МУ 34-70-034-83 Методические указания по разборке, осмотру и измерению элементов образцов кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1-35 кВ

Рис.1. Определение диаметра кабеля мерной лентой

Образец обматывается лентой встык и в любом месте соприкосновения двух краев ленты остро заточенным карандашом проводится черта (рис.1, б). Затем лента выпрямляется и между точками пересечения с краями ленты проводится прямая линия (рис.1, б) длина которой определяется линейкой;

- узкой полоской бумаги (5 мм), которая навертывается на кабель внахлест, а затем разрезается в месте перекрытия вдоль оси кабеля. Длина полоски определяется с помощью линейки.

3.1.1. Конструкции защитных покровов приведены в приложении 3.

3.1.2. Броня из двух стальных лент должна быть наложена так, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты.

Недопустимо, чтобы края ленты имели зазубрины, грубые заусенцы, задиры или загибы, что неизбежно приводит к повреждениям такими краями свинцовой или алюминиевой оболочки кабеля (рис.2, а). Ленты брони не должны быть излишне затянуты (рис.2, б).

3.1.3. Пластмассовый защитный шланг должен плотно прилегать к синтетическим лентам подушки.

3.1.4. Пластмассовый защитный шланг при отсутствии в подушке или наружном покрове синтетических лент должен плотно прилегать к битуму, битумному составу или вязкому подклеивающему составу.

3.1.5. Пластмассовый защитный шланг должен быть герметичен.

Он не должен иметь вмятин, трещин и рисок, выводящих его толщину за предельное отклонение.

3.1.6. Поливинилхлоридные, полиамидные, полиэтилентерефталатные (лавсановые) и другие равноценные ленты должны быть наложены с перекрытием не менее 10 мм.

3.1.7. Значения наружных диаметров кабелей по ранее действовавшим стандартам и по действующим стандартам приведены в приложении 4, а значения толщин элементов защитных покровов по ранее действовавшим стандартам и по действующим стандартам приведены в приложении 5.

3.1.8. Кабельная пряжа и кабельная бумага должны быть предварительно пропитаны противогнилостным составом, содержащим нафтенат меди в количестве не менее 4% к массе пропитанной пряжи и бумаги.

Если при вскрытиях кабелей было обнаружено гниение и разрушение защитных покровов, следует проверить содержание в них нафтената меди.

Метод определения содержания нафтената меди указан в ГОСТ 7006-72 (п.4.8).

3.1.9. Нередко причиной разрушения свинцовых оболочек кабелей является содержание фенола в пропиточном составе защитных покровов. Даже очень малое содержание его может привести к сквозным повреждениям свинцовых оболочек в весьма непродолжительное время.

Установлено, что при прокладке кабелей в земле содержание фенола в пропиточном составе защитных покровов в количестве 0,01% приводит к сквозным разрушениям свинцовых оболочек через 2-3 года. В большинстве случаев наличие фенола объясняется пропиткой защитных покровов каменноугольной смолой на предприятии-изготовителе.

Фенол превращает окись свинца (тонкую пленку на поверхности оболочки) в фенолат, который под воздействием углекислоты почвы разлагается на свинцовую кислоту и фенол. Таким образом, фенол высвобождается и снова вступает в химическое взаимодействие со свинцовой оболочкой.

3.1.10. Несомненным признаком фенольной коррозии является наличие напластований на свинцовой оболочке код* сохранившимся наружным покровом (кабельная пряжа, броня) продуктов коррозии (рис.3).

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

3.1.11. Предприятия отечественной промышленности не допускают присутствия фенола в защитных покровах; фенольная коррозия иногда обнаруживается лишь на кабелях старого производства (до 1935 г.).

3.1.12. Ряд иностранных фирм до настоящего времени допускает содержание фенола в защитных покровах, что приводит к быстрому выходу из строя кабельных линий, поэтому защитные покровы всех импортных кабелей должны подвергаться анализу на содержание фенола.

