Некоммерческое акционерное общество
МОНТАЖ, НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Конспект лекций для бакалавров обучающихся
по образовательной программе 5В071800 – «Электроэнергетика»
направление: «Инженерия и инженерное дело»
Алматы 2021
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИК И СВЯЗИ ИМЕНИ
ГУМАРБЕКА ДАУКЕЕВА
Кафедра электроснабжения и возобновляемых
источников энергии
СОСТАВИТЕЛИ: В.И. Дмитриченко, И.В. Казанина. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования. Конспект лекций для бакалавров, обучающихся по образовательной программе 5В071800 –
«Электроэнергетика» направление «Инженерия и инженерное дело».
Алматы: АУЭС, 2020. – 85 с.
Конспект лекций содержит достаточно подробно необходимые сведения для изучения последовательного и неразрывного процесса выполнения организационных, технических и инженерных мероприятий при проектировании, сооружении и эксплуатации электроустановок.
Содержание конспекта лекций соответствует учебной программе курса и состоит из 15 лекций, включающий в себя ил. -13, библиогр. - 16 назв.
Рецензент: д.к. ЭМЭП, доктор PhD Н.К. Алмуратова
Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества
«Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева » на 2021 год.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи имени Гумарбека Даукеева», 2021 г.
3
Введение
В решении социально-экономических задач в Республике Казахстан большое значение имеет опережающее развитие энергетики. Задачи ввода новых энергетических мощностей предъявляют высокие требования к проектированию, строительству, монтажу и пуско-наладочным работам при вводе электроэнергетических объектов в эксплуатацию. Важным и ответственным является последующая эксплуатация электрооборудования в системах электроснабжения потребителей. Это определяет значительный круг лиц, связанных с созданием и эксплуатацией электроустановок.
Установки, предназначенные для производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электроэнергии, называются электрическими, эффективное функционирование которых зависит от ряда факторов и выполняемых мероприятий.
Технология производства электромонтажных, пуско-наладочных работ и эксплуатация электроустановок – это последовательный и неразрывный процесс организационных, технических и инженерных мероприятий. Их выполнение регламентированы нормативными документами и системами стандартизации, основными из которых являются «Правила устройства электроустановок (ПУЭ)», «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ)», «Правила безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ)». Организационные и технические мероприятия направлены на выполнение работ с высокой производительностью, качеством и безопасными условиями труда, обеспечивающих эффективность электроснабжения потребителей.
Цель предлагаемого учебного пособия – ознакомить студентов с основными положениями и сведениями по разработке проектной, технической и технологической документации для создания, запуска в работу и эксплуатации электроустановок и систем электроснабжения потребителей.
4
Лекция №1. Основы организации, проектирования и производства электромонтажных работ
Содержание лекции: организация электромонтажных работ, планирование электромонтажных работ, подготовка к производству электромонтажных работ.
Цели лекции: знакомство с нормативной, проектной и монтажной документацией, организацией и планированием электромонтажных работ.
Производство электромонтажных работ - это последовательный и неразрывный процесс организационных, проектных, технических и инженерных мероприятий. Выполнение всей последовательности мероприятий основывается на обязательном соблюдении требований системы нормативных документов и стандартов.
Электромонтажные работы являются частью комплекса строительных работ и выполняются в рамках договора строительного подряда (контракта), в соответствии с которым подрядчик обязуется в установленный договором срок выполнить работы, а заказчик обязуется создать подрядчику необходимые условия для выполнения работ, принять их результат и оплатить выполненные объемы.
Заказчиком выступают юридические лица (предприятия, организации), имеющие финансовые средства. Финансирование электромонтажных работ осуществляется за счет капитальных вложений, предусмотренных для нового строительства, расширения, реконструкции и технического перевооружения объектов электроэнергетики.
Подрядчиками при проведении электромонтажных работ выступают электромонтажные предприятия независимо от форм собственности, зарегистрированные в установленном порядке в налоговых органах и имеющие лицензию и другие необходимые документы, подтверждающие легитимность предприятия и гарантии качества на выполнение электромонтажных работ. Для выполнения указанных работ заказчик, как правило, организовывает и проводит тендерные (конкурсные) торги.
