CC BY
353
УДК 621.315
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
Ж. ДА К. НОВИКОВА ФРЕЙРЕ ШАВИЕР, магистр кафедры электрооборудования и автоматики промышленных предприятий
И. В. ПРАХОВ, к.т.н., доцент кафедры электрооборудования и автоматики промышленных предприятий
Филиал ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Салавате (Россия, 453250, Республика Башкортостан, г. Салават, ул. Губкина, д. 22а/67)
В.Л. ТАЛАЕВ, директор
ООО «Ново-Салаватская ТЭЦ» (Россия, 453256, Республика Башкортостан, г. Салават-6)
В статье представлен анализ преимуществ и недостатков современных методов оценки технического состояния и прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации кабельных линий. Показана перспектива применения метода многопараметровой динамической количественной оценки, основанного на совокупности диагностических параметров.
Ключевые слова: кабельная линия, пробой изоляции, дефекты, испытания, методы контроля, техническое состояние, диагностические параметры.
Надежность электроснабжения потребителей во многом определяется техническим состоянием кабельных линий. Отказ кабельных линий может привести к созданию аварийных ситуаций, сопровождающихся значительным экономическим ущербом.
Непосредственно после монтажа и во время эксплуатации кабельные линии подвергаются разнообразным испытаниям, с помощью которых выявляются ослабленные участки и места, дефекты изоляции и защитных оболочек, соединительных и концевых муфт.
В настоящее время для оценки состояния изоляции кабельной линии применяют планово-профилактическое испытание повышенным напряжением выпрямленного тока, в 4...6 раз превышающим номинальное напряжение, с измерением токов утечки. Однако такое испытание травмирует изоляцию, и если пробой не происходит на слабых участках кабеля при испытаниях, то кабель часто выходит из строя через непродолжительное время эксплуатации. Испытание повышенным выпрямленным напряжением принято классифицировать как метод, косвенно разрушающий изоляцию кабельных линий [1].
Для объективной оценки технического состояния кабельной линии
разработаны и применяются современные методы диагностики и контроля, не травмирующие изоляцию, представленные на рис. 1.
Существует множество методов технической диагностики кабельных линий, но нет ни одного универсального. У каждого метода есть свои достоинства и недостатки, а также условия, ограничивающие возможности применения этого метода на практике [2]. В табл. 1 приведены
| Рис. 1. Методы оценки технического состояния кабельных линий
Методы оценки технического состояния изоляции кабельных линий
I
1
Условно разрушающие методы контроля состояния изоляции
Неразрушающие методы контроля и диагностики технического состояния изоляции кабельных линий
Испытания импульсным напряжением
Испытания повышенным напряжением промышленной частоты
Испытания повышенным выпрямленным напряжением
Испытания напряжением сверхнизкой частоты
Измерение сопротивления изоляции
Измерение частичных разрядов
Измерение диэлектрических потерь
Метод рефлектометрии
Тепловизионный метод
Снятие частотных характеристик
Таблица 1.
Преимущества и недостатки методов диагностики кабельных линий
Наименование метода Преимущества Недостатки
Испытание повышенным напряжением постоянного тока Определяет предпробойное состояние Является косвенно разрушающим методом - может привести к пробою дефектной изоляции (дает ответ «годен/не годен»)
Испытания переменным напряжением промышленной частоты Пригодность для испытания кабелей с любым типом изоляции. Возможность проведения диагностических измерений Требуется очень большая мощность испытательного трансформатора, масса такого трансформатора доходит до нескольких тонн, что неприемлемо для полевых испытаний. Высокая стоимость оборудования
Испытания переменным напряжением сверхнизкой частоты Подходит для испытаний в полевых условиях. Допустимо использовать для испытаний кабелей с любым типом изоляции Искажение формы напряжения в зависимости от емкости и типа нагрузки. Появление постоянной составляющей вследствие некоторой несимметричности полуволн и образование «блуждающих» волн при переключениях полярности выходного напряжения вызывают деградацию исправной изоляции кабеля. Невозможность проведения диагностических измерений
Диагностика методом частичных разрядов Возможность диагностики кабельной линии под рабочим on-line напряжением Сложность фильтрации частичных разрядов от другого работающего оборудования и невозможность фиксации частичных разрядов, возникающих между фазами трехжильных кабелей в общей оболочке. Дороговизна приборов диагностики и необходимость обучения персонала
Тепловизионная Возможность дистанционного выполнения диагностика диагностики в рабочем режиме.
