Аварийные повреждения подземных силовых кабелей

Повреждения кабельных силовых линий подземной прокладки, которые питают промышленные и коммерческие объекты (до 1000 Вт) – явление нечастое, но неприятное и проблемное. Сначала владельцы объектов оплачивают дорогостоящее технологическое присоединение, передают электромагистраль в ведение и обслуживание электросетевых компаний, а затем кабели вдруг выходят и строя. Требуется оперативное вмешательство специалистов и оперативный ремонт, но не все так просто.

Прежде всего, сетевые организации не торопятся решать проблему, так как подземная силовая линия требует сложной диагностики с использованием специального оборудования (либо найма сертифицированной электроизмерительной лаборатории за немалые деньги), определения расположения и глубины залегания кабеля (трассировки), вскрытия траншеи, ремонтных работ, пуско-наладочных испытаний и оформления пакета документации. В общем – это дорого, особенно для региональных сетевиков, технические и финансовые возможности которых ограничены.

Поэтому владельцу объекта приходится либо снова платить сетевой компании, либо решать вопрос самостоятельно, так как за сохранность электрооборудования и сетей несет ответственность именно собственник энергопотребляющего объекта. Как решать такую проблему правильно? Как провести ремонт поврежденных кабелей с минимальными финансовыми затратами и в кратчайшие сроки?
 

Причины повреждений подземного силового кабеля

В идеале, каждое крупное технологическое присоединение промышленного или коммерческого объекта должно проводиться по II категории надежности – то есть, источников питания и точек подключения должно быть два (и желательно установить третью, резервную линию). Это очень дорого, поэтому компании и предприятия среднего и малого бизнеса экономят – подключают свои объекты по III категории, от одного источника питания и без резервных генераторов.

Как результат: риск увеличивается максимально. Достаточно любой нештатной ситуации, чтобы объект обесточился, а ремонт требует времени и вложения средств. Избежать форс-мажора можно установкой системы постоянного мониторинга состояния электросетей и режимов подачи электроэнергии. Исходя из данных автоматизированного контроля, специалисты занимаются техническим обслуживанием и плановым ремонтом электрохозяйства, снижая риски поломок.

Однако даже автоматизированный контроль не может защитить электромагистраль от аварийных ситуаций, когда кабель просто выходит из строя на определенном участке или на всем протяжении магистрали. Причины аварий обычно типовые, электроинженеры хорошо с ними знакомы и разделяют на две категории:

- Объективные – ситуации, при которых кабель повреждается по независящим от сетевой компании причинам. В частности, неисправности возникают из-за скрытых заводских дефектов кабеля и проводки, естественного старения, коррозии, износа и тепловых перегрузок проводов, обрыва изоляции и токопроводящих жил при смещении грунтов в месте укладки трассы, сильных скачков напряжения со стороны энергопостащика. Обычно даже профессионалы высокого уровня не могут заранее предусмотреть и сразу определить такие риски, и они возникают уже после сдачи технологического присоединения в эксплуатацию.

- Субъективные – аварийные ситуации, которые возникают из-за «человеческого» фактора: экономии на качестве электрокабелей, ошибок при расчете нагрузок и неправильного выбора сечения жил, травмирования проводов при транспортировке и укладке в землю, нарушения технологии электромонтажа, некачественной изоляции соединений, нарушений при установке заземления трассы, травмировании кабелей и изоляции при проведении земляных работ в месте прокладки электромагистрали.

Как видите, повреждений силовых кабелей из-за человеческих ошибок или халатности – явно больше. Но понимание этого печального факта не упрощает проблему: исправлять поломку все-равно нужно, и делать это надо быстро, правильно и поэтапно.
 