Договор подряда является основным правовым документом, определяющим взаимоотношения заказчика и подрядчика. В ряде случаев договор заключается на производство работ под «ключ». Это подразумевает выполнение полного инвестиционного цикла, включающего проектирование, строительные, электромонтажные, пуско-наладочные работы и сдачу объекта в эксплуатацию.
Для выполнения отдельных видов работ подрядчик может привлекать другие предприятия – субподрядчиков. В этом случае подрядчик выступает уже в роли генерального подрядчика. Подготовка к проведению электромонтажных работ, в том числе приемка строительной части объекта под электромонтаж оборудования, ответственность перед заказчиком за
5
выполнение всех видов работ в сроки и надлежащего качества, возлагаются на генерального подрядчика.
Подрядчик планирует и осуществляет работы в соответствии с проектно-сметной документацией и договорной ценой, определяющими объем, содержание и стоимость работ. Проектная документация должна соответствовать требованиям нормативных документов, регламентирующих электромонтажные работы, основными из которых являются:
Строительные нормы и правила (СНиП);
Государственные Стандарты (ГОСТ) в области строительства;
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [11];
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ) [5].
Кроме того, в обязанности подрядчика входит соблюдение природоохранного законодательства и организация охраны труда при производстве работ.
Проектирование объектов электроэнергетики производится в две стадии:
первая – технико-экономическое обоснование строительства объекта, вторая – рабочие чертежи со сметами. Объем и содержание проектной документации должны обеспечить выполнение монтажа передовыми индустриальными методами с применением необходимых средств механизации. В проектах применяют, как правило, типовые конструктивные решения для установки электрооборудования промышленного изготовления.
Приемку документации осуществляет производственно-технический отдел монтажного управления и передает ее на участок инженерной подготовки производства. Вся документация должна иметь подписи заказчика на разрешение к выполнению работ.
Обязанности и ответственность по обеспечению электромонтажных работ комплектами оборудования, конструкциями и материалами несет подрядчик. Для проверки качества поставляемого оборудования подрядчик осуществляет входной контроль, оформляет акты приемки оборудования в монтаж или предъявляет претензии к поставщикам в случаях нарушения требований к качеству оборудования, его повреждения при транспортировке.
В ходе выполнения электромонтажных работ заказчик осуществляет технический надзор за качеством работ, соблюдением сроков их выполнения и проведению испытаний при проведении пуско-наладочных работ.
Технический надзор заказчик может выполнять с привлечением проектной организации (авторский надзор).
После выполнения заказчиком и подрядчиком всех обязательств по договору осуществляется приемка выполненных работ. Крупные объекты принимаются рабочей и государственной приемочными комиссиями с подписанием актов соответствующей стандартной формы. При небольших объемах работ приемка осуществляется одной рабочей комиссией.
Организация электромонтажных работ возлагается на подрядчика и состоит из трех основных этапов.
6
На первом инженерно-техническом этапе производится приемка, проверка и изучение проектно-сметной документации, в которой должен быть предусмотрен проект организации строительства, являющийся основой для разработки электромонтажным предприятием проекта производства электромонтажных работ (ППР).
На втором организационном этапе производится приемка от строителей под монтаж оборудования зданий, сооружений, фундаментов, проемов и ниш в конструкциях, контролируется установка закладных деталей и наличие погрузочно-разгрузочных механизмов.
На третьем материально-техническом этапе осуществляется обеспечение и комплектация электромонтажных работ оборудованием, материалами, изделиями, монтажными заготовками, на этом же этапе выполняется оснащение механизмами, инструментами, инвентарем и средствами обеспечения безопасности работ.
Важным моментом организации электромонтажных работ на сложных объектах, требующих очередности производства строительных и электромонтажных работ, является обязательное составление ППР. Этот проект разрабатывается для производства работ, сопровождающихся сложными такелажными операциями с использованием механизмов (автокранов, автовышек), а также при выполнении верхолазных работ, особенно в действующих электроустановках.
Исходными данными для разработки ППР являются:
рабочие чертежи и сметы проектной документации объекта;
данные о поставке оборудования и материалов, наличии машин и механизмов;
действующие нормативные документы, монтажные инструкции, отраслевые правила по охране труда;
документация, сертификаты на оборудование от заводов- поставщиков.
Содержание ППР состоит из трех разделов. В первый раздел входят пояснительная записка, содержащая общие сведения об объекте и организационную структуру строительства и монтажа, схема электроснабжения, план расположения оборудования и технико- экономические показатели объекта.
