ЗАКАЗАТЬ ЗВОНОК
Или вы можете позвонить нам сами
8 (800) 55-00-334

Электротехническая экспертиза концевой кабельной муфты 35кВ

Независимая электротехническая экспертиза

Эксперты: Ушаков С.Ю., Эрбес В.В.

ПРОБЛЕМА

В процессе эксплуатации вышла из строя концевая кабельная муфта. С целью установления причин повреждения муфты Заказчик обратился в нашу организацию для проведения независимой экспертизы.

ПОСТАВЛЕННЫЕ НА ЭКСПЕРТИЗУ ВОПРОСЫ

Определить причину выхода из строя представленного на исследование электротехнического оборудования – кабельной муфты КЛ 35 кВ Т3-Ввод ГТУ3 (яч.3.3 III СШ): заводской брак / некачественный монтаж / ненадлежащая эксплуатация (и/или обслуживание) / некачественная электрическая энергия / действие непреодолимых сил / или иное?
Установить и указать на ответственных лиц, если такие имеются, за выход из строя представленного на исследование электротехнического оборудования.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Органолептический
Инструментальный
Документальный
Аналитический

ПРОЦЕСС ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные технические характеристики объекта исследования
На экспертизу представлена концевая кабельная муфта Raychem 402R248-18-R01/89 для экранированных 3-х жильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 42 кВ без брони с термоусаживаемыми изоляторами "Термофит".

Кабельная муфта выполняла функцию присоединения ввода кабельной линии 35 кВ от обмотки высшего напряжения повышающего силового трансформатора Т-3 к ячейке 3.3 III СШ 35 кВ ГТЭС. Кабельная линия КЛ-35 выполнена из кабеля марки ПвВнг 3х95/16.
Анализ характера повреждений
Анализ осциллограммы аварийного режима в ячейке 3.3 ГТУ-3 показал, что его причиной явилось однофазное замыкание на землю по фазе C, длительность которого до отключения составила 543 мс.
Повреждению подвергся участок муфты, покрытый трекингостойкой трубкой, при этом очаг повреждения находится на расстоянии 40-45 см от конца токопроводящей жилы фазы C, т.е. вблизи места среза полупроводящего экрана.

Анализ соответствия монтажа требованиям инструкции
В ходе обследования представленной на экспертизу муфты выявлены следующие отступления от монтажной инструкции:
1
2
3
Длина очистки жилы от полупроводящего экрана не соответствует требованиям инструкции (требуемая – 450 мм, фактическая – 410 мм)
Лента заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля заходит на полупроводящий экран на 16 мм (по инструкции – 20 мм)
Не соответствует инструкции количество термоусаживаемых изоляторов («юбок») и расстояние между ними (требуемое количество – 4, фактическое – 3)
Кроме отступлений от инструкции обнаружены следующие дефекты:
На основной изоляции поврежденной фазы имеется надрез шириной около 10 мм
Излом основной изоляции поврежденной фазы
Растрескивание термоусаживаемой трубки фазы А вблизи перчатки