Этапы диагностики повреждений подземных кабелей

Для того, чтобы точно определить неисправности силового кабеля (а это важно для выбора способа ремонта) необходима обязательная предварительная диагностика – определение характеристик дефекта, местоположения трассы неисправного кабеля и точное место поломки. Для этого последовательно применяется несколько современных технологий:

Анализ дефекта и определение его характеристик

Первый этап диагностики – вид и характеристики повреждения, которые можно определить по «поведению» электрического напряжения в токопроводящих жилах.

Основных типовых поломок пять:

- Замыкание на землю одной фазы. Обычно связано с повреждением изоляции одной из токопроводящих жил, в результате чего жила замыкается на экранирующую оплетку. Сопровождается сильными скачками напряжения на фазах или потерей напряжения на неисправной жиле.

- Замыкание между фазами кабеля. Связано с повреждением изоляции минимум двух фаз, что ведет к замыканию жил. Сопровождается появлением высоких токов.

- Заплывающее повреждение жилы – сильный скачок напряжения (даже кратковременный) может разрушить изоляцию изношенного или дефектного кабеля, что чревато замыканиями и обрывами фаз.

- Обрыв жилы. Происходит из-за механических повреждений, сильных перегрузок в сети или междуфазных замыканий. Сопровождается выгоранием зоны обрыва, а иногда - большого участка кабеля.

- Комбинированные поломки. Появление на трассе нескольких повреждений разных видов, что может вывести кабель из строя полностью.

Важно учесть, что простые неисправности силового электрокабеля могут повлечь за собой появление более сложных. В частности, дефектная изоляция вызывает однофазный пробой электрического кабеля, тот может создать замыкание между фазами, а оно приводит к скачку напряжения и разрыву токопроводящей жилы.

Трассировка кабельной магистрали

Для того, чтобы найти точное место повреждения электрокабеля, необходимо сначала найти его в земле. Если нет инженерной документации на технологическое присоединение (подключение производилось очень давно) или на участке проложено несколько пучков силовой проводки, определить местоположение и глубину залегания неисправной жилы сложно. Поэтому проводится трассировка кабеля – его поиск на местности.

Методы трассировки силовых магистралей относительно просты: с помощью специального кабельного локатора и генератора участок «прозванивается» электромагнитными полями с частотой до 50 Гц.

Вариантов такого «прозвона» два:

- Пассивный – поиск кабеля под напряжением на участке, где нет других электрических коммуникаций. Трассоискатель без генератора, настроенный на частоту 50 Гц, посылает сигналы в землю и получает отражение частотной волны в месте залегания токопроводящей жилы.

- Активный – поиск обесточенного кабеля или неисправной жилы в проложенных пучках проводов. К трассоискателю подключается генератор с индукционной антенной, который посылает в землю и принимает сигнал нужной частоты.

После трассировки кабеля на местности, подземная магистраль наносится на инженерный чертеж, специалисты изучают вероятные зоны повреждений и проводят дефектоскопию.

Предварительная локализация зоны дефекта

Дефектоскопия предполагаемой зоны повреждения позволяет определить место пробоя или обрыва кабеля с точностью до 1 метра. Для этого необходимо знать характеристики предполагаемой поломки и трассировку кабеля, чтобы правильно выбрать один из пяти дистанционных методов ОМП, обнаруживающих расстояние до места неисправности от любой точки замера:

- Импульсный – используется электрический импульс, снимающий показания сопротивления (на исправных и неисправных участках жилы оно разное).  Подходит при замыканиях фазы на землю.

- Емкостный – используются мосты переменного тока, фиксирующие разницу сопротивлений. Подходит при обрывах фаз.

- Колебательный – используется высоковольтный разряд, создающий колебания электромагнитных волн над зоной повреждения жилы. Подходит при однофазных замыканиях на землю.

- Волновой – используется конденсаторная высоковольтная электромагнитная волна, вызывающая пробои сопротивления в месте дефекта. Подходит при замыканиях на землю.

- Петлевой – используется электрическая петля (контур), которая измеряет сопротивление в местах пробоя. Подходит при повреждениях изоляции и однофазных пробоях на землю.
 

