Оценка состояния изоляции и гарнитур кабельных линий является основой для принятия решений по продолжению эксплуатации, ремонта или замены кабельных линий.

Состояние изоляции электрооборудования можно определить следующими способами:<\

- Испытание повышенным напряжением в соответствии с действующими нормативами;

- Одноразовое испытание диагностическими методами (диагностика).

Из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением вовсе не гарантируют безаварийной дальнейшей работы электрооборудования. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий они часто выходят из строя в ближайшие месяцы. Причина этого - интенсивное разрушение изоляции частичными разрядами в проблемных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий.

Самые опасные испытания повышенным напряжением для кабельных линий с большим сроком службы или низким качеством монтажа, уже имеющих высокий уровень частичных разрядов в проблемных местах. Объективные данные о техническом состоянии электрооборудования можно получить современными диагностическими методами, которые, как правило, не травмируют изоляцию. Они позволяют определять не только техническое состояние объекта, но и локализовать имеющиеся проблемные места.Комплексные диагностические испытания различными методами неразрушающего контроля дают также возможность оценить степень старения изоляции и остаточный ресурс кабеля. Оптимальным с точки зрения получения наиболее достоверной и полной информации о состоянии изоляции кабелей является сочетание методов интегральной и локальной диагностики. Проверка работоспособности кабельной линии путем приложения повышенной постоянного напряжения обоснована после монтажа или ремонта и при отсутствии технической возможности применить диагностические неразрушающие методы. Рассмотрим подробнее проблемы, возникающие при эксплуатации кабельных систем, и методы их обнаружения.

Проблемы кабелей с изоляцией из полиэтилена (PE) и сшитого полиэтилена (VPE)

Эффект старения кабелей с изоляцией из РЕ / VPE вызванный возникновением и ростом водных вкраплений (watertrees). Они возникают со временем под воздействием воды, тепла и напряженности электромагнитного поля. Разрастаются они постепенно и в конечном итоге предопределяют короткое замыкание и выход из строя кабеля. Другие эффекты старения появляются при термической перегрузке изоляции из РЕ / VPE. Влага в кабелях с дефектами оболочки особенно способствует разрастанию водных вкраплений. Поэтому описанные процессы старения можно обнаружить и оценить только с помощью диэлектрической диагностики.

Проблемы на кабелях с пропитанной бумажной изоляцией

Вследствие повреждения оболочки (отверстие в результате коррозии; трещины вследствие перемещения кабеля) обусловливают старение, распад целлюлозы повышение содержания влаги в изоляции. При этом постепенно уменьшается и электрическая прочность изоляции, пока не достигнет величины рабочего напряжения - тогда кабель станет ненадежным для эксплуатации. Срок службы таких кабелей зависит от качества изготовления и условий прокладки, так как лишь на основании технического ресурса кабеля нельзя получить подробную информацию о качестве изоляции. Для определения влажности необходима диэлектрическая диагностика. Частичные разряды, как показывает опыт, не появляются во влажной бумажно-Елеонской изоляции. Утечка массы и недостаточного пропитки приводят к высыханию этих мест и образования наполненных газом полостей, в изоляции кабеля. Из-за уменьшения электрической прочности в таких местах появляются частичные разряды (ЧР), которые могут привести к карбонизации бумаги и разрушить изоляцию. Такие ЧР можно обнаружить и локализовать с помощью диагностики ЧР. Часто диагностика таких ЧР не проявляет локальных концентраций, в то же время нет непосредственной угрозы повреждения, а есть деление на больших участках кабеля.

Проблемы с муфтами

В результате неправильного монтажа в промежуточных и конечных муфтах возникают ионизированные, наполненные газом полости и щели, а также участки с повышенной напряженностью электромагнитного поля, которые уже при номинальном напряжении приводят к частичных разрядов. Впоследствии термические процессы деградации в муфтах с ненадлежащим образом выполненными соединениями жил могут также влиять на участки, где могут образоваться ЧР. Такие поврежденные частичными разрядами места можно обнаружить и локализовать с помощью диагностики ЧР.

Диэлектрическая диагностика

Кабели должны быть отключены и полностью разряжены. Перед началом диагностики необходимо обеспечить заземление через кабель заземления или измерительного кабеля.Минимальное время заземления и короткого замыкания - 30 мин. Необходимо отсоединить преобразователи напряжения, зачистить загрязненные концевые муфты. Смешанные линии из участков PE-и VPE-кабелей можно диагностировать вместе. Для проведения диагностики основная жила и экран кабеля должны быть полностью отсоединены с обоих концов от распределительного устройства, чтобы гарантированно избежать препятствия и эффекта поляризации распределительной установки. Для проведения диагностики жили должны быть полностью отсоединены с обоих концов от распределительного устройства. В месте измерения оставляют подключен металлическую оболочку / заземления подстанции. На другом конце кабеля это подключение, если можно, нужно отсоединить от распределительной установки, чтобы избежать влияния помех на результаты измерения.Согласно физических законов на смешанных кабелях в результате диагностики возможная информация лишь о кабель с пропитанной бумажной изоляцией. Понятно, кабельная линия, в основном, должен состоять из кабеля с пропитанной бумажной изоляцией, а доля PE / VPE-кабелей должна составлять максимум 20% всей длины кабелей. Часто это случается при ремонте отдельных участков и вводов на подстанциях. Подготовительные работы такие же, как для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией.

Диагностика частичных разрядов (ЧР)

Для такой диагностики кабели должны быть отсоединены и разряжены. При наличии элегазовых установок переключения надо заранее подготовить измерительные адаптеры. Для точной локализации мест повреждения ЧР особенно важны точные схемы кабельных линий и муфт. Характеристики частичных разрядов зависят от типа, размера и месторасположения дефекта, изоляционного материала, приложенного напряжения, температуры кабеля, и меняются с течением времени. Повреждения вследствие ЧР зависят от определенных факторов и могут изменяться в диапазоне от незначительных до опасных, что приводит к отказам в срок от ближайших дней до нескольких лет.