Анализ взаимосвязи выявленных дефектов с повреждением муфты
Учитывая место повреждения фазы С ­­– вблизи места среза полупроводящего экрана – важным для рассмотрения является отступление от инструкции по монтажу в части намотки ленты заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля. Одной из главных функций любой концевой муфты является выравнивание напряженности электрического поля на срезах экрана кабеля. Для кабельных линий напряжением 6 кВ и выше концентрация электрического поля на срезе экрана кабеля может быть критической и привести к пробою изоляции. В этой связи в конструкциях муфт для выравнивания напряженности электрического поля применяют различные способы, в том числе нанесение на изоляцию в местах разделки слоев специального материала в виде манжет, мастик, термоусаживаемых трубок. Таким образом, правильная намотка ленты заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля является чрезвычайно важным моментом, а отступление от инструкции в данной части является неблагоприятным фактором, который мог способствовать возникновению пробоя изоляции.
К пробою изоляции в месте среза полупроводящего экрана также мог привести порез изоляции при разделке кабеля. На возможность неаккуратной разделки указывает наличие пореза на основной изоляции поврежденной фазы, очевидно, возникший при снятии полупроводящего экрана. В исследованиях [1, 2] отмечается, что любые, даже незначительные неровности или надрезы в месте среза экрана приводят к разрушению изолирующей поверхности и пробою.
К серьезному нарушению также следует отнести недостаточное количество термоусаживаемых изоляторов (юбок) и их неправильное расположение. Термоусаживаемые изоляторы используются в концевых муфтах для наружной установки с напряжением выше 1 кВ для защиты от короткого замыкания из-за трекинга. Трекинги – углеродные дорожки на поверхности изоляции, образующиеся, главным образом, вследствие частичных разрядов при протекании по поверхности токов утечки, от которых зависит интенсивность поверхностных разрядов [2]. Явление трекинга объясняется следующим образом. При наличии загрязнений на поверхности материала (пыль, зола, растворенные соли и др.) во влажной атмосфере пленка, оседающая на поверхности влаги, имеет высокую электропроводность. Возникающий под действием напряжения значительный ток утечки распределяется неравномерно, в отдельных местах появляются большие плотности тока. Вследствие этого пленка влаги на поверхности материала в отдельных местах интенсивно испаряется, и так происходит разрыв проводящей пленки с образованием довольно мощной искры. После ее погасания появляется новая искра и т.д. Все это сопровождается локальным разрушением изоляции и появлением токопроводящих низкоомных путей или каналов (треков) [1].
Образование трекинговых дорожек на поверхности концевых муфт [3]
Изоляторные юбки увеличивают длину пути токов утечки при эксплуатации муфт, так как при этом увеличивается общая площадь изолирующей поверхности муфты. Минимальное количество юбок в концевой муфте зависит от рабочего напряжения. Кроме того, юбки необходимы для обеспечения гарантированно сухих зон на поверхности концевых муфт, поэтому неправильное их расположение может нивелировать данную функцию
Правильное расположение термоусаживаемых юбок
Анализ фотографии из протокола тепловизионного контроля ПС-35/10кВ ГТЭС 3РУ-35кВ яч.3.3 КЛ-35 ГТУ-3 показывает, что термоусадочные изоляторы на одной из фаз расположены под углом к вертикали, а на другой – находятся в горизонтальном положении, таким образом не выполняется функция юбок по обеспечению гарантированно сухих зон.
Визуальный осмотр поверхности трекингостойких трубок неповрежденных фаз показывает наличие на них загрязнений в виде солевых отложений, что, как было сказано выше, при попадании на поверхность влаги вызывает появление токопроводящей среды и может приводить к возникновению явления трекинга с последующей деградацией изоляции вплоть до ее пробоя.
Локализация повреждения в районе места среза полупроводящего экрана фазы С вкупе с выявленным нарушением инструкции по намотке ленты заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля в данном месте, а также с возможным повреждением поверхностного слоя основной изоляции токопроводящей жилы при неаккуратном срезе полупроводящего экрана (возможность чего подтверждается наличием пореза на основной изоляции в неповрежденной части кабеля), указывают на повреждение кабельной муфты вследствие некачественного монтажа. Дополнительным негативным фактором является нарушение инструкции в части количества и расположения термоусаживаемых изоляторов вдоль трекингостойких трубок муфты, и неправильная их ориентация по отношению к вертикали при присоединении кабельной лини (горизонтальное расположение по одной фазе, и расположение под наклоном – по другой), что могло способствовать деградации изоляции вследствие явления трекинга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

В ходе исследования установлено:
1
Анализ осциллограммы аварийного режима в ячейке 3.3 ГТУ-3 показал, что причиной аварийного режима явилось однофазное замыкание на землю по фазе C, длительность которого до момента отключения составила 543 мс. Это также подтверждается наличием повреждения и его характера на фазе C представленной на экспертизу кабельной муфты.
2
Зона повреждения муфты по фазе С находится в области расположения трекингостойкой трубки и термоусаживаемых изоляторов (юбок), при этом очаг повреждения (наибольшая степень оплавления) находится в зоне среза полупроводящего экрана.
3
В ходе обследования представленной на экспертизу муфты выявлены следующие отступления от монтажной инструкции:

- длина очистки жилы от полупроводящего экрана не соответствует требованиям инструкции (требуемая – 450 мм, фактическая – 410 мм);

- лента заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля заходит на полупроводящий экран на 16 мм (по инструкции – 20 мм);