3.1.13. При размотке защитных покровов, содержащих в пропиточном составе фенол, обращает на себя внимание резкий запах, свойственный каменноугольной смоле, отличный от запаха обычных битумных составов.

Порядок исследования защитных покровов на наличие фенола приведен в приложении 6.

К прокладке должны допускаться кабели, не содержащие фенола в защитных покровах или с наличием следов фенола. Содержание его не должно превосходить 0,0005%.

3.1.14. Защитные покровы имеют особо важное значение для кабелей с алюминиевыми оболочками.

Свинцовая оболочка при разрушении защитных покровов может еще длительное время хорошо сохраняться. Алюминиевая оболочка в этих условиях под воздействием обычных почвенных электролитов разрушается за короткий промежуток времени (рис.4).

3.1.15. При разборке образцов кабелей, находившихся в эксплуатации, необходимо, кроме вышеуказанного, проверить эластичность и гибкость поливинилхлоридных лент, так как вследствие улетучивания пластификатора они могут стать жесткими и ломкими. При сматывании таких лент с кабеля они коробятся и легко ломаются при изгибании (рис.5). Под такие ленты при нагреве и охлаждении легко проникает почвенная влага (содержащая электролиты). В ряде случаев пластификатор, проникая в битумный состав, размягчает его, что приводит к отеканию битума и оголению металлических оболочек.

3.1.16. Причинами коррозионного повреждения алюминиевой оболочки могут быть:

- повреждение пластмассового шланга при прокладке (задиры, порывы, сквозные трещины);

- стекание битумного состава в подушке под шлангом при прокладке кабелей при температуре выше +35 °С. Поливинилхлоридный шланг размягчается, резко снижается его механическая прочность;

- повреждение пластмассовых шлангов в эксплуатации при раскопках;

- вздутия и трещины, потеря эластичности поливинилхлоридного шланга в агрессивных грунтах.

Таким образом, если при вскрытиях образцов кабелей, бывших в эксплуатации, обнаружено заметное старение защитных покровов, проникновение под них почвенной влаги и контакт ее с алюминиевой оболочкой, а также установлено коррозионное разрушение оболочки, следует сделать заключение о необходимости частичной или полной замены кабельного участка.

3.2.1. Значения диаметров кабелей по оболочкам и толщинам оболочек приведены в приложении 7.

3.2.2. На металлической оболочке не допускаются гофры (рис.6), риски, вмятины, раковины и посторонние включения, выводящие после их зачистки толщину оболочки за пределы минимальной. Допускается заводская пайка дефектов (трещин) алюминиевой оболочки, имеющих размеры не более 30 мм в продольном и не более 3 мм в поперечном направлении. На строительной длине кабеля допускается пайка дефектов оболочки не более чем в трех местах. Место пайки должно быть ровным и гладким.

3.2.3. Если при осмотре и измерении свинцовой или алюминиевой оболочки будет обнаружено расхождение продольного шва или значительная разностенность оболочки (в тонких местах на пределе минусовых допусков), следует проверить механическую прочность свинцовой или алюминиевой трубки, снятой с кабеля, на растяжение в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12174-76.

3.2.4. Если свинцовая оболочка не удовлетворяет требованиям ГОСТ 12174-76, то кабель (образец с которого разбирался и осматривался) не допускается к прокладке.

3.2.5. При вскрытиях и осмотрах образцов кабелей, бывших в эксплуатации, на оболочках, кроме заводских дефектов, могут быть обнаружены:

- механические повреждения, нанесенные при прокладке или при последующих раскопках, производимых в зоне кабельных трасс;

-. спиралеобразные вспучины (а иногда и трещины) на свинцовых оболочках как результат длительного воздействия циклов нагрева и охлаждения или значительных перегрузок кабеля против допустимых по норме, а также как результат сильного обжатия нижней ленты брони при изготовлении кабеля на заводе;

- межкристаллитные разрушения свинцовой оболочки под воздействием сотрясений и вибраций, часто при сопутствующем влиянии нагрева и растягивающих усилий (или изгибов);

- фенольная коррозия свинцовых оболочек;

- почвенная коррозия свинцовых и алюминиевых оболочек;

- разрушение свинцовых и алюминиевых оболочек блуждающими токами.

