Испытание кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена

Основная характеристика испытательных мероприятий кабельных линий под напряжением СНЧ

С целью проведения диагностики кабельных линий с полиэтиленовой изоляцией следует использовать напряжение сверхнизкой частоты. Подобного рода проверки прямо не воздействуют на сам изоляционный материал, а кабель не рискует утратить своего функционального назначения.

Посредством установки СНЧ в КЛ подается напряжение, частота которого составляет 0,1 Герц. Испытательные работы проводятся под уровнем напряжения в 3 Uo, которое соответствует международным стандартам отрасли, либо же 6 Uo (установлено российским нормативом).

Путем использования СНЧ напряжения в виде конуса или прямоугольника, поврежденные участки кабельных линий с полиэтиленовой изоляцией или изоляцией из масляной бумаги оперативно принимают состояние пробоя. При этом не требуется оказывать излишнее напряжение на изоляционный материал кабеля.
Главная причина повышения частотной разрядности в ходе использования КЛ с полиэтиленовой изоляцией служит увеличение водяных триингов в изоляционном материале.

Методология изготовления изоляционного материала из полиэтилена зародилась в 1970 годах. Способ сшивки представляет собой изготовление решеток пространственного типа, создающихся путем создания продольных и поперечных типов связи между полимерными молекулами. В результате прочность материала значительно повышается, как и устойчивость его к высоким температурам.


Как и следовало ожидать, функциональные свойства изоляционного полиэтилена постепенно снижаются по мере его старения. Главной предпосылкой данного факта является водный триинг - полимерный дефект, получающий развитие в ходе производственных повреждений изоляционного материала. Распространяется в процессе губительного воздействия на материал электрополя и воды.

Помимо жидкости в изоляционный материал поступают вредные для него вещества. Они разрушают соединения полимеров, в итоге образуя микрополость. Она является своеобразной емкостью для скопления жидкости. Находясь под действием электрополя, водные молекулы соединяются в древовидные объединения, которые направляются по силовым линиям электрополя. Данные соединения и принято называть водными триингами.

Науке известны следующие разновидности губительных водных соединений:

• бант (образуется в изоляционном материале, наполненном жидкостью, либо при вхождении в состав инородного вещества);
• веер (образуется с покрытия проводящих электричество экранов).

Надежность изоляционного материала при воздействии на него водного триинга значительно понижается, особенно в участках их развития. В итоге на пораженных участках растет напряжение, в ходе чего триинг распространяется все сильнее.

С данной проблемой в 1970-е гг сталкивались буквально все. кабельные линии с изоляцией из полиэтилена поголовно выходили из строя в связи с возникновением водного триинга. В ходе исследовательских работ выяснилось, каков алгоритм возникновения водного объединения, как именно он развивается в материале изоляции. Исследования позволили включить в состав материала особые компоненты, способствующие повышенной стойкости полиэтилена к воздействию триинга.

На сегодняшний день различают несколько основных методов понижения деструктивной способности триинга на характеристики изоляционного материала:

• в соответствии с одной теорией, в состав полиэтилена нужно ввести особые химические компоненты, позволяющие получить устойчивый к триингу материал - ТСПЭ;
• если верить иной концепции, требуется создание макромолекул, которая кроме самого этилена содержит порядка 6 % иных химических веществ. Как результат, должен получиться полиэтиленовый материал сшитого сополимерного типа (ССПЭ).

Возникает вопрос: возможно ли обнаружить такое повреждение КЛ высоким постоянным напряжением, проложенным сквозь жилу и экран? Нет, ввиду того, что данное повреждение фактически не лишает материал изоляции его целостной структуры. Помимо этого, в зарубежных странах были произведены масштабные исследования, в ходе которых было доказано: диагностика КЛ высоким напряжением не только не дает адекватных результатов, но и оказывает губительное воздействие на состояние изоляционного материала.

Было также выяснено, что диагностика ВПН значительно сокращает долговечность кабельных линий, и существенно повышает интенсивность образования водного триинга. Как альтернатива, может применяться иной способ проверки состояния КЛ с полиэтиленовой изоляцией, который не окажет на них столь вредного воздействия:

• измерительные мероприятия по разрядности;
• замер Тангенса Дельта с частотой 0,1 герц;
• замер емкости и тангенса в частотах 0,1-0,002 герц.

Комплекс произведения испытательных мероприятий на СНЧ должен соответствовать ряду определенных требований:

• повторение должно осуществляться с частотой настолько низкого уровня, чтобы силы высвобождения любого частичного разряда была так мала, дабы не вызывала последующей деструкции. Как итог, не должно возникнуть повышения газового давления;
• полярность должна сменяться довольно неспешно с одной из сторон для того, чтобы избежать всевозможных переходных процессов, которые часто вызываются бегущей волной. Это нужно для того, чтобы оставить неизменной пространственную зарядность в частичной разрядности.

Если комплекс будет полностью соответствовать вышеуказанным условиям, система может сгенерировать частотные колебания 0,1 герц при полярной смене полуволн в 50 герц. Последующие циклы должны начинаться с зарядной фазы, которая контролирует объект. Система СНЧ направлена на проверочные и испытательные мероприятия относительно современных используемых силовых кабельных линий, а кроме того для проведения плановых работ КЛ с масляной бумажной изоляцией и полиэтиленовой изоляцией.

Основные отличительные черты СНЧ системы следующие:

• частотность проверочного напряжения является сверхнизкой и составляет всего 0.1 герц;
• проверочный ток сверхмалого уровня.

Данные особенности служат фундаментальными для всей установки. Они являются решающим звеном в ходе диагностики масляной бумажной изоляции и КЛ с полиэтиленовой изоляцией.

Диагностика КЛ установкой СНЧ надежно убережет кабели от дефектов и деструкции на время проверочных работ. В особенности это важно для КЛ с полиэтиленовой изоляцией, ведь диагностика данного кабеля постоянным напряжением влечет процессы поляризации полиэтиленовых молекул, а ка итог - к возникновению повреждений в материале изоляции. Долговечность КЛ будет стоять под вопросом.

Как реализуется диагностика СНЧ установкой

Разумеется, проведение диагностики на сверхнизкой частоте предполагает определенный круг подготовительных дейтсвий и наличия некоторых специализированных устройств. Чтобы данный вид плановых проверочных работ был выполнен корректно, нужно располагать особым комплектом, в состав которого входят устройства:

• испытательные комплекты СНЧ PGT;
• испытательный комплект для изоляционного материала InetrShealth;
• зонд для выявления дефективных участков LS-M.

Комплексы сверхнизкой частотности напряжения PGT

На сегодняшний день все более популярным становится вопрос диагностики и выявления дефектов КЛ с полиэтиленовой изоляцией. Особенностью рассматриваемых КЛ является то, что привычные способы проведения проверочных работ (которые, как правило, проводят с применением ППН) не являются приемлемыми для полиэтиленового покрытия изоляции, а также способны приводить к образованию водного триинга - губительного для КЛ соединения.
В итоге все вышеописанное может привести к стремительной поломке КЛ или выведению к строя определенных его элементов.

Чтобы грамотно провести диагностику КЛ и не беспокоится о сохранности материала изоляции, следует применять комплекс СНЧ, выдающий напряжение 0,1 Гц. При полярной смене уровня напряжения можно избежать образования частой предпосылки возникновения водного триинга - остаточного заряда.

Предусмотреть потенциальный риск возникновения деструктивных процессов в кабельных линиях не способны даже официально утвежденные международные и отечественные стандарты. По данной причине стоит прислушиваться к мнению специалистов, а также не пренебрегать проведением регулярных проверочных работ.