CC BY
119
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
УДК 621.315.2
Макаренко Д. Е.
Магистрант
Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина
г. Краснодар, Российская Федерация
ОБЗОР И АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 6-10 КВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Аннотация
Выполнен обзор текущего состояния силовых кабельных линий агропромышленного комплекса. Рассмотрены распространённые методы выявления дефектов и способы продления сроков эксплуатации.
Ключевые слова
Агропромышленный комплекс, продовольственная безопасность, кабельная линия, повреждения, износ, обрыв, дефект, надежность, диагностика, информационные технологии, изоляция, неразрушающие методы.
Кабельные линии (КЛ) напряжением 6-10 кВ являются самыми распространёнными линиями в промышленности, городских и сетях агропромышленного комплекса (АПК). По данным ПАО «Россети» [1] протяженность КЛ в настоящее время составляет около 1 млн. км и в эксплуатацию вводятся новые протяженные линии. Это во многом связано с замещением воздушных линий (ВЛ), занимающих большие сельскохозяйственные площади [3].
Качественное и надёжное электроснабжение предприятий АПК является одним из важнейших условий выполнения программы национальной продовольственной безопасности [2]. Из этого следует что, поддержание технического состояния линий сельскохозяйственного назначения, в рабочем состоянии - это одна из важнейших задач энергетики страны.
На данный момент эксплуатируемые кабельные линии сильно изношены [8]. Фактический износ по разным оценкам [1, 3, 4, 5] составляет 70-80 %. Во многом физический износ обуславливается превышением нормативных сроков эксплуатации. Более половины имеющихся линий были заложены в работу более 25 лет назад [5].
Большинство эксплуатируемых ныне кабелей имеют три алюминиевые жилы, покрытые бумажной, пропитанной маслом изоляцией. Кабель, предназначенный для скрытой прокладки в земле, дополнительно защищают металлической бронёй. В среднем, на каждые 100 км КЛ происходит 10-25 аварий в год. У воздушных линий этот показатель в 1,5-2 раза выше [1, 4].
Основные причины отказов КЛ: дефекты прокладки; коррозия; естественное старение; механические повреждения. Зачастую повреждения происходят по внутренним причинам: ошибки при монтаже соединительных муфт, старение изоляции, заводские дефекты, а также по внешним: нарушение целостности изоляции вследствие коррозии от блуждающих токов, нарушения технологического процесса при прокладке кабеля, химического загрязнения почвы. Распространены обрывы жил при перемещении и движении грунта, обрывы фаз при механической деформации конструкций по которым проложены КЛ.
Как показывает практика, чаще всего происходит замыкание одной из жил кабеля на землю, из-за повреждения изоляции [5], но благодаря свойствам бумажно-масляной изоляции кабеля, замыкания зачастую самоликвидируются [6]. При этом интервал между нарушением целостности изоляции и повреждением кабеля может достигать нескольких месяцев. Своевременное выявление дефектов КЛ является одним из важнейших аспектов надёжного электроснабжения.
Диагностика и повышение надёжности КЛ реализуется несколькими способами [7, 8]: испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты, определение сопротивления и электрической ёмкости жил кабелей, проверка температуры жил, измерение термического сопротивления грунта, проверка заземляющих устройств и т.д.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
Большинство методов диагностики относится к разрушающим, из этого следует что, при испытаниях исправных линий могут возникнуть привнесенные дефекты. Развитие кабельных сетей требует внедрения более щадящих методов выявления повреждений. Также важным моментом является диагностика линий без их отключения, так как многие технологические процессы в сельском хозяйстве требуют бесперебойного электроснабжения. При этом проверка линий проводится периодически, согласно графику планового предупредительного ремонта. Частый контроль заведомо исправных линий разрушающими методами существенно сокращает срок их эксплуатации. Тем острее сейчас стоит вопрос внедрения неразрушающих методов диагностики КЛ.
Прежде всего, для предотвращения выхода кабельной линии из строя необходимы профилактические испытания [9] и мониторинг наличия дефектов. После этого производится их классификация с использованием неразрушающих методов диагностики [10]: тепловизионный контроль наличия дефектов, измерение тангенса угла диэлектрических потерь, рентгеновский метод, измерение сопротивления изоляции, рефлектометрия [11, 12].
В связи с большой протяженностью КЛ становится немаловажным вопрос локализации места повреждения. Для этих целей применяют специальное трассопоисковое оборудование [13]. Эти устройства по виду излучаемого электромагнитного поля могут определить [14] вид повреждения силового кабеля.
Современные электросети существенно изношены [1, 3], виной тому целый ряд [15, 16], технических [17], экономических, оперативных [18] и организационных [19] причин. Сложившаяся за много лет практика ремонта и проверки кабельных линий нуждается в существенном пересмотре. Необходимо внедрение новых технологий с использованием информационных моделей [20], методов [21], позволяющих продлить сроки эксплуатацию изношенного электрооборудования, повышая эффективность имеющееся линий [22].
