений, устройство складов, забивка свай, столбов и т.п.), а также чтобы не было завалов трасс снегом, мусором, шлаком, отбросами, не было провалов и оползней грунта;

осматривать места пересечения кабельных трасс с железными дорогами, обращая внимание на наличие предупредительных плакатов и на надежное металлическое соединение рельсов электрифицированных железных дорог в местах стыков;

осматривать места пересечения кабельных трасс шоссейными дорогами, канавами и кюветами;

осматривать состояние устройств и кабелей, проложенных по мостам, дамбам, эстакадам и другим подобным сооружениям;

проверять в местах выхода кабелей на стены зданий или опоры воздушных линий электропередачи наличие и состояние защиты кабелей от механических повреждений, исправность концевых муфт.

4. При обходах и осмотрах трасс закрытых территориях, кроме выполнения рекомендаций п. 5.3, необходимо:

при выявлении нарушений правил охраны электрических сетей на трассах линий вручать предписание об их устранении;в случае выявления не устраненных, в установленный при предыдущем осмотре срок недостатков составлять протокол о нарушении.

5. Осмотр кабельных сооружений и КЛ, проложенных в кабельных сооружениях, должен производиться специально выделенным персоналом электростанции или электрической сети.

При осмотре кабельных сооружений и КЛ, проложенных в кабельных сооружениях, необходимо:

проверять внешнее состояние соединительных муфт и концевых муфт;

проверять, нет ли смещений и провесов кабелей, соблюдены ли предусматриваемые ПУЭ расстояния между кабелями;

проверять исправность освещения;

измерять температуру воздуха в помещениях;

проверять исправность устройств сигнализации и пожаротушения;

проверять состояние строительной части, дверей, люков и их запоров, крепежных конструкций, наличие разделительных несгораемых перегородок и плотности заделки кабелей в местах прохода через стены, перекрытия и перегородки;

проверять наличие и правильность маркировки кабелей;

проверять, нет ли посторонних предметов, строительных и монтажных материалов, обтирочных концов, тряпок, мусора и пр.;

проверять, не проникают ли грунтовые и сточные воды, нет ли технологических отходов производства.

6. В случаях, когда кабельные сооружения и распределительные устройства или подстанции принадлежат разным организациям, осмотр концевых участков и концевых муфт кабельных линий в РУ и ПС должен производиться представителями этих организаций.

7. Результаты обходов и осмотров оформляются следующим образом:

7.1. Результаты обходов и осмотров КЛ, их трасс и кабельных сооружений регистрируются в журнале по обходам и осмотрам. Кроме того, все обнаруженные дефекты на трассах кабельных линий должны быть записаны в журнал дефектов и неполадок или в карты дефектов.

7.2. При выявлении дефектов, требующих немедленного устранения, производящий обход и осмотр обязан немедленно сообщить об этом своему непосредственному начальнику, дежурному персоналу организации, эксплуатирующей КЛ и ответственному персоналу предприятия (организации) - владельца электроустановки.

7.3. Результаты осмотра трасс КЛ инженерно-техническим персоналом регистрируются в журнале дефектов и неполадок или в карте дефектов.

7.4. При обнаружении на трассе КЛ производства земляных работ, выполняемых без разрешения предприятия (организации) владельца кабельной сети, а также других нарушений действующих правил охраны электрических сетей производящий обход и осмотр должен принять меры по предотвращению выше указанных нарушений, сообщить об этом своему непосредственному начальнику и сделать запись в журнале обходов и осмотров.

7.5. Результаты осмотров открыто проложенных КЛ и кабельных сооружений регистрируются инженерно-техническим персоналом, производящим осмотр, соответственно в паспортах данного сооружения и в журнале дефектов и неполадок кабельных линий.

7.6. При обнаружении дефектов в результате осмотров концевых участков кабелей и концевых муфт в распределительных устройствах электростанций и подстанций сведения о них передаются владельцу.

2)контроль за нагрузками и нагревом кабельных линий

В условиях эксплуатации важно знать не только расчетные длительно допустимые нагрузки, но и фактическое их значение на любой момент времени, что достигается измерением нагрузок эксплуатационным персоналом.