Важно! Предварительная дефектоскопия поврежденных участков подземного силового кабеля выполняется специалистами лицензированной электроизмерительной лаборатории с помощью сертифицированного измерительного оборудования. По результатам ОМП составляется обязательный протокол.

Этот этап важен, так как позволяет локализовать зону предполагаемого ремонта на протяженных кабельных трассах, а значит, объемы земляных работ, трудоемкость и время ремонтных работ.
 

Точная локализация пробоя или обрыва кабеля

Последний этап дефектоскопии выполняется с помощью топографических методов рефлектометрии. Они универсальны для любых видов повреждений, дают максимальную точность замера на локальных участках силового кабеля, но не подходят для диагностики на большой протяженности магистрали (для этого используются дистанционные измерения).

Топографических методов три:

- Акустический – используется электроимпульс, который подается над участком повреждения. При зондировании места пробоя кабеля – звуковой тон импульса меняется либо затухает.

- Потенциальный – используются замеры электрических потенциалов на участке. В месте пробоя фиксируется резкий спад.

- Индукционный – используется высоковольтный ток, создающий вокруг кабеля магнитное поле. В месте пробоя поле исчезает.

Любой из перечисленных методов также требует применения точной измерительной аппаратуры, то есть, привлечения сертифицированной электроизмерительной лаборатории. Результаты дефектологической рефлектометрии оформляются в специальный протокол, который является основным документом для специалистов по ремонту повреждений внешней кабельной магистрали подземной проводки.

 

Ремонтные работы

Получив на руки протоколы измерений от специалистов электроизмерительной лаборатории, вы можете приступать непосредственно к ремонту подземного силового кабеля.

Это тоже целый комплекс работ, для которого лучше нанять профессионалов:

- выкапывание кабеля в траншее (расчистка от земли зоны повреждения жилы);

- демонтаж защиты кабеля (снятие оболочки и изоляции);

- восстановление целостности токопроводящей жилы (сварка, пайка, установка термоусаживающих муфт на соединение);

- установка новой оболочки и защитного кожуха кабеля (гофра, труба);

- тестирование работоспособности восстановленного участка кабеля (подача высокого напряжения с проведением замеров сети);

- закапывание кабеля в траншее.

Ремонт занимает минимум времени в общей процессе восстановления поврежденного участка электрической подземной магистрали. И здесь важна именно работа электроизмерительной лаборатории – компании, которая располагает дефектологическим оборудованием и современными технологиями рефлектометрии. Без ее диагностики ремонтные работы вообще запрещено проводить.

Именно необходимость дефектоскопии специалистами лаборатории – это главная проблема, из-за которой сетевые компании не хотят браться за ремонт повреждений силовых кабелей подземной прокладки. Не в каждом регионе есть такая лаборатория, а услуги большинства из них – достаточно дороги.

Самостоятельно выполнить ремонт силового кабеля владелец энергопотребляющего объекта тоже не может: лицензии на проведение дефектологической диагностики у него, скорее всего, нет, а без протокола измерений приступать к работам не позволит Энергонадзор. Что делать? Коммерческая компания или промпредприятие не может простаивать без электричества!

Проблема решается достаточно просто: вам необходима поддержка профессионалов. В Москве и Московской области помощь в диагностике и ремонте внешних электрических кабелей подземной прокладки вам окажут специалисты группы компаний «ЭЛЕКТРИМ».

Мы изучим особенности электрохозяйства на вашем объекте, привлечем к трассировке и дефектоскопии неисправностей кабеля сертифицированную электроизмерительную лабораторию, на основании ее протоколов выполним весь комплекс ремонта, выдадим вам официальный протокол испытаний и проследим за повторным вводом объекта в эксплуатацию.
 

Важно! Земляные работы по вскрытию кабельной магистрали в месте повреждения и засыпке траншеи после ремонта заказчик выполняет своими силами.