Управление КЛ с использованием новых технологий позволит [23] уменьшить количество аварий, принять своевременное решение по поводу состояния линии и если это возможно, продлить срок эксплуатации. Использование более современных способов проверки [24] наряду с выявлением наиболее ответственных участков линий позволит более объективно планировать обслуживание и возможную замену линий на более продолжительный период. Постепенное развитие, а, следовательно, и усложнение КЛ сельскохозяйственного назначения, требует более тщательного подхода к их управлению. Это обуславливает повсеместное использование различных информационных систем [28] и внедрение в управление производством нейронных сетей [26].
Благодаря этому, руководители предприятий смогут точнее спрогнозировать расходы ресурсов на поддержание электрохозяйства [26, 27], проводя более эффективную производственную деятельность [25]. Список использованной литературы:
1. Положение ПАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе. М.: ПАО «Россети». 2013. 196 с.
2. Сазыкин В.Г. Повышение энергобезопасности агропромышленных районов Кубани // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2011. № 1-3 (6-8). С. 160-164.
3. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г., Холодняк С.В. Техническое состояние агропромышленных кабельных линий напряжением 6-10 кВ // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы V Международной научно-практической конференции. Саратов: Буква. 2014. С. 174-178.
4. Султанов Г.А., Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Современные технологии проектирования систем электроснабжения. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 52. С. 224-228.
5. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Анализ технического состояния электрооборудования распределительных сетей напряжением 6-10 кВ АПК // Успехи современной науки. 2017. № 1. Т. 1. С. 97-102.
7. Шабанов В.А. Методы диагностики силовых кабелей // Электротехника. 2002. №7. С. 51-53.
8. Гильманов Э.А., Тлявлин А.З., Султанов А.Х. Методы диагностики кабельных линий // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы. Межвузовский научный сборник. Уфа: УГАТУ. 2008. С. 248-252.
9. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г., Сильченков А.С. Профилактические испытания кабельных линий (КЛ). В сб.: Фундаментальные и прикладные науки сегодня -IV межд. научно-практ. конф. НИЦ «Академический».
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
2014. С. 125-131.
10. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Николаев А.М. Организация технического диагностирования силовых кабелей неразрушающими методами. В сб.: Материалы V международной научно-практ. конф. 2014. С. 118120.
11. Лебедев Г.М. Диагностика изоляции кабельных линий 6-10 кВ методом высокочастотной рефлектометрии // Электрика. 2005. № 5. С. 39-41.
12. Аксенов Ю.П., Ляпин А.Г., Певчев Б.Г. Применение рефлектометрии для диагностики кабелей // Электрические станции. 1997. № 4. С. 62-68.
13. Султанов Г.А., Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Кучеренко Д.Е. Устройства и методы для определения мест повреждения кабельных линий. В сб.: Наука XXI века - по итогам межд. научно-практ. конф. 2016. С. 86-88.
14. Султанов Г.А., Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Определение вида повреждения силового кабеля по конфигурации электромагнитного поля // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 8-2. С. 80-85.
15. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Проблемы изношенного электрооборудования в современной энергетике // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 7. С. 89-91.
16. Koudriakov A.G., Sazykin V.G. Causes of worn out electrical equipment. В сб.: The Third International Conference on Eurasian Scientific Development. - Vienna. 2014. P. 153-156.
17. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Нормативные и технические аспекты износа электрооборудования // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2015. № 3. С. 14-17.
18. Монич А.И., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Некоторые задачи оперативного контроллинга в условиях эксплуатации изношенного оборудования // Перспективы развития науки и образования: Сб. научных трудов международной научно-практ. конф. Часть IV. М.: «АР-Консалт». 2015. С. 63-65.
19. Сазыкин В. Г. Организационные аспекты эксплуатации изношенного электрооборудования // Промышленная энергетика. № 4. 2000. С. 28-35.
20. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Пронь В.В. Информационная модель поддержки обслуживания силовых трансформаторов районных подстанций. В сборнике: Актуальные проблемы энергетики АПК. Материалы V Международной научно-практ. конф. Под ред. В.А. Трушкина. 2014. С. 291-294.
21. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Масенко А.В. Особенности нечетких правил диагностики силовых трансформаторов. В сборнике: Научные аспекты глобализационных процессов. международной научно-практ. конф. 2014. С. 15-17.
22. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Принятие решений при управлении сложными системами. В сб.: Актуальные проблемы современной науки. Сборник статей международной научно-практ. конф. 2014. С. 3739.
23. Сазыкин В.Г., Кудряков В.Г. Иерархия энергетических систем. Общие подходы к управлению // Роль технических наук в развитии общества: Сб. статей международной научно-практ. конф. Т. 1. - Уфа, Аэтерна. 2014. С.40-43.
24. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Перспективы использования информационных систем для поддержки управления в энергетике // Инновационная наука. 2015. № 1-2. С. 87-90.
25. Сазыкина О. В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Организация нейросетевого прогнозирования хозяйственной деятельности предприятия // Наука, образование, общество: сб. научных трудов международной научно-практ. конф. Часть III. М.: «АР-Консалт». 2014. С. 95-97.
26. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Использование нейронной сети в управлении производственными активами предприятия // Путь науки. 2015. № 9. С. 58-62.
27. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Совершенствование планирования ремонтных запасов // Успехи современной науки. 2016. № 10, т. 2. C. 56-60.
28. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Особенности поддержки решения технических задач с помощью экспертных систем // Путь науки. 2015. № 8. С. 21-23.
© Макаренко Д.Е., 2017