Измерение нагрузок осуществляется по щитовым амперметрам, а при их отсутствии -- с помощью переносных приборов (амперметров и токоизмерительных клещей); практикуется также установка самопищущих приборов; показания приборов записываются дежурным персоналом в суточную ведомость нагрузок на каждый час.

Период времени для проведения измерений выбирается с таким расчетом, чтобы величина измеряемой нагрузки была максимальной.

Корректировка допустимых нагрузок по нагреву

Наилучшим способом контроля нагрузок кабелей является проверка соответствия их допустимым температурам.

Предельно допустимая температура нагрева кабеля имеет большое значение, так как от нее зависят нагрузочная способность, срок службы и надежность работы кабеля.

Каждый вид изоляции кабеля рассчитан на определенную длительно допустимую температуру, при которой старение изоляции проходит медленно. Превышение температуры нагрева кабеля выше допустимой ускоряет процесс старения изоляции и сокращает срок службы кабеля.

При нагревании кабеля наиболее быстрому старению подвергается бумажная изоляция, механическая прочность и эластичность которой при этом понижаются. Длительно допустимые температуры для силовых кабелей стационарной прокладки приведены в табл.

При включении кабеля под нагрузку вначале нагреваются его жилы, а затем изоляция и оболочка. Опытными измерениями установлено, что перепад температуры между жилой и оболочкой кабеля напряжением 6 кВ примерно 15 °С, а для кабелей 10 кВ -- 20 °С. Поэтому в практических условиях обычно ограничиваются измерением температуры оболочки, учитывая, что температура жилы кабеля выше на 15--20 °С.

Температуру нагрева жил можно определить и расчетным путем по формуле

где tо6 -- температура на оболочке кабеля, °С; I -- длительная максимальная нагрузка кабеля, А; п -- число жил кабеля; с -- удельное сопротивление меди или алюминия при температуре, близкой к температуре жилы, Ом*мм2/м; SK -- сумма тепловых сопротивлений изоляции и защитных покровов кабеля, Ом (определяется по справочнику); q -- сечение жилы кабеля, мм2.

Контроль за нагревом кабелей в процессе эксплуатации осуществляется измерением температуры свинцовой или алюминиевой оболочки, или брони в тех местах кабельной трассы, где предположительно кабельная линия может иметь перегрев против допустимых температур. Такими местами могут быть прокладки вблизи теплопроводов, в среде с большим тепловым сопротивлением (шлак, трубы и т. п.), где создаются неблагоприятные условия для охлаждения кабельной линии.

Измерение температуры на поверхности кабелей, проложенных в земле, рекомендуется производить термопарами. Для установки термопар на трассе кабеля отрывают котлован размером 900х900 мм с углублением 150--200 мм в одной из стенок котлована по оси кабеля. После удаления наружного покрова, очистки брони от коррозии создают надежный контакт (легкоплавким припоем или фольгой) с проводом термопары.

Измерение температуры на поверхности работающего кабеля

Измерительные провода выводят через газовую трубу и подключают к специальным ящикам, после чего котлован засыпают землей. Схема измерения температуры на поверхности кабеля приведена на рис. 113. Измерение температуры на поверхности контролируемых кабелей с одновременным измерением токовых нагрузок производят в течение суток через 2--3 ч. Если в результате измерений окажется, что температура жилы кабеля на отдельных участках превышает допустимую, необходимо или снизить токовую нагрузку на кабель, или принять меры к улучшению условий его охлаждения. В некоторых случаях целесообразно заменить перегревающийся участок линии кабелем большого сечения.

Измерение температуры кабелей, проложенных открыто в кабельных сооружениях, можно производить обычным лабораторным термометром, укрепляя его на оболочках кабеля. Необходимо вести тщательный контроль за температурой окружающего воздуха и работой вентиляции в кабельных сооружениях. Контроль за нагревом кабелей производят по мере необходимости.

3)коррозия металлических обмоток кабелей и меры защиты от нее

Металлические оболочки кабелей в процессе их эксплуатации разрушаются в результате химического (почвенная коррозия) или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Открыто расположенные кабели достаточно надежно защищаются от коррозийного воздействия окружающего воздуха путем нанесения на броню или оболочку слоя лака либо краски.

