Соврем. мет. и средств. оценк. сост. изол. КЛ

Современные методы и
средства оценки состояния
изоляции силовых кабелей и
высоковольтных
электродвигателей
ОАО «Свердловэлектроремонт»
ООО «Тест»
Сентябрь 2009
Современные методы и средства оценки состояния
изоляции силовых кабелей и высоковольтных
электродвигателей
методы
средства
анализ эксплуатационной и
ремонтной документации
ЧР
OWTS
ЧР
OWTS
от
посторон.
источника
(of-line)
при работе
(on-line)
Абсорбция
возвратное
напряж.
ток поляр./
деполяр.
от
посторон.
источника
ИТ,
R2100/2200
при работе
R2100/2200,
CCM-6
коэф.
абсорбции
Абсорбция
К60/15
индекс
поляриз.
К600/60
передвиж.
лаборатория
OWTS
ACTester-2
интерпретация
оценка состояния
изоляции кабельных
линий по параметрам ЧР
и абсорбции
оценка состояния
изоляции статорных
обмоток ЭД по Q(t)
Сводная таблица основных характеристик и сведения
из эксплуатации КЛ ЕЭСК
Средние значения сроков эксплуатации
контрольных КЛ ЕЭСК
лет
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Бархоткаф.563.1
Бархотка- Орджоник.- Орджоник. Северная - Западная
ф.550.1
ф.309.1 А - ф.309.1 Б ф.155.1
ф.4527
Условия эксплуатации кабелей
определялись путем:
• анализа эксплуатационной документации,
• визуального осмотра и опроса персонала.
В результате установлено, что основными повреждающими
факторами для силовых кабелей являются:
• порывы,
• дефекты муфт,
• эксплуатационная температура,
• обеднение маслоканифольного состава на вертикальных
участках трассы и в местах присоединения к оборудованию
для силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией.
Режимы эксплуатации и ТО кабелей
Анализ эксплуатационных данных показал, что:
• фактические режимы эксплуатации для подавляющего
большинства обследованных силовых кабелей скорее
«умеренные» чем «жесткие»,
• токовая нагрузка не близка к предельно допустимой и
соответственно длительная допустимая температура
силовых кабелей также не близка к максимально
допустимой.
Отказы, ремонты и замена кабелей
Основными причинами нарушений эксплуатации кабелей
являются:
• некачественная разделка, заводка и подключение кабелей с
последующим развитием дефектов изоляции из-за наличия острых
кромок;
• повреждение изоляции в результате локального воздействия
эксплуатационных факторов (термическое воздействие);
• механические повреждения кабелей при проведении различного
вида работ.
Анализ данных высоковольтных испытаний показал, что
подавляющее большинство выявленных дефектов были вызваны
пробоями в концевых разделках из-за некачественного их
выполнения, а также из-за обеднения пропитки в области разделок.
Анализ отказов-1
Анализ отказов кабелей при проведении испытаний
повышенным напряжением, анализ контроля состояния
силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией,
находящихся в сложных условиях эксплуатации, показал:
А) старение кабелей наблюдается в отдельных случаях и в локальных
местах кабельных трасс:
- в местах присоединений кабелей (концевые муфты);
- в местах повреждений оболочек кабелей при их монтаже, либо при
проведении ремонтных работ;
- на вертикальных участках кабелей с пропитанной бумажной
изоляцией;
- в соединительных муфтах.
Такие случаи старения выявлялись персоналом при проведении
периодических нормативных испытаний кабелей повышенным
напряжением. Ранняя стадия появления таких дефектов может
быть зафиксирована по абсорбционным параметрам (ВН, ТА, ИП) и
параметрам ЧР в ходе контроля состояния изоляции КЛ;
Анализ отказов-2
Б) в указанных выше (п.А) локальных местах кабельных линий в
зависимости от условий эксплуатации два типа дефектов
являются типичными:
- локальное увлажнение бумажной изоляции;
- появление участков изоляции с обедненным пропиточным
составом;
В) для контроля этих типичных дефектов можно использовать
интегральные методы:
- индекс поляризации К600/60.
По величине индекса поляризации можно судить о степени
увлажнения изоляции, загрязнения поверхности изоляции в
месте присоединения, степени неоднородности структры
изоляции;
- величина «возвратного» напряжения для определения наличия
участков кабеля с обедненным пропиточным составом. На
более позднем этапе их образования эти участки кабелей
можно фиксировать тепловизионной техникой, либо по
параметрам ЧР;
Система OWTS (SebaKMT) диагностики
отключенных КЛ



Система OWTS (Oscillating Wave Test
System) диагностики локальных
неисправностей и слабых мест в КЛ,
использующая метод измерения
частичных разрядов в диэлектрике.