Во втором разделе ППР приводятся наиболее эффективные методы организации и технология выполнения электромонтажных работ, а также представляются расчеты трудозатрат, численности персонала и объемов заработной платы. Здесь указываются технологические приемы выполнения трудоемких операций, применение механизации, предложения по совмещению монтажных и наладочных работ, указания по охране труда, приводятся графики производства работ.
В третий раздел ППР входят задания непосредственно для электромонтажного персонала, представляются ведомости узлов, блоков и конструкций, подлежащих сборке, необходимые чертежи, ведомости
7
закладных деталей с их эскизами и местами установки, спецификации на оборудование и материалы.
Планирование электромонтажных работ является одной из главных функций управления производством строительных работ, в том числе и электромонтажных работ. Важным моментом планирования является увязка мероприятий, операций во времени при условии непрерывности их выполнения, особенно при осуществлении работ в действующих электроустановках.
Наиболее простой формой планирования является разработка календарного план-графика работ, представляющего собой документ, определяющий поставку во времени оборудования и комплектующих изделий, потребность в механизмах, машинах, трудовых и энергетических ресурсах, распределение капитальных вложений и объемов электромонтажных работ.
В других, более прогрессивных и гибких видах планирования, используются сетевые модели, основными элементами которых являются сетевые графики. Их разработка начинается с установления перечня работ, которые необходимо выполнить, определения их продолжительности, рациональной последовательности и взаимосвязей между ними.
Обычно разработку и анализ сетевых моделей выполняют в два этапа.
На первом этапе строят график и рассчитывают все его параметры, на втором – осуществляют анализ, корректировку и оптимизацию сетевого графика.
В целом система сетевого планирования позволяет наглядно представить и оценить организацию электромонтажных работ, осуществить более обоснованное планирование и рациональное управление этими работами.
Подготовка к производству электромонтажных работ на объекте заключается в выполнении следующих мероприятий:
получена подрядчиком проектно-техническая документация, утвержденная штампом заказчика «к производству работ»;
согласованы между подрядчиком и предприятиями-поставщиками графики поставок оборудования с учетом технологической последовательности работ, перечни сложного электрооборудования, монтируемого с привлечением шефмонтажного персонала предприятий- поставщиков, условия транспортирования к месту монтажа тяжелого и крупногабаритного электрооборудования;
подготовлены помещения для размещения бригад рабочих, инженерно-технических работников, а также для складирования оборудования, материалов и инструмента;
осуществлена по акту приемка строительной части объекта под монтаж электрооборудования и выполнены согласно нормам и правилам мероприятия по охране труда, противопожарной безопасности и охране окружающей среды.
8
При приемке оборудования производится его осмотр, проверка комплектности (без разборки), проверка наличия и срока действия гарантий предприятий-поставщиков. Результаты осмотра оформляются соответствующим актом.
Электрооборудование при монтаже вскрытию и ревизии не подлежит, за исключением случаев, когда это предусмотрено государственными и отраслевыми стандартами или техническими условиями, а также случаев длительного хранения оборудования с нарушением заводских инструкций.
Разборка оборудования, поступившего опломбированным с предприятий- поставщиков, запрещается.
Помещения закрытых распределительных устройств, фундаменты под электрооборудование сдаются под монтаж с полностью законченными строительными и отделочными работами. Сдача-приемка помещений и фундаментов для установки сложного и дорогостоящего электрооборудования, монтаж которого будет выполняться с привлечением шефмонтажного персонала, производится совместно с представителями предприятия, осуществляющего шефмонтаж.
До начала электромонтажных работ генподрядчик должен закончить планировку территории, сооружение подъездных путей, кабельных каналов, установить шинные и линейные порталы (если имеются), соорудить фундаменты под электрооборудование, подземные коммуникации и ограждения вокруг объекта.
В конструкциях порталов и фундаментов, например, под оборудование распределительных устройств должны быть установлены предусмотренные проектом резервуары для аварийного сброса масла, закладные части и крепежные детали для крепления гирлянд изоляторов и оборудования. В кабельных каналах и тоннелях должны быть установлены закладные детали для крепления кабельных конструкций, а также закончено сооружение водопровода и предусмотренных проектом автоматических средств пожаротушения.