Интенсивность почвенной коррозии, зависящая от состава и влажности грунта, может быть оценена по значению электрического сопротивления грунта. Грунт с высоким электрическим сопротивлением (удельное сопротивление более 20 Ом на метр) не вызывает сильной коррозии, поэтому при проектировании стремятся выбрать трассу кабельной линии, имеющую малоагрессивный грунт.

Источники и причины коррозии металлических оболочек кабелей

Наиболее опасным источником коррозии для кабельных линий является электрифицированный на постоянном токе железнодорожный транспорт, трамвай, метро, где рельсы используются, как токопроводы.

Например, питание троллейного провода городского трамвая производится от положительного полюса тяговой подстанции. Отрицательный полюс присоединяется кабельными линиями к различным точкам рельсовых путей, которые называют отсасывающими пунктами.

К отсасывающим пунктам стекаются по рельсам обратные токи трамвайной сети. Так как рельсы не изолированы от земли, проходящий по ним ток частично ответвляется в землю и идет по пути наименьшего сопротивления к месту расположения отсасывающих пунктов. Если в зоне действия этих токов имеются кабельные линии, металлические оболочки которых являются хорошими проводниками, то блуждающие токи из земли переходят в оболочки кабелей и образуют катодную зону с отрицательным потенциалом, а вблизи отсасывающих пунктов выходят из них и образуют анодную зону с положительным потенциалом.

Коррозия оболочек кабелей происходит в анодной зоне, так как именно здесь выделяется кислород, который окисляет и разъедает метал оболочки кабеля.Определение зон производится путем измерения потенциала на оболочках кабелей по отношению к земле. Положительный потенциал свидетельствует о наличии анодной зоны, отрицательный - катодной зоны.

Для бронированных силовых кабелей со свинцовыми оболочками, проложенных в малоактивных грунтах (удельное сопротивление более 20 Ом на метр), среднесуточная плотность тока утечки в землю не должна превосходить 14 мА/м2. В противном случает требуются меры защиты оболочек кабелей от коррозии. Для голых освинцованных кабелей анодные зоны считаются опасными независимо от плотности блуждающих токов. 

Способы защиты металлических оболочек кабелей от коррозии и блуждающих токов

кабельный линия ток

Для защиты металлических оболочек кабелей от блуждающих токов, помимо устранения нарушений в выполнении и эксплуатации рельсовой и отсасывающей сетей электрифицированного транспорта, применяют катодную поляризацию, электрический дренаж и протекторную защиту.

Катодная поляризация

Катодная поляризация заключается в том, что на оболочке кабелей от внешнего источника создается отрицательный потенциал, препятствующий переходу тока из рельсов на оболочку кабеля

Электрический дренаж

Электрический дренаж состоит в отводе блуждающих токов от металлических оболочек кабелей к источнику этих токов.

Протекторная защита

Протекторная защита обеспечивает соединение металлических оболочек кабелей с электродом из магнитных сплавов, заложенным в земле и имеющим более высокий потенциал (около 1,5 В), чем оболочки кабелей. Ток, возникший под влиянием разности потенциалов, замыкается между протектором (электродом) и оболочкой кабеля. Защитная зона протекторной защиты составляет около 70 м.

Схема катодной защиты металлической оболочки кабеля от коррозии: 1 -- анодное заземление, 2 -- проводник, 3 -- источник постоянного тока (катодная станция) , 4 -- проводник, 5 -- точка дренажа (контактный узел), 6 -- оболочка кабеля, 7 -- электромагнитные силовые линии.

4)опрделение мест повреждений силовых кабельных линий

При повреждении кабельной линии определяют предварительно зону повреждения, а затем уточняют и выявляют место повреждения, применяя в зависимости от характера повреждения индукционный, акустический, петлевой, емкостный, импульсный методы или метод колебательного разряда (рис. 1 и 2).

Индукционный метод (см. рис. 1,а) применяется при пробое изоляции между двумя или тремя жилами кабеля и малом переходном сопротивлении в месте пробоя. Метод основан на принципе улавливания сигналом на поверхности земли при пропуске по кабелю тока 15--20 А частотой 800--1000 Гц. При прослушивании над кабелем слышно звучание (наиболее сильное -- над местом повреждения и резко снижающееся за местом повреждения).