При этом на испытуемый объект в
течение нескольких секунд подается
постоянное осциллируещее
напряжение, а разрядка
осуществляется через резонансную
катушку.
Недостатком метода, заложенного в OWTS, является затрудненность
определения мест возникновения частичных разрядов на
противоположном конце кабельной линии (примерно 50 м). Ввиду этого
для исключения ошибок следует проводить диагностику с двух сторон
линии. Суммарное время диагностирования одной трехфазной
кабельной линии с одной стороны составляет 40-60 мин.
Система диагностики КЛ методом возвратного напряжения
на отключенных КЛ приборами CDS(CD-31) пр-ва SebaKMT,
ACTester (ООО «Димрус»)

Метод возвратного
напряжения,
реализованные в приборах
CDS(CD-31), ACTester
целесообразно применять
для определения
остаточного ресурса
кабельных линий с целью
проведения ремонтных
работ по техническому
состоянию.

Может (и должен быть)
применен параллельно с
измерением частичных
разрядов для локализации
мест повреждений.
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Локальная интенсивность ЧР, шт/с
Максимальная интенсивность ЧР в локальном месте
по фазам контрольных КЛ ЕЭСК
8,0
7,0
6,0
5,0
Ж
4,0
З
К
3,0
2,0
1,0
0,0
Бархотка- Бархоткаф.563.1
ф.550.1
Ордж
Орджоник. Северная Западная
оник.- ф.309.1 - ф.155.1
ф.4527
ф.309.1 А
Б
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Уровни напряжений возникновения ЧР
по фазам контрольных КЛ ЕЭСК
9
8
7
Um, кВ
6
Ж
5
З
К
4
3
2
1
0
Бархотка- Бархотка- Орджоник.- Орджоник. Северная
ф.309.1 А - ф.309.1 Б - ф.155.1
ф.550.1
ф.563.1
Западная
ф.4527
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Средние максимальные уровни ЧР при Um
по контрольным КЛ ЕЭСК
2500
Амплитуда ЧР, пКл
2000
1500
1000
500
0
Бархоткаф.563.1
Бархоткаф.550.1
Орджоник.- Орджоник. - Северная ф.309.1 А
ф.309.1 Б
ф.155.1
Западная
ф.4527
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Средние максимальные интенсивности ЧР в локальном месте
по контрольным КЛ ЕЭСК
Локальная интенсивность ЧР, шт/с
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Бархоткаф.563.1
Бархоткаф.550.1
Орджоник.- Орджоник. - Северная ф.309.1 А
ф.309.1 Б
ф.155.1
Западная
ф.4527
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Средние значения СКОРОСТЕЙ нарастания возвратных напряжений S1
и S2 при зарядных напряжениях 1 и 2 кВ по контрольным КЛ 1-6 ЕЭСК
50
45
40
S1 и S2, В/с
35
30
S1
25
S2
20
15
10
5
0
Бархоткаф.563.1
Бархотка- Орджоник.- Орджоник. Северная - Западная
ф.550.1
ф.309.1 А - ф.309.1 Б ф.155.1
ф.4527
Графическая иллюстрация измеренных параметров ЧР и
абсорбции
Средние значения МАКСИМУМОВ возвратных напряжений
URmax1 и URmax2 при зарядных напряжениях 1 и 2 кВ по
контрольным КЛ 1-6 ЕЭСК
7
я
ф
.4
52
.1
ая
рн
ев
е
С
па
дн
а
-ф
.1
55
9.
1
ф
.3
0
.-
ик
жо
н
О
рд
За
А
09
.1
1
ик
.ф
.3
50
.
жо
н
О
рд
Ба
рх
от
ка
-
ф
.5
63
.
ф
.5
от
ка
Ба
рх
Б
URmax1
URmax2
1
URmax1 и URmax2, В
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Протокол № 105-09
диагностики кабельных линий аппаратурой OWTS (методом локации частичных разрядов)
Дата:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
27.05.2009
Время:
о техническом состоянии КЛ по результатам диагностических испытаний
13-00
Предприятие:
ОАО "ЕЭКС" г.Екатеринбург
Исп. объект:
П/ст Орджоникидзевская- ф.309.1 Б - РП-309
Длина КЛ:
м
350
Марко-размер:
ААШв 3х185, АСБ 3х150
Год прокладки:
1984
Номинальное напряжения:
Принадлежность КЛ: ОАО "ЕЭСК", г. Екатеринбург
Наименование КЛ: П/ст Орджоникидзевская- ф.309.1 Б - РП-309
Марко-размер кабеля:
ААШв 3х185, АСБ 3х150
Длина КЛ:
Номинальное напряжение:
6 кВ
Год прокладки:
1984
Дата испытаний:
350 м
27.05.2009
Результаты обследования аппаратурой OWTS (методом локации ЧР):
6
Напряжение возникновения ЧР во всех фазах составило 7 кВ. ЧР локализованы на участках 0-50 м, 100-180 м
от п/ст Орджоникидзевская, однако их интенсивность (уровень, количество разрядов за один цикл измерения) не
критическая. Наиболее вероятно возникновение ЧР со стороны брони кабеля.
