жк днепропетровская 37

Актуальное
Поплавок_160_600_правый

Электрокабель под контролем (эффективные методы контроля кабельных линий)

Проблема качества кабельных линий оборачивается сверхнормативными потерями и сокращением рабочего ресурса. Эффективные методы контроля кабеля до монтажа и в ходе эксплуатации позволяют вовремя выявить существующие дефекты и предотвратить аварийные ситуации в электросетях.

Ресурс подходит к концу

Ежедневное энергопотребление мегаполисов составляет тысячи мегаватт и год от года увеличивается. Снабжение электроэнергией жилых зданий, предприятий и транспорта обеспечивают сотни километров кабельных линий. За долгий период эксплуатации они подвергаются постоянному воздействию внешних повреждающих факторов, испытывают временные изменения.

Под воздействием этих факторов в кабелях и проводах проявляются скрытые дефекты, которые ухудшают характеристики оборудования, нарушают условия транспортировки электричества и в конечном счете могут привести к авариям в энергоснабжении.

Ситуацию усугубляет тот факт, что из-за подключения новых потребителей и без того изношенные кабельные системы испытывают дополнительные нагрузки. Основными проблемами распределительных кабелей в Санкт-Петербурге являются длительный срок их эксплуатации и в два-три раза превышающее проектную норму количество передаваемого электричества.

Большинство кабельных коммуникаций сегодня нуждается в неотложной рекон­струкции. Особенно остро проблема модернизации электросетей касается подземных кабельных линий 6–10 кВ и 35 кВ в центральных районах города.

По оценке ОАО «Ленэнерго», 84% кабельных линий напряжением 35 кВ уже выработали свой ресурс, и срок их эксплуатации превышает нормативный, поэтому количество пробоев изоляций кабеля год от года возрастает.

Принятая в «Ленэнерго» программа реновации кабельной сети 0,4/10 кВ до 2014 года предусматривает инвестиции в размере 23 млрд руб. Сумма немалая, но необходимая – существующая степень износа электросетевой инфраструктуры с трудом позволяет обеспечивать ежегодный прирост энергомощностей и реализовывать мероприятия в рамках Закона об энергосбережении.

По мнению Александра Космачева, старшего научного сотрудника НИЧ СПбГУ телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, локальные ухудшения условий транспортировки электричества возникают там, где могут быть изначально скрыты дефекты кабельной продукции – по мере эксплуатации они начинают заявлять о себе.

– Кабель является устойчивой металлической конструкцией. Его износ носит локальный, точечный характер, то есть эксплуатационные качества теряет не кабель в целом, а лишь отдельные его фрагменты, – поясняет Александр Космачев. – На этих фрагментах и происходят сверхнормативные потери.

Они проявляются, например, в перегреве кабеля до 100–130 °С при норме 60–70 °С. В итоге энергопотребление может вырасти на 20–30%. Результаты исследований показывают, что скрытые дефекты занимают не более 5–7% всей длины кабеля. На первый взгляд это небольшая величина, но она приводит к потере каждого третьего-шестого киловатта электроэнергии.

Сегодня разработаны доступные технологии неразрушающего контроля, которые позволяют определить места локальных повреждений. Выявление скрытых дефектов и их устранение может быть более целесообразным и экономически выгодным по сравнению с полной заменой кабельных линий.



Что скрывает кабель?

Надежность и безопасность кабельных линий достигается прежде всего за счет высокого качества изготовления применяемых кабелей и качества выполнения работ по их прокладке.

Чтобы сохранять свою работоспособность на протяжении всего срока эксплуатации (который по ТУ кабельных заводов может составлять 10–25 лет), кабельная продукция не должна иметь заводских дефектов. На практике заводские ОТК не всегда могут выявить и отбраковать кабели со скрытыми повреждениями, которые образуются из-за технологических погрешностей изготовления.

Кроме того, изменения № 3 в ГОСТ 22483-77 допускают при изготовлении кабеля отличия фактического сечения токоведущих жил от номинального. Не стоит сбрасывать со счетов и практику экономить на материалах для изготовления токоведущих жил и изоляции.

В процессе изготовления конструкцию кабелей постоянно растягивают, скручивают, изгибают, из-за чего могут образоваться технологические дефекты, а также возникает хрупкость по длине конструкции.

В результате снижается устойчивость кабеля к воздействию внешних повреждающих факторов при транспортировке и прокладке, растет аварийность кабельных линий при проведении высоковольтных испытаний, уменьшается эксплуатационный ресурс.

Заводские дефекты делают кабель особенно уязвимым при некачественном выполнении монтажных работ. Технический персонал часто применяет ускоренную или упрощенную технологию прокладки строительных длин.

В результате уже имеющиеся скрытые дефекты в кабелях дополнительно увеличиваются до аварийно-опасных и могут превратиться в явные повреждения. Из-за скрытых дефектов состояние таких новых кабельных линий иногда соответствует 20–30 годам эксплуатации.

Проложенные в земляной траншее, несмотря на дополнительную защиту и систематическое наблюдение за состоянием трассы, кабельные линии подвержены внешним механическим повреждениям. Они возникают при прокладке и ремонте других городских подземных сооружений, проходящих по трассе.

В результате своевременно не выявленные локальные дефекты кабельных линий могут с той или иной скоростью развиваться под воздействием рабочего напряжения, что грозит полным разрушением элементов кабельной сети в ослабленном месте, возникновением режима короткого замыкания и выходом энергоснабжающей линии из строя.

Проблемой для эксплуатирующих организаций становится поддержание работо­способности таких кабелей, так как это требует специальных технологий по выявлению дефектов в изоляции и защитных оболочках, соединительной арматуре и других элементах кабельных линий.

