Reparatur von Kabelleitungen

Überwachung des technischen Zustands von Kabeltrassen

Der Betrieb von Kabelleitungen weist seine Eigenheiten auf, da es nicht immer möglich ist, Mängel daran durch einfache Inspektion zu erkennen. Daher werden Kontrollen des Isolationszustandes, Belastung und Temperaturüberwachung des Kabels durchgeführt.

Aus Sicht der Isolationsprüfung sind Kabel das schwierigste Element elektrischer Geräte. Dies ist auf die mögliche große Länge der Kabelleitungen, die Heterogenität des Bodens entlang der Leitungslänge und die Inhomogenität der Kabelisolierung zurückzuführen.

Zur Identifizierung grober Mängel an Kabelleitungen Isolationswiderstand mit einem Megaohmmeter messen für eine Spannung von 2500 V. Die Messwerte des Megaohmmeters können jedoch nicht als Grundlage für die endgültige Beurteilung des Isolationszustands dienen, da sie stark von der Länge des Kabels und den Fehlern in der Verbindung abhängen.

Dies liegt daran, dass die Kapazität des Stromkabels groß ist und es während der Widerstandsmessung keine Zeit hat, sich vollständig aufzuladen. Daher werden die Messwerte des Megaohmmeters nicht nur durch den stationären Leckstrom bestimmt, sondern auch Auch dadurch werden der Ladestrom und der gemessene Wert des Isolationswiderstandes deutlich unterschätzt.

Die wichtigste Methode zur Überwachung des Zustands der Isolierung einer Kabelleitung ist Hochspannungstest… Ziel der Prüfungen ist es, entstehende Mängel in der Isolierung von Kabeln, Steckverbindern und Klemmen zu erkennen und zeitnah zu beseitigen, um Schäden im Betrieb zu verhindern. Dabei werden Kabel mit einer Spannung bis 1 kV nicht mit erhöhter Spannung geprüft, sondern der Isolationswiderstand mit einem Megaohmmeter bei einer Spannung von 2500 V für 1 Minute gemessen. Er sollte mindestens 0,5 MOhm betragen.

Die Inspektion kurzer Kabelleitungen innerhalb einer Schaltanlage wird höchstens einmal im Jahr durchgeführt, da diese weniger anfällig für mechanische Beschädigungen sind und ihr Zustand häufiger vom Personal überwacht wird. Die Überspannungsprüfung von Kabelleitungen über 1 kV wird mindestens alle 3 Jahre durchgeführt.

Die Hauptmethode zur Prüfung der Isolierung von Kabelleitungen ist die Prüfung mit erhöhter Gleichspannung... Dies liegt daran, dass die Wechselstromanlage unter gleichen Bedingungen eine viel höhere Leistung hat.

Der Prüfaufbau umfasst: Transformator, Gleichrichter, Spannungsregler, Kilovoltmeter, Mikroamperemeter.

Bei der Prüfung der Isolation wird die Spannung eines Megaohmmeters oder Prüfstands an eine der Kabeladern angelegt, während die anderen Adern fest miteinander verbunden und geerdet sind.Die Spannung wird stufenlos auf den vorgegebenen Wert erhöht und für die erforderliche Zeit gehalten.

Der Zustand des Kabels wird durch den Leckstrom bestimmt... Wenn es sich in einem zufriedenstellenden Zustand befindet, geht mit dem Spannungsanstieg ein starker Anstieg des Leckstroms aufgrund der Aufladung der Kapazität einher, der danach auf 10 absinkt - 20 % des Maximalwertes. Die Kabelstrecke gilt als betriebstauglich, wenn bei den Prüfungen keine Zerstörungen oder Überlappungen an der Oberfläche des Abschlusses, keine plötzlichen Stromstöße und ein merklicher Anstieg des Ableitstroms auftraten.

Eine systematische Überlastung von Kabeln führt zu einer Verschlechterung der Isolierung und einer Verkürzung der Leitungsdauer. Eine unzureichende Belastung ist mit einer unzureichenden Nutzung des leitfähigen Materials verbunden. Daher wird während des Betriebs der Kabelstrecke regelmäßig überprüft, ob die aktuelle Belastung in ihnen mit der bei Inbetriebnahme des Objekts festgestellten übereinstimmt. Die maximal zulässigen Belastungen der Kabel werden durch die Anforderungen bestimmt PUE.

