Электрическая сеть, используемая для электроснабжения, в значительной мере состоит из кабельных линий. Они являются единственным приемлемым решением для распределения электроэнергии в условиях населённых пунктов. Ведь воздушные линии электропередачи не только портят вид городских улиц, но и являются источником потенциальной опасности. Например, из-за обрыва проводов.
Кабельные линии, которые скрыты под землёй, хорошо защищены. Однако аварии по тем или иным причинам происходят и с кабелями. После этого их приходится ремонтировать. Сложность ремонта в основном определяется свойствами грунта, глубиной залегания кабеля и строением его сечения.
Ремонт кабельных линий. Причины повреждений
По статистике кабели ремонтируются по следующим причинам:
- Наиболее часто, примерно до 43%, проявляются скрытые повреждения кабеля, которые изделие получает в период времени после отгрузки с завода и до сдачи в работу.
- 16% составляют прямое случайное механическое воздействие, получаемое в ходе строительства или иных траншейных работ.
- До 10% — аварии, причиной которых является недостаточно качественные работы по укладке кабеля, соединению его отрезков муфтами, заделке концов кабеля.
- Движение грунта приводит к 8% от числа всех аварий.
- Металлические оболочки окисляются и разрушаются, открывая доступ влаге к токопроводящим жилам и вызывая 7% от всех аварий.
- Заводской брак является причиной 5% аварийных случаев.
- Несоблюдение технологических норм в ходе прокладки кабельных линий вызывает аварии, которые составляют 3% от общего числа всех случаев.
- И всего лишь 1% это аварии по причине долговременных перегрузок и естественного старения изоляции.
Кроме перечисленных аварийных причин существуют также случаи в доле 7% с невыясненными подробностями.
Виды ремонтных работ
Кабельные сети ниже 35 кВ включительно используются соответственно «Инструкциям по эксплуатации силовых кабельных линий. Часть 1. Кабельные линии до 35 кВ». Этими инструкциями предписываются текущие ремонтные работы для любой линии. Ремонт кабельных линий, в соответствии со сложившейся ситуацией выполняется как аварийный, срочный или плановый.
Аварийные ремонтные работы выполняются как можно быстрее после того, как выясняется невозможность повторного включения работающей до этого кабельной линии. Обычно после её отключения предусмотрены резервные токоведущие кабели. Если по ним невозможно обеспечить потребителей электроэнергией по причине перегрузки или иным причинам, аварийная бригада, соответственно диспетчерской разнарядке, немедленно приступает к работе по включению линии в работу. Одна или несколько аварийных бригад, в зависимости от размеров обслуживаемой электросети, непрерывно несут дежурство в ожидании команд диспетчера.
Случаются отключения основной кабельной линии, когда резервные токоведущие линии работают с перегрузкой по всем потребителям. Причём вплоть до необходимого отключения некоторых из них из-за того, что отключается система автоматического резервного питания наиболее важных потребителей. В таких ситуациях возникают условия для выполнения срочного ремонта. Его начинают в течение рабочей смены по команде диспетчера.
В кабельных сетях каждый месяц составляется план на основании данных, полученных по результатам регулярных обследования и измерений в электросети. В этом плане присутствует и плановый ремонт, который утверждается руководством и выполняется в установленные сроки ремонтными бригадами.
Ежемесячные планы являются основой для составления годового плана – графика проведения в течение летних месяцев капитального ремонта сети.
- Её ремонт выполняется поэтапно. Первый подготовительный этап предусматривает снятие напряжения с ремонтируемого участка и заземление его.
- Изучается имеющаяся документация для получения точных сведений относительно технических данных кабеля на ремонтируемом участке.
- Оформляются документы, укомплектовываются технические средства и материалы для выполнения ремонта и доставляются вместе с членами бригады на место выполнения работ.
- Место выполнения ремонтных работ ограждается, внутри ограждений выкапываются траншеи или котлован. Обязательно тестируется воздух на месте выполнения работ. Он не должен содержать газы, которые могут взорваться или воспламениться.
- После получения разрешения на работы с применением открытого огня и допуска на выполнение работ начинается подготовка к поиску места повреждения, а также анализируется состояние кабеля. Для этого он прокалывается или разрезается, а муфта вскрывается.
Ремонт кабеля
Если выполняются работы по устранению повреждений наружных слоёв кабеля и не выполняется удаление отрезка старого кабеля с последующей заменой его новым отрезком, такие работы классифицируются как простые. Наружные слои обычно повреждаются при протягивании кабеля через трубы, а также от зацепления с некоторыми препятствиями, например с краями камней. Если при этом целостность защитной оболочки из джута нарушается и в месте повреждения просматривается стальная броня, это место покрывается двумя слоями просмолённой ленты. Каждый виток должен накрывать половину ширины ленты предыдущего витка. Затем поверх неё наносится разжиженная от нагрева битумная мастика. Марка мастики – МБ70 или МБ90.