В зданиях и сооружениях, сдаваемых под монтаж электрооборудования генподрядчиком или строительным подрядчиком, должны быть выполнены предусмотренные архитектурно-строительными чертежами постоянные проемы, ниши, отверстия в стенах и перекрытиях, необходимые для перемещения электрооборудования и монтажа низковольтных электрических сетей и контрольных кабелей.
Контрольные вопросы
1. Проведение тендеров и конкурсов на проектирование и выполнение электромонтажных работ.
2. Разделы проекта производства электромонтажных работ.
3. Организация и планирование электромонтажных работ.
4. Какие способы ведения электромонтажных работ существуют.
5. Организация производства пуско-наладочных работ.
9
Лекция №2. Индустриализация и механизация, пуско-наладка, сдача объектов в эксплуатацию
Содержание лекции: стадии индустриального монтажа, этапы пуско- наладочных работ, приемка объекта в эксплуатацию, сопутствующая
документация.
Цели лекции: знакомство с монтажными и пуско-наладочными работами внутризаводских электросетей и электроустановок.
Индустриализация и механизация ставит целью сокращение сроков ввода объектов в эксплуатацию и повышения качества электромонтажных работ.
Под индустриализацией понимается предварительное комплектование и сборка электрооборудования с целью повышения его монтажной готовности. Это достигается путем переноса максимально возможного количества операций с монтажной зоны на заводы-изготовители и подведомственные подразделения, оснащенные высокопроизводительным оборудованием. Здесь же, как правило, работает высококвалифицированный персонал и осуществляется надежный и объективный контроль за качеством работ и сдаваемых изделий.
Уровень индустриализации определяется отношением объема электромонтажных работ, выполненных за пределами монтажной зоны, к общему объему электромонтажных работ. Наиболее высокий уровень этого показателя имеют работы по монтажу распределительных устройств, изготовление которых в виде комплектных ячеек и блоков выполняется на предприятиях Республики Казахстан.
Индустриальный монтаж состоит из двух стадий:
- первая стадия включает в себя предварительную комплектацию электрооборудования, сборку на заводах и монтажных подразделениях поставляемого разрозненного оборудования в комплектные блоки и укрупненные узлы с доведением их до полной монтажной готовности;
- на второй стадии уже на объекте производится установка комплектных блоков и укрупненных узлов оборудования, прокладываются силовые и осветительные сети и сети заземления, осуществляется проверка правильности монтажа, пуско-наладочные работы и приемо-сдаточные испытания электрооборудования.
Развитие индустриальных методов электромонтажных работ тесно связано с повышением уровня их механизации, которая реализуется по трем направлениям:
- использование универсальных механизмов и подъемно-транспортных машин для механизации трудоемких процессов, это бурильно-крановые машины, телескопические вышки, гидроподъемники и др.;
- применение общестроительных инструментов, разработка и применение различных приспособлений при выполнении отдельных
10
монтажных операций, это различный электроинструмент, строительно- монтажные пистолеты, переносные прессы для оконцевания и соединения проводов и жил кабелей;
- механизация требуется и в работе складского хозяйства, позволяющая вести механизированным, высокопроизводительным способом комплектацию материалов и изделий в специальные контейнеры для последующей доставки их в монтажную зону.
Пуско-наладочные работы, сопровождающие и завершающие электромонтажные работы, представляют собой комплекс работ, включающий проверку, настройку и испытания электрооборудования с целью обеспечения его проектных параметров и режимов.
Пуско-наладочные работы осуществляются в четыре этапа.
На первом подготовительном этапе подрядчик выполняет следующее:
- разрабатывает на основе проектной и эксплуатационной документации предприятий-изготовителей рабочую программу пуско- наладочных работ;
- готовит парк измерительной аппаратуры, испытательного оборудования и приспособлений;
- согласовывает с заказчиком сроки выполнения работ, учтенные в общем графике строительства.
На этом же этапе работ заказчик также выполняет следующее:
- выдает подрядчику документацию по уставкам релейной защиты, блокировкам и автоматики, согласованные с энергосистемой;
- подает напряжение на рабочие места наладочного персонала от временных или постоянных сетей электроснабжения.