Die Belastung der Kabelleitungen wird zu dem vom leitenden Energieingenieur des Unternehmens festgelegten Zeitpunkt überwacht, mindestens jedoch zweimal im Jahr. In diesem Fall wird die vorgeschriebene Kontrolle im Zeitraum der Herbst-Winter-Höchstlast durchgeführt. Die Steuerung erfolgt durch Überwachung der Messwerte der Amperemeter der Umspannwerke und in deren Abwesenheit durch den Einsatz tragbarer Geräte oder Strommesszange.

Zulässige Strombelastungen für den langfristigen Normalbetrieb von Kabeltrassen werden anhand von Tabellen in Elektrohandbüchern ermittelt.Diese Belastungen hängen von der Art der Kabelverlegung und der Art des Kühlmediums (Erde, Luft) ab.

Für im Erdreich verlegte Kabel wird die dauerhaft zulässige Belastung der Berechnung für die Verlegung eines Kabels in einem Graben in einer Tiefe von 0,7 – 1 m bei einer Bodentemperatur von 15 °C entnommen. Für im Freien verlegte Kabel wird davon ausgegangen dass die Umgebungstemperatur 25 °C beträgt. Weicht die berechnete Umgebungstemperatur von den akzeptierten Bedingungen ab, wird ein Korrekturfaktor eingeführt.

Als berechnete Bodentemperatur wird die höchste durchschnittliche Monatstemperatur aller Monate des Jahres in der Kabeltiefe angenommen.

Die berechnete Lufttemperatur ist die höchste durchschnittliche Tagestemperatur, die mindestens dreimal im Jahr auftritt.

Die langfristig zulässige Belastung der Kabelleitung wird durch die Abschnitte der Leitungen mit den schlechtesten Kühlbedingungen bestimmt, wenn die Länge dieses Abschnitts mindestens 10 m beträgt. Kabelleitungen bis 10 kV mit einem Vorspannungsfaktor von nicht mehr als 0,6 — 0,8 kann in kurzer Zeit überlastet werden. Zulässige Überlastgrade unter Berücksichtigung ihrer Dauer sind in der Fachliteratur angegeben.

Um die Belastbarkeit genauer zu bestimmen und wenn sich die Betriebstemperaturbedingungen ändern, kontrollieren Sie die Temperatur der Kabelleitung... Es ist unmöglich, die Kerntemperatur eines funktionierenden Kabels direkt zu kontrollieren, da die Kerne unter Spannung stehen. Dazu werden gleichzeitig die Temperatur des Mantels (Armierung) des Kabels und der Laststrom gemessen und anschließend durch Neuberechnung die Kerntemperatur und die maximal zulässige Strombelastung ermittelt.

Die Messung der Temperatur der Metallmäntel eines im Freien verlegten Kabels erfolgt mit herkömmlichen Thermometern, die an der Armierung oder dem Bleimantel des Kabels befestigt werden. Wenn das Kabel erdverlegt ist, erfolgt die Messung mit Thermoelementen. Es wird empfohlen, mindestens zwei Sensoren zu installieren. Die Drähte der Thermoelemente werden im Rohr verlegt und an einen geeigneten und sicheren Ort vor mechanischer Beschädigung gebracht.

Die Temperatur des Drahtes darf Folgendes nicht überschreiten:

• für Kabel mit Papierisolierung bis 1 kV – 80 °C, bis 10 kV – 60 °C;

• für Kabel mit Gummiisolierung – 65 °C;

• für Kabel mit Polyvinylchloridmantel – 65 °C.

Für den Fall, dass sich die stromführenden Leiter des Kabels über die zulässige Temperatur hinaus erwärmen, werden Maßnahmen zur Vermeidung einer Überhitzung ergriffen – sie reduzieren die Belastung, verbessern die Belüftung, ersetzen das Kabel durch ein Kabel mit größerem Querschnitt und vergrößern den Abstand zwischen den Kabeln.

Wenn Kabelleitungen in Böden verlegt werden, die ihre Metallhüllen angreifen (Salzwiesen, Sümpfe, Bauschutt), kann es zu Bodenkorrosion durch Bleihüllen und Metallhüllen kommen. Überprüfen Sie in solchen Fällen regelmäßig die korrosive Aktivität des Bodens und nehmen Sie Wasserproben und Boden. Wenn gleichzeitig festgestellt wird, dass der Korrosionsgrad des Bodens die Integrität des Kabels gefährdet, werden entsprechende Maßnahmen ergriffen – Entfernung von Verunreinigungen, Austausch des Bodens usw.