3.2.6. При наличии спиралеобразных вспучин или трещин, свидетельствующих о значительных и длительных тепловых и механических воздействиях на оболочку, должно быть тщательно обследовано состояние изоляции кабеля. По обнаруженным дефектам и степени старения кабеля производится заключение о его пригодности к дальнейшей работе.

При обнаружении трещин и мест утонения на оболочке в ряде последовательно отобранных образцов кабелей, свидетельствующих о предельном износе материала оболочки, вне зависимости от состояния изоляции, следует сделать заключение о необходимости замены кабеля.

3.2.7. Межкристаллитное разрушение свинцовой оболочки (рис.7 и 8) - это потеря связи между кристаллами. По внешнему виду в начальной стадии на оболочке появляется сетка волосных трещин. В дальнейшем трещины все более увеличиваются и растрескивание оболочки сопровождается выпаданием из нее групп кристаллов или даже отдельных кусков оболочки.

3.2.8. Почвенно-химическая и электролитическая коррозии иногда трудно различимы, а нередко сопутствуют одна другой.

Для распознавания природы коррозии производятся анализы грунтов и продуктов коррозии и устанавливается наличие агрессивно воздействующих на металл оболочки химических реагентов. Одновременно выясняется наличие блуждающих токов и опасных анодных зон на оболочках кабелей.

По совокупности полученных данных устанавливается вид коррозии.

Наличие в продуктах коррозии перекиси (двуокиси) свинца указывает на ее электролитическое происхождение от блуждающих токов. Характерным является цвет продуктов коррозии. Двуокись свинца, образующаяся при протекании блуждающих токов, имеет коричневатый цвет (бурый осадок) (рис.9).

3.2.9. Почвенно-химическая и электролитическая коррозии часто поражают оболочки кабеля на значительную длину. Для выявления масштаба повреждения последовательно отбираются и вскрываются несколько образцов в соответствии с Инструкцией по эксплуатации кабельных линий.

Иногда целесообразно осматривать оболочки непосредственно после шурфования и снятия защитных покровов (без вырезки кабеля).

По результатам всех вскрытий и анализов делается окончательное заключение о возможности использования кабельной линии, а также о принятии мер по защите и предупреждению разрушения кабелей коррозией.

3.2.10. На оболочках (чаще на алюминиевых, как более жестких) при изгибах могут образовываться гофры и складки (рис.11). Иногда значительные гофры образуются уже при намотке кабеля на барабан.

3.3.1. При разборке и осмотре образцов новых кабелей следует обращать внимание на состояние бумажных лент и их взаимное расположение, т.е. на зазоры между витками бумажных лент и перекрытие этих зазоров выше расположенной лентой. Следует установить количество лент, имеющих механические повреждения, надрывы, разрывы, морщины, продольные трещины, а также наличие полупроводящего экрана на поясной изоляции трехжильных кабелей на напряжение 6 и 10 кВ и поверх изоляции в одножильных кабелях на напряжение 20-35 кВ. При этом следует иметь в виду, что толщина экрана не входит в толщину изоляции.

Толщина изоляционного слоя по ранее действовавшим стандартам и по ГОСТ 18409-73* и ГОСТ 18410-73 приведена в приложении 8.

_________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Отменен без замены (ИУС 11-98), здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Необходимо проверить качество пропитки и эластичность бумажных лент - повышенная хрупкость лент указывает на недоброкачественную бумагу или перегрев изоляции при сушке кабеля перед пропиткой.