Возможность одновременного выполнения диагностики большого объема кабельных линий и муфт.
Возможность оперативного обследования большого объема кабельных линий и муфт при необходимости выявления отдельных ненадежных элементов
Невозможность проследить температуру кабеля от его состояния и нагрузки
| Рис. 2. Структурная схема программно-аппаратного комплекса
1
• 2016
49
преимущества и недостатки наиболее распространенных методов диагностики кабельных линий.
В последнее время интенсивно развиваются методы диагностики, основанные на использовании передаточной функции [3] и информативных параметров кабельной линии. Установленная взаимосвязь диагностических параметров не только позволит получать информацию о состоянии изоляции кабелей, но и может быть использована для прогнозирования остаточного срока службы длительно эксплуатирующихся кабелей.
В настоящее время ведутся разработки программно-аппаратных комплексов для метода многопараметровой динамической количественной оценки, основанного на совокупности диагностических параметров. В состав программно-аппаратного комплекса входят: генератор; осциллоскоп или осциллограф; приборы контроля сопротивления изоляции, добротности, емкости, тангенса угла диэлектрических потерь; персональный компьютер с необходимым
программным обеспечением для сбора и обработки информации (рис. 2).
Метод многопараметровой динамической количественной оценки технического состояния кабельной линии является неразрушающим методом контроля, позволяющим формировать рекомендации о сроках и приоритете обслуживания кабельных линий на основе совокупности диагностических параметров, представленных в виде интегрального критерия оценки технического состояния.
Несмотря на перечисленные достоинства метода мно-гопараметровой динамической количественной оценки технического состояния кабельной линии, для доведения его до широкого практического промышленного применения необходимо решить ряд важных задач, связанных с обучением искусственных нейронных сетей, предназначенных для определения значений интегрального критерия, состоящего из диагностических параметров кабельной линии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баширов М.Г., Шикунов В.Н. Диагностика электрических сетей и электрооборудования промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. 220 с.
2. Баширов М.Г., Заварихин Д.А., Миндолин М.А., Мокшанцев С.К. Способ диагностики состояния изоляции кабельных линий // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: Матер. всерос. науч.-тех. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. 157 с.
3. Заварихин Д.А., Баширов М.Г., Миндолин М.А. Оценка технического состояния и прогнозирование ресурса безопасной эксплуатации кабельных линий 6-10 кВ магистральных перекачивающих станций // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2009. № 2. С. 83-88.
MODERN METHODS OF ESTIMATION OF TECHNICAL CONDITION AND FORECASTING OF A RESOURCE OF CABLE LINES SAFE OPERATION
NOVIKOVA FREYRE SHAVIER G D'K, master of the Department of Electrical equipment and automation of industrial enterprises
PRAKHOV I. V., Cand. Sci. (Tech.), Associate Prof. of the Department Electrical equipment and automation of industrial enterprises
Branch Ufa State Petroleum Technological University (USPTU) (22А/67, Gubkin St., 453250, Salavat, Republic of Bashkortostan, Russia). E-mail: priwan@yandex.ru TALAEV V.L., Director
LLC «New Salavat TPP» (453256, Salavat, Republic of Bashkortostan, Russia). ABSTRACT
The article presents an analysis of the advantages and disadvantages of modern methods of estimation of technical condition and forecasting of a resource of safe operation of cable lines. As well as it shows the perspective of applying the method of multi-parameter dynamic quantitative evaluation based on a set of diagnostic parameters. Keywords: cable line, insulation breakdown, defects, tests, inspection methods, technical condition, diagnostic parameters.
REFERENCES
1. Bashirov M.G., Shikunov V.N. Diagnostika elektricheskikh setey i elektrooborudovaniya promyshlennykh predpriyatiy [Diagnosis of electrical networks and electrical industries]. Ufa, UGNTU Publ., 2004. 220 p.
2. Bashirov M.G., Zavarikhin D.A., Mindolin M.A., Mokshantsev S.K. Sposob diagnostikisostoyaniya izolyatsiikabel'nykh liniy [A method for diagnosing a condition of isolation of cable lines]. Trudy Vseros. nauch.-tekh. konf. [Proc. scientific-tech. conf.]. Ufa, 2007. 157 p.
3. Zavarikhin D. A., Bashirov M.G., Mindolin M.A. Evaluation of technical condition and forecasting of resource of cable lines safe operation. Problemysbora,podgotovkii transporta neftiinefteproduktov, 2009, no. 2, pp. 83-88 (In Russian).