На фото: а) — место вырыва или пореза очищается от пыли и грязи наждачной шкуркой до образования шероховатой поверхности; б) — для увеличения поверхности соприкосновения мастики со шлангом края поврежденного участка срезают под углом 35 — 40 градусов по отношению к центру; в) — место повреждения выравнивают мастикой; г) — поверху с натяжением накладывается самовулканизирующаяся лента в 2-3 слоя с 50% перекрытием.
Повреждаются также и слои из ПВХ. Одним из приёмов их восстановления является сварка горячим воздухом. Для формирования струи воздуха с температурой от 170 до 200 градусов Цельсия применяются специальные пистолеты.
Расходным материалом для такой сварки порезов защитной оболочки является пруток из ПВХ. Его диаметр обычно выбирается в пределах от 4 до 6 мм. Место сварки обезжиривается летучими растворителями типа уайт-спирита, края повреждённой области подрезаются, посторонние включения удаляются. Прутком ремонтируются порезы и проколы ПВХ оболочки. Пруток разогревается так, чтобы началось оплавление самого прутка и краёв пореза ПВХ оболочки. При появлении признаков размягчения ПВХ поверх оболочки накладывается несколько слоёв изоляционного материала, например, кабельной бумаги. Они прижимаются к оболочке для лучшей герметизации и качества шва.
Если повреждение таково, что прутком невозможно заполнить порез или похожее на него повреждение ПВХ оболочки, применяется заплата из ПВХ пластины. Пластина обрезается по форме повреждения так, чтобы в каждой точке контура его получалось перекрытие 1 – 2 мм. Периметр заплаты точечно приваривается к оболочке. После этого прутком из ПВХ формируется контурный шов. Перед сваркой выполняется зачистка и обезжиривание поверхностей.
Заплату можно поставить в любом месте кабеля, в том числе и в месте его искривления. На прямых участках более эффективной получается манжета из разрезанной вдоль ПВХ трубки. Она накладывается на место повреждения, закрепляется и прутком из ПВХ приваривается по концам и по разрезу. Перед сваркой так же выполняется зачистка и обезжиривание поверхностей. Методом альтернативным сварке ПВХ прутком является использование компаунда на основе эпоксидной смолы.
Она является заполняющей основой. Покрытием служит лента из стекловолокна. Чтобы поверхность ПВХ оболочки кабеля более прочно сцеплялась с компаундом, её царапают крупным напильником. Поверхность оболочки в месте повреждения и примерно по 5 – 6 см по обе стороны от него покрывается компаундом с добавлением отвердителя. Поверх компаунда на кабель наматывается лента из стекловолокна. Затем снова наносится компаунд поверх ленты и наматывается новый её слой. Таким способом наносится 4-5 слоёв ленты из стекловолокна поочерёдно с компаундом.
Если кабель проложен открытым способом и есть повреждения в его наружных оболочках, через которые может проникать влага внутрь, можно наложить на места повреждения временную повязку из клейкой ПВХ ленты. Каждый виток её должен накрывать половину ширины ленты предыдущего витка. Лента накладывается в три слоя. Верхний слой покрывается ПВХ – лаком №1. Если на стальной бронеленте появляется коррозия, она удаляется химическими восстановителями. После этого выполняется окрашивание бронеленты термостойким лаком или маслобитумной краской.
Если бронелента получила от коррозии существенные повреждения, она отрезается в этих местах и удаляется. Если нет новой бронеленты для замены, вместо удалённых отрезков ленты на кабель накладывается две пластины из жести или оцинкованного железа. Эти пластины должны перекрывать оставшуюся бронеленту на 5-6 см с каждой стороны. Продольные относительно кабеля края пластин должны быть зацеплены друг за друга и завальцованы. Поверх каждого шва накладывается половина стальной трубки распиленной вдоль. Обе половины трубки должны плотно охватывать пластины, которые в свою очередь должны хорошо прилегать к поверхности кабеля. Продольные и концевые зазоры половинок трубки с бронелентой облуживаются и заполняются припоем.
Похожий способ ремонта кабеля применяется при повреждении защитной оболочки и вытекании заполнителя через это повреждение. В таком случае от места повреждения в обе стороны на 15 см с кабеля снимаются слои верхней поясной изоляции. Ремонт имеет смысл продолжать только при отсутствии влаги в месте повреждения. Если влага присутствует, а её отсутствие определяется нагретым парафином, повреждённый отрезок вырезается и вместо него ставится новый отрезок с двумя муфтами.