- не соответствует инструкции количество термоусаживаемых изоляторов («юбок») и расстояние между ними (требуемое количество – 4, фактическое – 3).
4
Кроме отступлений от инструкции обнаружены следующие дефекты:

- на основной изоляции поврежденной фазы имеется надрез шириной около 10 мм;

- излом основной изоляции поврежденной фазы;

- растрескивание термоусаживаемой трубки фазы А вблизи перчатки.
5
При подключении концевой муфты КЛ 35 кВ к ячейке 3.3 ГТУ-3 не обеспечено вертикальное расположение термоусаживаемых изоляторов, чем нивелируется их функция по защите от влаги и создания гарантированно сухих зон.
6
Локализация повреждения в районе места среза полупроводящего экрана фазы С вкупе с выявленным нарушением инструкции по намотке ленты заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля в данном месте, а также с возможным повреждением поверхностного слоя основной изоляции токопроводящей жилы при неаккуратном срезе полупроводящего экрана (возможность чего подтверждается наличием пореза на основной изоляции в неповрежденной части кабеля), указывают на повреждение кабельной муфты вследствие некачественного монтажа.
7
Дополнительным негативным фактором является нарушение инструкции в части количества и расположения термоусаживаемых изоляторов вдоль трекингостойких трубок муфты, и неправильная их ориентация по отношению к вертикали при присоединении кабельной лини (горизонтальное расположение по одной фазе, и расположение под наклоном – по другой), что могло способствовать деградации изоляции вследствие явления трекинга.
8
Поскольку в ходе исследования по предыдущему вопросу было установлено, что причиной повреждения концевой кабельной муфты стал некачественный монтаж, основная ответственность за повреждение лежит на организации, осуществлявшей монтаж кабельной муфты, и в меньшей степени – на организации, осуществлявшей присоединение кабельной линии к ячейке 3.3 ГТУ-3 (за неправильную ориентацию термоусаживаемых изоляторов относительно вертикали).

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

Вопрос №1
Определить причину выхода из строя представленного на исследование электротехнического оборудования – кабельной муфты КЛ 35 кВ Т3-Ввод ГТУ3 (яч.3.3 III СШ): заводской брак / некачественный монтаж / ненадлежащая эксплуатация (и/или обслуживание) / некачественная электрическая энергия / действие непреодолимых сил / или иное?
Ответ
Локализация повреждения в районе места среза полупроводящего экрана фазы С вкупе с выявленным нарушением инструкции по намотке ленты заполнения пустот и выравнивая напряженности электрического поля в данном месте, а также с возможным повреждением поверхностного слоя основной изоляции токопроводящей жилы при неаккуратном срезе полупроводящего экрана (возможность чего подтверждается наличием пореза на основной изоляции в неповрежденной части кабеля), указывают на повреждение кабельной муфты вследствие некачественного монтажа. Дополнительным негативным фактором является нарушение инструкции монтажа в части количества и расположения термоусаживаемых изоляторов вдоль трекингостойких трубок муфты, и неправильная их ориентация по отношению к вертикали при присоединении кабельной лини (горизонтальное расположение по одной фазе, и расположение под наклоном – по другой), что могло способствовать деградации изоляции вследствие явления трекинга
Вопрос №2
Установить и указать на ответственных лиц, если такие имеются, за выход из строя представленного на исследование электротехнического оборудования
Ответ
Поскольку в ходе исследования по предыдущему вопросу было установлено, что причиной повреждения концевой кабельной муфты стал некачественный монтаж, основная ответственность за повреждение лежит на организации, осуществлявшей монтаж кабельной муфты, и в меньшей степени – на организации, осуществлявшей присоединение кабельной линии к ячейке 3.3 ГТУ-3 (за неправильную ориентацию термоусаживаемых изоляторов относительно вертикали).

БОЛЬШЕ НАШИХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЭКСПЕРТИЗ КАБЕЛЕЙ И МУФТ

ДРУГИЕ НАШИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ

ЭКСПЕРТ-ЦЕНТР

Нужна электроэкспертиза?
Получите бесплатную консультацию у профессионалов в области электротехники и электроэнергетики

Мы выполнили сотни электротехнических экспертиз различной степени сложности и, скорее всего, уже сталкивались с Вашей проблемой. Мы уверены, что сможем Вам помочь в оказании квалифицированной экспертной помощи
ЭКСПЕРТ-ЦЕНТР
Заказать экспертизу