Смотри в оба

Все проблемы качества поставляемой кабельной продукции и монтажа сетей актуальна для нового строительства не менее, чем для реконструкции изношенных линий. Известно, что все материалы и оборудование, поступающие на стройплощадки, сопровождаются обязательным документом, который подтверждает их соответствие качеству.

Тем не менее сопроводительный документ не всегда соответствует характеристикам материала или оборудования. Следовательно, заказчику, который радеет за качество строительства, не обойтись без входного контроля поступающих материалов, организованного его собственной или независимой лабораторией. Но по разным причинам заказчику проще доверять сертификатам на продукцию.

Как показывает практика, помимо скрытых заводских дефектов в конструкции кабелей нехватка метража кабелей на барабанах и бухтах достигает 5% (от 5 до 30 м), что иногда приводит к сокращению фактической длины прокладываемых кабельных линий относительно проекта.

Нередки случаи, когда из экономиче­ских побуждений в ходе строительства происходит замена кабелей на более дешевые типоразмеры по сравнению с предусмотренными проектом.

– Разные сорта кабеля имеют неодинаковую надежность при прокладке, они различаются по длительности безаварийной эксплуатации, пожаробезопасности, потерям электричества при эксплуатации и другим характеристикам, – рассказывает Александр Космачев. – Некондиционный кабель – это сокращение сроков безаварийной эксплуатации, частые выходы из строя и дополнительные затраты на ремонт.

Изначальные гарантии заводов-изготовителей по мере перехода кабельной продукции в руки монтажников и эксплуатирующих организаций снижаются с 25 до 3–5 лет. Это проблемы, от которых нельзя избавиться, если при выборе по­ставщика руководствоваться ценой, а не качеством кабелей.



Диагностика кабеля как средство экономии

Одним из практических решений проблем, связанных с обеспечением контроля приемки-сдачи кабельной продукции и прокладки кабельных сетей, является разработанная в НИЧ СПбГУ телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича информационно-измерительная технология. Она позволяет быстро и точно определять и выявлять скрытые дефекты в кабельно-проводниковой продукции до и после монтажа кабельных линий.

Технические средства для оперативного контроля мобильны, автономны, не нуждаются в перемотке кабелей и не по­вреждают их конструкцию. В отличие от существующих технических средств, применяемых для аварийных кабелей, диагностика не требует применения опасных и вредных для конструкции кабелей очень высоких напряжений и больших токов, которые сокращают ресурс работоспособности старых, но надежно работающих кабелей.

Эффективность методики уже подтверждена практическим опытом обследования жилых зданий и промышленных предприятий. Кроме того, разработчики по договору с застройщиком занимались высокоточной проверкой качества и количества кабеля в бухтах и после прокладки – для определения фактической длины трассы и объема выполненных работ. Время контроля кабеля в каждой бухте занимает около пяти минут, а точность измерения – 10 см, независимо от типа или конструкции кабеля.

– Обычно заказчик производит оплату по данным поставщика, так как не располагает техническими средствами для определения фактической длины кабеля, – говорит Александр Космачев. – Разработанная технология измерения длины кабелей на барабанах без механической перемотки показала, что все образцы имели только минусовую погрешность длины, причем в несколько раз больше допустимой.

Например, при контроле пяти барабанов суммарная нехватка длины составила около четверти барабана. То есть заказчик оплачивает поставку в соответствии с сопровождающими документами, а фактически получает намного меньше. В среднем на каждом строящемся объекте издержки из-за недопоставок кабеля могут составлять миллионы рублей.

Не меньшую точность демонстрирует информационно-измерительная технология в процессе контроля кабельных линий после их прокладки или в ходе эксплуатации. Она позволяет определить фактиче­скую длину проложенного кабеля с точно­стью 0,1% и выявить все места скрытых дефектов, возникших при монтаже.

Полученные результаты ясно и наглядно показывают каждый метр длины конструкции, общее техническое состояние трассы, включая состояние муфт и всех мест износа. Наглядно указываются не только места дефектов, но даже их типы. Это позволяет сразу определить, где имеются сверхнормативные потери, а где возможны аварии или пожары.

Все эти данные о каждом кабеле заносятся в паспорт, как это требуется по правилам эксплуатации и при энергетиче­ских обследованиях. На основании таких обследований достоверно определяются объемы планово-восстановительного ремонта, противоаварийные и энергосберегающие мероприятия, а также пути их экономного проведения.

Результат восстановления ресурса работоспособности кабелей и качества ремонта можно проконтролировать. Все данные обследований архивируются в банке данных в виде паспорта кабеля. Это позволяет проводить повторные обследования, наблюдать и сравнивать состояние конструкции. Такой мониторинг значительно упрощает обработку данных и позволяет выявлять дефекты на ранней стадии, до момента изменения электрических характеристик или условий транспортировки.

Для городских кабельных сетей 6–35 кВ, протяженность которых может составлять десятки и сотни километров, высокоточное выявление локальных дефектов особенно актуально. Благодаря ему объем работ по реконструкции может сократиться в несколько раз, так как потребует не полной замены кабелей, а ремонта только изношенных мест.

Таким образом, обеспечить безопасность и качество электроснабжения длительно работающих сетей и кабельных линий можно эффективным локальным ремонтом только 5–7% общей протяженности трасс.

Надо отметить, что стоимость современной диагностики одного кабеля не превышает и даже ниже существующей стоимости услуг по определению места повреждения аварийного кабеля.

Учитывая высокие цены на кабельно-проводниковую продукцию и выгоду от сокращения энергопотерь, экономическая эффективность применения технологии оценивается разработчиками достаточно высоко и затраты на нее могут окупиться за считанные месяцы.

Татьяна Рейтер

Похожие сообщения

X