Если кабель не имеет влаги, повреждённый участок + 7…8 см с каждой стороны оборачивается отрезком из свинцового листа. В получившейся свинцовой трубке, которая должна иметь длину окружности сечения на 3 – 4 см больше, чем у кабеля под ней, делаются два отверстия. Они предназначены для последующей заливки горячей массой. Отрезок листа предварительно должен быть очищен от пыли и налипшего мелкого мусора и обезжирен. Торцы трубки подворачиваются внутрь на угол близкий к 90 градусам.
Продольный шов и торцы трубки обрабатываются припоем. Трубка получается на торцах припаянной к оболочке. После этого свободное пространство внутри неё заполняется горячей кабельной массой. Когда масса застывает, отверстия запаиваются. Для усиления прочности торцы свинцовой трубки обматываются медной проволокой диаметром 1 мм плотно виток к витку. Проволока должна располагаться так же и на оболочке кабеля. Она должна иметь ширину намотки не менее 10 мм и на кабеле и на трубке. После намотки проволока покрывается припоем. Затем отремонтированный отрезок обматывается двумя слоями просмоленной ленты. Каждый виток её должен накрывать половину ширины ленты предыдущего витка.
Случаются такие аварии кабеля, когда вовнутрь него проникает влага. В результате этого бумажная изоляция утрачивает свои свойства. Но, тем не менее, токопроводящие жилы сохраняются в хорошем состоянии. Наиболее эффективным решением в таком случае является восстановление бумажной изоляции вокруг токопроводящих жил и установка специальной муфты. Токопроводящие жилы при этом не разрезаются. Они полностью освобождаются от изоляции. В этом месте кабель должен быть раскопан так, чтобы его можно было стянуть в направлении повреждения с каждой стороны для получения достаточного изгиба.
Это делается для того, чтобы стало возможно развести жилы в стороны и через промежутки между ними намотать на каждую из них несколько слоёв новой бумажной изоляции или аналогичной ей изоляционной ленты. После восстановления изоляции на жилах они вновь сближаются примерно до таких же расстояний, как и в неповреждённом кабеле. Затем на этом месте устанавливается разрезная свинцовая муфта. В первую очередь, выполняется пайка её продольного шва. Потом оболочка кабеля припаивается к корпусу муфты, а внутренность её заполняется горячей кабельной массой с использованием двух отверстий в корпусе. Они запаиваются по окончании процесса заполнения.
Но, если токопроводящие жилы оказываются повреждёнными, существуют два варианта ремонта:
- Установка одной соединительной муфты. Это делается, если кабель можно разрезать и подтянуть концы его внахлёст или достаточно использовать муфты и гильзы с удлинением.
- Если перечисленные выше варианты с одной муфтой не получаются, делается вставка отрезка нового кабеля и монтаж его со старым изделием с каждого конца одной соединительной муфтой.
Ремонт кабельных муфт и концевых заделок
Кроме уже перечисленных аварий, которые происходят на теле кабеля, встречаются повреждения в местах соединения – в соединительных муфтах. Чаще всего нельзя точно выяснить подробности такой неисправности только раскопав и осмотрев её. Наиболее сложно выяснить факт проникновения влаги внутрь муфты. Поэтому выполняется её разборка для более детального обследования. При отсутствии влаги и существенных дефектов, причинённых аварией, муфта ремонтируется. В противном случае повреждённая деталь вырезается и взамен ставится муфта с удлинением. При недостаточном удлинении делается вставка из отрезка нового кабеля с отдельной муфтой на каждом его конце.
И соединительные, и концевые муфты ремонтируются одинаковыми способами
- осмотр,
- разборка,
- выяснение ремонтопригодности,
- ремонт или вставки кабеля с двумя новыми муфтами.
Отличие заключается лишь в том, что при ремонте концевой муфты с вставкой отрезка кабеля применяется одна концевая и одна соединительная, а при ремонте соединительной – две соединительные. Кабели с концевыми муфтами для защиты от воздействия окружающей среды снабжаются металлическими кожухами, закрывающими её, находящуюся снаружи. Такие кожухи должны подвергаться регулярному техническому обслуживанию:
- осмотру,
- проверке болтовых соединений и уплотнений,
- очистке от пыли и грязи,
- нанесению окрашивающих эмалей.
Аналогичными способами ремонтируются и обслуживаются концевые заделки кабелей. При замене заделки, которая утратила свою пригодность в результате аварии и недостаточной длине, после её удаления добавляется отрезок нового кабеля с новой заделкой и соединительной муфтой.