Bestimmung der Orte von Schäden an Kabelleitungen

Die Bestimmung der Schadensorte an Kabelleitungen ist eine recht schwierige Aufgabe und erfordert den Einsatz spezieller Geräte. Die Reparatur von Schäden an der Kabelleitung beginnt mit der Feststellung der Art des Schadens... In vielen Fällen kann dies mit dem erfolgen Hilfe eines Megaohmmeters.Zu diesem Zweck werden von beiden Enden des Kabels aus der Zustand der Isolierung jedes Drahtes gegenüber der Erde, die Unversehrtheit der Isolierung zwischen den einzelnen Phasen und das Fehlen von Drahtbrüchen überprüft.

Die Bestimmung des Fehlerortes erfolgt in der Regel in zwei Schritten: Zuerst wird der Fehlerbereich mit einer Genauigkeit von 10 bis 40 m bestimmt und anschließend wird der Fehlerort auf dem Gleis bestimmt.

Bei der Bestimmung des Schadensbereichs werden die Ursachen seines Auftretens und die Folgen des Schadens berücksichtigt. Der am häufigsten beobachtete Bruch eines oder mehrerer Leiter mit oder ohne Erdung, es ist auch möglich, ummantelte Leiter mit einem langanhaltenden Kurzschlussstromfluss zur Erde zu verschweißen. Bei vorbeugenden Tests kommt es am häufigsten zu einem Kurzschluss eines stromführenden Kabels mit Erde sowie zu einem schwebenden Durchschlag.

Zur Bestimmung der Schadenszone werden mehrere Methoden verwendet: Impuls, Schwingentladung, Schleife, kapazitiv.

Das Impulsverfahren wird bei einphasigen und verketteten Fehlern sowie bei Drahtbrüchen eingesetzt. Bei einem schwebenden Durchschlag (tritt bei hoher Spannung auf, verschwindet bei niedriger Spannung) wird auf die Methode der oszillierenden Entladung zurückgegriffen. Das Rückkopplungsverfahren wird bei ein-, zwei- und dreiphasigen Fehlern und dem Vorhandensein mindestens eines intakten Kerns eingesetzt. Zum Unterbrechen des Drahtes wird die kapazitive Methode verwendet. In der Praxis sind die ersten beiden Methoden am weitesten verbreitet.

Bei der Pulsmethode kommen relativ einfache Geräte zum Einsatz. Um den Schadensbereich zu bestimmen, werden kurze Wechselstromimpulse an das Kabel gesendet. Am Schadensort angekommen, werden sie reflektiert und zurückgeschickt.Die Art des Kabelschadens wird anhand des Bildes auf dem Gerätebildschirm beurteilt. Die Entfernung zum Fehlerort kann durch Kenntnis der Laufzeit des Impulses und der Geschwindigkeit seiner Ausbreitung bestimmt werden.

Bei Verwendung der Impulsmethode muss der Kontaktwiderstand an der Fehlerstelle auf Dutzende oder sogar Bruchteile eines Ohms reduziert werden. Hierzu wird die Isolierung verbrannt, indem die an der Fehlerstelle abgegebene elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird. Die Verbrennung erfolgt mit Gleich- oder Wechselstrom aus speziellen Anlagen.

Bei der oszillierenden Entladungsmethode wird der beschädigte Kabelkern vom Gleichrichter auf die Durchbruchspannung aufgeladen. Im Moment des Ausfalls kommt es im Kabel zu einem Schwingungsvorgang. Die Schwingungsdauer dieser Entladung entspricht der Zeit der doppelten Bewegung der Welle zum Ort der Störung und zurück.

Die Dauer der flackernden Entladung wird mit einem Oszilloskop oder elektronischen Millisekunden gemessen. Der Messfehler dieser Methode beträgt 5 %.

Ermitteln Sie den Ort des Kabelfehlers direkt entlang der Trasse mithilfe der akustischen oder induktiven Methode.

Eine akustische Methode, die auf der Aufzeichnung der Vibrationen des Bodens über dem Ort des Kabelleitungsfehlers basiert, die durch eine Funkenentladung am Ort des Isolationsfehlers verursacht werden. Die Methode wird bei Fehlern wie „Floating Fault“ und Leitungsbrüchen eingesetzt. Dabei wird der Schaden im Kabel ermittelt, das sich in einer Tiefe von 3 m und unter Wasser bis zu 6 m befindet.