На втором этапе работ производятся наладочные операции на отдельно стоящих панелях управления, защиты и автоматики, а также наладочные работы, совмещенные с электромонтажными. Начало пуско-наладочных работ определяется степенью готовности строительно-монтажных работ, в частности, действует освещение, отопление и вентиляция, закончена установка электрооборудования и выполнено его заземление.
На этом этапе генеральный подрядчик обеспечивает временное электроснабжение и временную связь в зоне производства работ, а заказчик осуществляет:
- авторский надзор со стороны проектных организаций;
- замену отбракованного и поставку недостающего электрооборудования, устранение дефектов от монтажа, выявленных в процессе выполнения пуско-наладочных работ;
- поверку и ремонт электроизмерительных приборов, используемых при последующей эксплуатации электрооборудования объекта.
Началом третьего этапа пуско-наладочных работ считается введение эксплуатационного режима на данной электроустановке, после чего пуско- наладочные работы должны относиться к работам в действующих электроустановках и выполняться с оформлением наряд-допуска и с
11
соблюдением организационных и технических мер безопасности. На этом этапе производятся индивидуальные испытания электрооборудования, в частности, проверка и испытания систем охлаждения и РПН трансформаторов, устройств защиты, автоматики и управления оборудованием. Также осуществляется опробование схем управления, защиты, сигнализации и работы электрооборудования на холостом ходу.
После окончания индивидуальных испытаний электрооборудование считается принятым в эксплуатацию. При этом подрядчик передает заказчику протоколы испытаний электрооборудования повышенным напряжением, проверки устройств заземления и зануления, а также исполнительные и принципиальные электрические схемы, необходимые для эксплуатации электрооборудования.
Окончание пуско-наладочных работ на третьем этапе оформляется актом готовности электрооборудования для комплексного опробования.
На четвертом этапе пуско-наладочных работ производится комплексное опробование электрооборудования по утвержденным программам. Здесь выполняется настройка взаимодействия систем электрооборудования в различных режимах и содержащая:
- обеспечение взаимных связей, регулировка и настройка характеристик и параметров отдельных устройств и функциональных групп электроустановки с целью обеспечения на ней заданных режимов работы;
- опробование электроустановки по полной схеме на холостом ходу и под нагрузкой во всех режимах работы для подготовки к комплексному опробованию технологического оборудования.
Пуско-наладочные работы на четвертом этапе считаются законченными после получения на электрооборудовании предусмотренных проектом параметров и режимов, обеспечивающих устойчивый технологический процесс. Для силовых трансформаторов – это 72 часа работы под нагрузкой, для воздушных и кабельных линий – 24 часа работы под нагрузкой.
Приемка объекта в эксплуатацию содержит технический надзор за производством строительных, монтажных и наладочных работ. Этот надзор обеспечивается будущим эксплуатационным персоналом, проектной организацией, органами государственного надзора. Они осуществляют нормативное регулирование, разрешительные, контрольные и надзорные функции в области промышленной безопасности, использования и охраны окружающей среды и недр.
Задачей эксплуатационного персонала на этом этапе является оказание помощи монтажному предприятию в выявлении дефектов, упущений и отступлений от проекта.
Предъявляемый к приемке в эксплуатацию объект должен соответствовать требованиям законодательства РК, проектной документации, договору подряда, строительным, санитарным, экологическим и другим нормам. Оценка соответствия объекта проекту и требованиям нормативных документов осуществляется государственной приемочной комиссией, в
12
состав которой входят представители заказчика, генерального подрядчика, проектировщиков, территориальных администраций, органов государственного надзора и инспекции по охране труда.
Заказчик предъявляет комиссии всю необходимую проектную и техническую документацию по объекту, основными из которых являются:
акт приемки проектной документации;
акт приемки электрооборудования под монтаж;
ведомости исполнительных чертежей;
ведомости смонтированного электрооборудования;
акты на скрытые работы (кабельные линии, заземление);
акты сдачи-приемки отдельных видов электромонтажных работ;
протоколы испытаний электрооборудования;
паспорта подстанций, воздушных и кабельных линий, заземляющих устройств, молниезащиты и др.;
акты передачи электрооборудования в наладку;
акты рабочей комиссии о готовности объекта для предъявления государственной комиссии;
акт о приемке объекта в эксплуатацию;
всевозможные акты на транспортировку, такелажные работы, сушку оборудования и др.