кВ
Таблица результатов диагностики
Напряжение возникновения ЧР Um, кВ
Фаза А(L1)
7
Фаза В(L2)
7
Фаза С(L3)
6,5
Максимальный уровень ЧР при Um, пКл
Максимальная интенсивность ЧР(*) на один
цикл измерения в локальном месте, шт/сек
Напряжение погасания ЧР, кВ
700
1500
500
0,615
0,6
0,615
5
5
5
Макс.уровень ЧР при напряжении 8,5 кВ, пКл
9400
10250
12250
Емкость фазы, мкФ
0,148
0,15
0,144
Tan 
Количество циклов измерения
9,7
9,7
9,8
13
10
13
Скорость распространения импульса, м/мкс
160,18
160,55
160,55
Результаты обследования аппаратурой CDS (методом возвратного напряжения):
Состояние изоляции:
Безаварийная работа в течение 1 года эксплуатации КЛ - не прогнозируется.
Рекомендации:
Рекомендуется замена участков 0-50 м и 100-180 м от п/ст Орджоникидзевская. Рекомендуется послеремонтный
контроль изоляции по параметрам ЧР и/или абсорбционными методами, в случае неопределенности состояния –
применить метод возвратного напряжения.
Общее заключение и рекомендации:
Безаварийная работа в течение 1 года эксплуатации КЛ - не прогнозируется .Рекомендуется замена участков 0-50
м и для
100-180 м от п/ст Орджоникидзевская. Рекомендуется послеремонтный контроль изоляции.
*Интенсивность - это сумма ЧР в локальном месте, деленная на число циклов измерения, приведенная к одной секунде
каждой фазы. На гистограммах показана сумма ЧР в локальных местах пофазно. Этот параметр приводится в таблице
нормируемых параметров для локального места КЛ с максимальным количеством ЧР по всем трем фазам.
Приложения к протоколу № 105-09
Приложения: протокол OWTS № 105-09
протокол CD31 №
106-09
Приложение 1,2 - дефектная карта ЧР
Технический директор ООО "Тест" г.Пермь
Кокорин А.Е./_____________________/
Технический директор ООО "Тест" г.Пермь
Кокорин А.Е./_____________________/
Вед. инженер ОАО "Свердловэлектроремонт"
Овчинников Ю.И./_____________________/
Вед. инженер ОАО "Свердловэлектроремонт"
Овчинников Ю.И./_____________________/
« 10 »
« 10 »
июня
2009 г
июня
2009 г
Градация оценки технического состояния изоляции КЛ по
совокупности параметров ЧР и абсорбции
Состояние КЛ и рекомендации по результатам
обследования
Результаты диагностики КЛ системой OWTS
850м
850м
Результаты диагностики КЛ системой OWTS и по
абсорбц. параметрам:
 1. п/ст Бархотка, ф.563.1, работоспос. со знач. откл. (кат.III),
испытания 10.07.09, пробит при Uисп= 34кВ на расст. 355м от РП563, муфта!.
 2. п/ст Бархотка, ф.550.1, работоспос. со знач. откл. (кат.III),
выдержала испытания 30.07.09 Uисп.= 34кВ.
 3. п/ст Орджоникидз., ф.309.1 А,Б, состояние ухудшенное (кат.IV),
(испытывали вместе), испытания 17.07.09, пробита «А» при
Uисп.=25кВ на расст. 322м. от РП-309, муфта!
 4. п/ст Северная, ф.155.1, сост. работоспособное с незнач. откл.
(кат. II), выдержала испытания 14.07.09, Uисп.=36кВ.
 5. п/ст Западная, ф.4527, работоспос. со знач. откл. (кат.III),
испытания в 2010г.
Благодарю за внимание!
Доклад подготовил
Овчинников Юрий Иванович
Ведущий инженер цеха исследований, диагностики и наладки (ЦИДН)
Тел. (343) 286-17-17, E-mail: cidn10@el-remont.ru
при методическом руководстве
Осотова Вадима Никифоровича
главного специалиста БДУ ЦИДН, к.т.н.
Тел. (343) 286-17-26 , E-mail: cidn3@el-remont.ru
и деятельном участии коллектива ООО «Тест», г. Пермь
директора ООО «Тест» Сидельникова Л.В., технического
директора Кокорина А.Е., инженеров-испытателей Грачева А.В.,
Мелехина Д.В., водителя Матяш М.В.
СВЕРДЛОВ
ЛЕКТРОРЕМОНТ