3.3.2. При разборках и осмотрах образцов кабелей, бывших в эксплуатации, кроме перечисленного, необходимо обращать внимание на степень высыхания изоляции, разложение пропиточного состава и выпадение канифоли, а у кабелей на напряжение 10 кВ и выше - на наличие в изоляции следов ионизации и частичных разрядов (ветвистые побеги, присутствие воскообразных веществ).

3.3.3. Во всех случаях разборки следует проверять изоляцию на отсутствие влаги. При этом необходимо проверять ленты, прилегающие к оболочке, и ленты, прилегающие к жилам кабеля. Кроме того, следует проверять отсутствие влаги на проволоках жил.

Проверку бумажных лент и проволок следует производить погружением их в нагретый до температуры 150 °С парафин. Признаками наличия влаги являются потрескивание и выделение пены. Ленты для проверки следует брать пинцетом во избежание увлажнения их и искажения результатов испытаний.

Проверка бумажных лент на отсутствие влаги с помощью зажженной спички не допускается, так как этот способ может привести к ошибочным результатам.

3.3.4. При разборке и осмотре бумажной изоляции следует руководствоваться данными, приведенными в таблице.

Основные дефекты бумажной изоляции

3.3.5. В воздушных включениях изоляции под действием электрического поля начинают развиваться опасные ионизационные процессы и частичные разряды. Чем больше воздушные включения (особенно в радиальном направлении), тем они опаснее.

3.3.6. Одной из причин возникновения воздушных включений является совпадение лент бумажной изоляции, то есть такое расположение двух соседних лент, когда на длине не менее одного полного витка зазор между витками ленты не полностью покрыт лежащей над ней лентой. В связи с этим жестко регламентировано допустимое число совпадений бумажных лент, которое не должно превышать указанного в табл.П9.1 и П9.2 (приложение 9). Недопустимо совпадение более трех лент, расположенных одна на другой, и двух лент, непосредственно прилегающих к жиле или экрану, наложенному на жилу.

На бумажных лентах, расположенных под совпадающими зазорами (нижерасположенные ленты), неизбежно образуются продольные складки, которые под влиянием тепловых деформаций (нагрев и охлаждение кабеля) превращаются в продольные трещины - такой же опасный дефект, как и совпадение бумажных лент.

Продольная складка нередко превращается в сплошную трещину и при разборке изоляции вместо одной ленты сматываются две. Наиболее часто это наблюдается при значении перекрытий лент близкой к 50% (рис.12).

3.3.7. При разборках кабелей, подвергавшихся воздействию токов КЗ и длительных перегрузок, особое внимание следует обращать на состояние бумажных лент изоляции, непосредственно примыкающих к жиле.

3.3.8. Опасные местные перегревы кабелей возможны в местах, где кабели проложены в земле с нарушением норм прокладки: с примыканием одного к другому или при устройстве в земле "запасов" в виде колец и т.п. В этих случаях, как установлено, жилы кабеля могут нагреваться до температуры, превосходящей 100 °С.

3.3.9. В кабелях на напряжение 20-35 кВ расчетные напряженности электрического поля примерно в два раза выше, чем в кабелях на 6 кВ, поэтому уже при незначительном осушении изоляции, особенно на вертикальных участках, в них начинается ионизация воздушных включений и возникают частичные разряды. Это подтверждается наличием черных ветвистых побегов на бумажных лентах изоляции (рис.14).

         3.3.10 Ленты должны быть дополнительно проверены на наличие воскообразования: сняв с жилы кабеля, их промывают в бензине (удаляют пропиточную массу), после чего окрашивают растворенной в воде краской (фуксин, малахитовая зелень), затем промывают в воде и высушивают. Воск в бензине не растворяется, поэтому покрытые воском места остаются неокрашенными, в то время как лента равномерно окрашивается. Воскообразование классифицируется следующим образом:

- воскообразование в пустотах встречается в различных частях изоляции; очертание и площадь такого воскообразования не определены. Углерод и ветвистые побеги отсутствуют;