Ein Impulsgenerator ist normalerweise eine Hochspannungs-Gleichstromanlage, von der Impulse an das Kabel gesendet werden. Mit einem speziellen Gerät werden Bodenerschütterungen überwacht.Der Nachteil dieser Methode ist die Notwendigkeit des Einsatzes mobiler Gleichstromanlagen.

Die Induktionsmethode zur Ortung von Kabelschäden basiert auf der Bestimmung der Art der Änderungen im elektromagnetischen Feld über dem Kabel, durch dessen Leiter ein hochfrequenter Strom fließt. Der Bediener, der sich entlang der Strecke bewegt und eine Antenne, einen Verstärker und Kopfhörer verwendet, bestimmt den Ort des Fehlers. Die Genauigkeit der Bestimmung des Fehlerortes ist recht hoch und beträgt 0,5 m. Zur Ermittlung des Fehlerortes kann die gleiche Methode verwendet werden Verlauf der Kabeltrasse und die Tiefe der Kabel.

Kabelreparatur

Die Reparatur von Kabelleitungen erfolgt nach den Ergebnissen von Inspektionen und Tests. Ein Merkmal der Arbeiten ist die Tatsache, dass die zu reparierenden Kabel unter Spannung stehen können und sich darüber hinaus in der Nähe von spannungsführenden Kabeln befinden können, die unter Spannung stehen. Daher muss auf die persönliche Sicherheit geachtet werden. Beschädigen Sie keine in der Nähe befindlichen Kabel.

Die Reparatur von Kabeltrassen kann mit Aushubarbeiten verbunden sein. Um Schäden an nahe gelegenen Kabeln und Versorgungsleitungen in einer Tiefe von mehr als 0,4 m zu vermeiden, wird der Aushub nur mit einer Schaufel durchgeführt. Wenn Kabel oder unterirdische Leitungen gefunden werden, werden die Arbeiten gestoppt und die für die Arbeiten verantwortliche Person benachrichtigt. Nach dem Öffnen muss darauf geachtet werden, dass Kabel und Anschlüsse nicht beschädigt werden. Dazu wird ein massives Brett darunter gelegt.

Die Hauptarbeiten bei Schäden an der Kabelleitung sind: Reparatur der Panzerummantelung, Reparatur von Gehäusen, Steckverbindern und Endarmaturen.

Bei lokalen Brüchen in der Panzerung werden deren Kanten an der Defektstelle abgeschnitten, mit einer Bleiummantelung verlötet und mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (Lack auf Bitumenbasis) überzogen.

Bei der Reparatur eines Bleimantels wird die Möglichkeit des Eindringens von Feuchtigkeit in das Kabel berücksichtigt. Zur Kontrolle wird die beschädigte Stelle in auf 150 °C erhitztes Paraffin getaucht. Bei Feuchtigkeit kommt es beim Eintauchen zu Rissen und Freisetzung von Yen. Wenn Feuchtigkeit festgestellt wird, wird die beschädigte Stelle herausgeschnitten und zwei Anschlüsse angebracht. Andernfalls wird der Bleimantel wiederhergestellt, indem ein abgeschnittenes Bleirohr an der beschädigten Stelle angebracht und anschließend versiegelt wird.

Für Kabel bis 1 kV wurden bisher Gusseisenverbinder verwendet. Sie sind sperrig, teuer und nicht zuverlässig genug. Auf 6- und 10-kV-Kabelleitungen werden hauptsächlich Epoxidharz- und Bleiverbinder verwendet. Derzeit werden moderne Schrumpfverbinder aktiv bei der Reparatur von Kabelleitungen eingesetzt... Es gibt eine ausgereifte Technologie zur Installation von Kabeldichtungen. Die Arbeiten werden von Fachpersonal mit entsprechender Ausbildung durchgeführt.

Terminals werden in Innen- und Außenanwendungen unterteilt. Der Trockenschnitt erfolgt häufig in Innenräumen und ist zuverlässiger und bequemer in der Anwendung. Die äußeren Endanschlüsse sind in Form eines Trichters aus Dachblech gefertigt und mit Mastix gefüllt. Bei laufenden Reparaturen wird der Zustand des Endtrichters überprüft, kein Auslaufen der Füllmischung festgestellt und nachgefüllt.