После устранения подрядчиком всех выявленных и указанных рабочей комиссией недостатков и несоответствий с проектом составляется акт приемки законченного строительством объекта по утвержденной форме (акт рабочей комиссии). Этот акт подписывается всеми членами государственной приемочной комиссии, каждый из которых несет ответственность за принятые комиссией решения в пределах своей компетенции.
С этого момента комиссия слагает свои полномочия и объект переходит в ведение заказчика (эксплуатирующего предприятия), который принимает его на баланс и регистрирует в установленном порядке право собственности на новый объект в местных органах исполнительной власти.
Контрольные вопросы
1. Понятия индустриализации и механизации электромонтажных работ.
2. Стадии индустриализации электромонтажных работ.
3. Направления механизации электромонтажных работ.
4. Этапы и содержание пуско-наладочных работ.
5. Испытания электрооборудования электроустановок при выполнении пуско-наладочных работ.
13
Лекция №3. Эксплуатация кабельных линий напряжением до и выше 1000 В
Содержание лекции: осмотры, профилактические испытания и система ремонтов, методы определения мест повреждения кабельных линий, техника безопасности при монтаже и эксплуатации кабельных линий.
Цели лекции: изучение основных понятий и положений эксплуатации кабельных сетей городов и промышленных предприятий.
Эксплуатация кабельных линий подразумевает систему мероприятий по предупреждению и недопущению повреждений и выхода из строя кабелей и связанного с ними электрооборудования. Основные мероприятия – это осмотры, профилактические испытания и система ремонтов.
Силовые кабели подразделяются на кабели общего и специального применения и выпускают одно-, двух-, трех- и четырехжильными с сечением жил 2,5 – 800 мм2. Контрольные кабели изготавливают с количеством жил 4 – 37 и сечением 0,75 - 10 мм2.
Буквенные обозначения марок кабелей представляют:
А – (первая буква) – алюминиевая жила;
А – (вторая буква) – алюминиевая оболочка;
Б – бронепокров из плоских лент;
б – отсутствие подушки у защитного покрова;
В – ПВХ оболочка (первая буква) или изоляция жил (вторая буква) при расположении в начале или в середине обозначения;
в – в середине обозначения – изоляция из полиэтилена; в конце обозначения – подушка защитного покрова с ПВХ шлангом;
Г – отсутствие наружного покрова поверх брони или металлической оболочки;
К – бронепокров из стальных круглых проволок;
л – усиленная подушка у защитного покрова;
2л - особо усиленная подушка у защитного покрова;
Н – резиновая маслостойкая оболочка, не распространяющая горение;
н - негорючий наружный покров у защитного покрова;
О – отдельная оболочка каждой жилы;
П - при расположении в начале или в середине обозначения – полиэтиленовая оболочка или изоляция жил; в конце обозначения - бронепокров из стальных плоских проволок;
п – подушка с полиэтиленовым шлангом у защитного покрова;
Р – резиновая изоляция жил;
С – свинцовая оболочка;
с – изоляция из самозатухающего полиэтилена;
СТ – стальная гофрированная оболочка;
У - в конце обозначения - кабели, изготовленные после 1985 г.;
Ц – бумажная изоляция с нестекающим составом из церезина;
14
Шв – наружный покров из ПВХ шланга;
Шп - наружный покров из полиэтиленового шланга;
Медные жилы, бумажная пропитанная изоляция, подушка нормального исполнения и нормальный наружный покров во всех марках не имеют буквенных обозначений.
Осмотры трасс кабельных линий напряжением до 10 кВ производят в следующие сроки:
- трасс кабелей, проложенных в земле – по местным инструкциям, но не реже 1 раз в 3 мес.;
- концевых муфт на линиях напряжением выше 1000 В – 1 раз в 6 мес., на линиях до 1000 В – 1 раз в год; кабельные муфты, расположенные в трансформаторных помещениях, кабельных пунктах и подстанциях, осматривают одновременно с другим оборудованием;
- кабельные колодцы осматривают 2 раза в год.
Осмотр туннелей, шахт и каналов на подстанциях производят по местным инструкциям. В период паводков и после ливней выполняют внеочередные обходы и осмотры.