- воскообразование в зазорах лент наблюдается на нижней и верхней лентах, в спиральном зазоре между последовательными витками одной и той же ленты. Отложения углерода обычно отсутствуют;

- воскообразования у проволок жилы имеет место только вблизи жилы, скрученной из отдельных проволок при недостаточно плотном прилегании бумаги к жиле. Наибольшее воскообразование наблюдается в местах прилегания бумаги к проволокам жилы;

- воскообразование в зазорах между проволоками жилы - наблюдается обычно только на ленте, прилегающей к жиле, против зазоров между проволоками;

- кустообразное воскообразование - происходит при наличии углерода даже при микроскопических следах последнего. Это название введено вследствие того, что воскообразование имеет небольшие побеги или разветвления по краям.

При сравнительных испытаниях интенсивность воскообразования в изоляции оценивается обычно по условной балльной системе. Окрашенные ленты разбиваются на четыре-пять условных групп с примерно одинаковой интенсивностью воскообразования, оцениваемой определенным баллом: ленты без следов воска - 0, ленты с максимальным воско-образованием - 4 балла. Баллы по всем лентам суммируют и определяют средний балл на одну ленту, который и характеризует интенсивность воскообразования.

     3.4.1. При разборке и осмотре следует обращать внимание на число проволок в жиле и размеры жилы, которые в соответствии со стандартами должны удовлетворять требованиям данных табл.П 10.1-П 10.4 (приложение 10).

3.4.2. Токоведущие жилы не должны иметь заусенцев, режущих кромок, выпучиваний и обрывов отдельных проволок, могущих повредить бумажную изоляцию.

При осмотре также необходимо обращать внимание на такие, наиболее часто встречающиеся, дефекты, как:

• неправильная форма круглой или секторной жилы (например, один угол сектора более острый, чем другой);

• выпирание или западание отдельных проволок, пилообразный профиль жилы и т.п.

Эти дефекты приводят к искажению электрического поля, образованию местных повышенных напряженностей поля, что особенно опасно для кабелей на напряжение 10 кВ и выше.

Жилы с отдельно выпирающими проволоками или с заусенцами опасны в том отношении, что во время изгибов кабеля или при тепловых деформациях может быть помята, продавлена или разрезана прилегающая к жиле бумажная изоляция.

Эти дефекты значительно снижают надежность кабеля. Поэтому кабели с такими дефектами должны быть заменены.

Возможны и более грубые дефекты в жилах, например, перехлестывание отдельных проволок (рис.15). В этом случае жила принимает неправильную форму, а в слое изоляции образуются глубокие вмятины и складки. Кабели с такими дефектами непригодны к прокладке.

3.5.1. При разборке проверяется состав и состояние заполнителей, которые могут быть выполнены из кабельной пряжи (старые кабели) или из бумаги.

Заполнители без просветов должны заполнять пространство между фазами до круга, поверх них накладывается поясная изоляция. Бумажные жгуты должны быть выполнены из сульфатной бумаги толщиной не более 0,08 мм. Только в этом случае они получаются достаточно мягкими и не образуют вмятин на изоляции отдельных жил.

3.5.2. При разборке и осмотре образца могут быть обнаружены и некоторые другие дефекты, которые также должны быть зафиксированы в протоколе разборки.

3.5.3. При разборке образцов кабелей после аварийных пробоев следует иметь в виду ряд дополнительных изменений, связанных с горением дуги и образованием в кабеле значительных внутренних давлений.

Большим давлением может заметно деформироваться свинцовая оболочка, могут быть сдвинуты и даже выброшены вместе с газами заполнители, смещены ленты брони. Поэтому, как уже указывалось выше, в таких случаях следует отбирать для разборки, осмотра и измерения дополнительный образец.

3.5.4. В случае пробоя при профилактических испытаниях, ввиду малой мощности испытательных установок, такие деформации не возникает и дополнительные отборы образцов кабелей, как правило, не производятся.