Для поиска применяют прибор типа КИ-2М и др., ламповый генератор 1000 Гц с выходной мощностью 20 ВА (типа ВГ-2) для кабелей длиной до 0,5 км, машинный генератор (типа ГИС-2) 1000 Гц, мощностью 3 кВА (для кабелей длиной до 10 км). Индукционным методом определяют также трассу кабельной линии глубину заложения кабеля и место расположения муфт.

Рис. 1. Методы (схемы) определения места повреждения кабельной линии: а -- индукционный, б -- акустический, в -- петлевой, г -- емкостный

Рис. 2. Изображение на экране прибора ИКЛ места повреждения в кабельной линии: а -- при коротком замыкании жил кабеля, б -- при обрыве жил кабеля.

Акустический метод (см. рис. 1,б) используют для определения непосредственно на трассе места всех видов повреждений кабельной линии при условии создания в этом месте звукового удара, воспринимаемого на поверхности земли при помощи акустического аппарата.

Для создания электрического разряда в месте повреждения кабеля должно быть сквозное отверстие, образуемое при прожигании кабеля газотронной установкой, а также достаточное переходное сопротивление для образования искрового разряда. Искровые разряды создаются генератором импульсов, а воспринимаются приемником звуковых колебаний типа АИП-3, АИП-Зм и др. 

Петлевой метод (см. рис. 1,в) применяется в случаях, когда жила с поврежденной изоляцией не имеет обрыва, одна из неповрежденных жил имеет хорошую изоляцию, а величина переходного сопротивления в месте повреждения не превышает 5 кОм. При необходимости снижения величины переходного сопротивления изоляцию дожигают кенотроном или газотронной установкой.

Питание схемы -- от аккумулятора, а при больших переходных сопротивлениях -- от сухой батареи БАС-60 или БАС-80. Для определения места повреждения на одном конце кабеля соединяют неповрежденную жилу с поврежденной, а на другом конце к этим жилам присоединяют измерительный мост с гальванометром, питаемых аккумулятором или батареей. Уравновешивая мост, определяют место повреждения по формуле

где Lх -- расстояние от места измерения до места повреждения, м, L -- длина кабельной линии (если линия состоит из кабелей разного сечения, длину приводят к одному сечению, эквивалентному сечению наибольшего отрезка кабеля), м, R1, R2 -- сопротивления плеч моста, Ом.

Отклонение стрелки прибора в обратном направлении при перемене концов проводов, присоединяющих прибор к жилам, свидетельствует о том, что повреждение находится в самом начале кабеля со стороны места измерения.

Емкостным методом (см. рис. 1,г) определяют расстояния до места повреждения при обрыве жил кабеля в соединительных муфтах. При обрыве одной жилы измеряют ее емкость C1 сначала с одного конца, а затем емкость C2 этой же жилы с другого конца, после чего делят длину кабеля пропорционально полученным емкостям и определяют расстояние до места повреждения lх, пользуясь формулой

При глухом заземлении поврежденной жилы с одного конца измеряют емкость одного участка и целой жилы , а затем определяют расстояние до места повреждения по формуле

Если емкость С1 оборванной жилы можно замерить только с одного конца, а остальные жилы имеют глухое заземление, то расстояние до места повреждения можно определить по формуле

где Сo -- удельная емкость жилы для данного кабеля, принимаемая по таблицам характеристик кабелей.

Для измерения емкостным методом применяют генераторы частотой 1000 Гц и мосты: постоянного тока (только при чистом обрыве жил) и переменного тока

Импульсным методом (см. рис. 2) определяют место и характер повреждения. Метод основан на измерении прибором ИКЛ интервала времени tх, мкс, между моментом подачи импульса и приходом его отражения, определяемого из равенства

где n -- количество масштабных отметок на экране прибора ИКЛ,

c --цена деления масштабной отметки, равная 2 мкс.

Расстояние lх от начала линии до места повреждения находят, приняв скорость распространения v импульса по кабелю равной 160 м/мкс, по формуле

Метод колебательного разряда применяется для выявления «заплывающих» пробоев изоляции, возникающих в кабельных муфтах вследствие образования в них при испытаниях полостей, играющих роль искровых промежутков. Для определения места пробоя на поврежденную жилу подают напряжение от кенотронной установки, а по показаниям прибора (ЭМКС-58 и др.) определяют расстояние до места пробоя.

Размещено на Allbest.ru