Раскопки кабельных трасс или земляные работы вблизи них производят только с разрешения эксплуатирующей организации. Особое внимание обращают на принятие необходимых мер для защиты кабелей от механических повреждений.
Кабельные линии напряжением 6 – 10 кВ в процессе эксплуатации не реже 1 раза в год подвергают профилактическим испытаниям повышенным напряжением постоянного тока. После ремонтных работ на линиях или раскопок вблизи трасс производят внеочередные испытания.
Профилактические испытания выполняют для определения технического состояния кабельных линий, выявления скрытых дефектов узлов и деталей, а также участков и мест с ослабленной изоляцией с целью проведения предупредительных ремонтов и предотвращения вероятных аварий в электросетях.
Каждая кабельная линия имеет свой номер или наименование, их трассы по территории предприятий обозначают пикетами через каждые 100 метров, обязательно на поворотах, над соединительными муфтами, при пересечениях с железнодорожными путями и дорогами и т.п.
Для каждой кабельной линии при вводе в эксплуатацию устанавливают максимальные токовые нагрузки в соответствие с требованиями ПУЭ. Эти нагрузки определяют по участку трассы с наихудшими тепловыми условиями, если длина участка превышает 10 метров. На этих же участках проверяют температуру нагрева кабеля в сроки, установленные местными инструкциями.
Температура воздуха внутри туннелей, шахт и каналов в летнее время не должна превышать температуру наружного воздуха более чем на 10оС.
В процессе эксплуатации кабельных линий появляются по ряду причин повреждения электроизоляции, наиболее характерными из них являются:
15
- заводские дефекты в виде трещин или сквозных отверстий в свинцовой оболочке, совпадение нескольких бумажных лент, заусенцы на проволоках токоведущих жил;
- надломы изоляции токопроводящих жил при разводке, плохая пайка соединительных зажимов и другие дефекты при монтаже соединений и муфт;
- крутые изгибы на углах, изломы, вмятины, перекрутка кабеля в результате дефектов монтажа;
- пробои и вмятины от неаккуратной раскопки на кабельных трассах;
- коррозия свинцовой оболочки, вызванная действием блуждающих токов или химическим составом грунта;
- перегрев или старение электроизоляции жил.
Кроме того, нередки случаи обрыва токоведущих жил кабеля в результате коротких замыканий, смещения и осадки грунта.
С целью определения места повреждения кабеля устанавливают прежде всего вид повреждения и в зависимости от этого выбирают соответствующий метод измерения. В кабельных линиях низкого напряжения определение характера повреждения осуществляют с помощью мегаомметра, которым измеряют сопротивление изоляции каждой токоведущей жилы кабельной линии по отношению к земле и между каждой парой жил. При определении целостности токоведущих жил мегаомметром предварительно устанавливают с одного конца кабеля закоротки.
В кабельных линиях высокого напряжения характер повреждения определяют путем поочередного испытания каждой жилы (с заземлением и без заземления остальных) постоянным током от установки типа АИИ-70 медленным подъемом напряжения до испытательного.
Все рекомендуемые методы нахождения места повреждения в кабельных линиях разделяют на две группы – относительные и абсолютные.
Относительные методы позволяют ориентировочно определить расстояние от места измерения до места повреждения непосредственно на трассе кабельной линии (обычно расхождение составляет 5 – 20 метров, что). Но для проведения работ по устранению повреждения необходимо абсолютным, более точным методом, уточнить место раскопок (несовпадение на трассе должно быть не более 1 метра).
На практике широко применяют следующие методы определения места повреждения в силовых кабелях:
- абсолютные, к которым относят индукционный и акустический;
- относительные, включающие импульсный, петлевой, колебательного разряда и емкостный.
Эти методы дают хорошие результаты после предварительного прожигания поврежденного места кабельной линии специальной кенотронно-газотронной установкой. При этом режим прожигания назначают или на минимальное сопротивление для дальнейшего применения индукционного метода, либо на большое сопротивление – для акустического метода.
16
При повреждениях кабеля с переходным сопротивлением менее 50 Ом, применяют индукционный метод. Принцип действия заключается в том, что по двум проводам кабеля пропускают ток от генератора звуковой частоты типа ГЗТЧ. Это создает электромагнитное поле вокруг кабеля, проложенного в земле на участке от генератора до места повреждения. Затем с помощью приемной антенны (в виде катушки с большим количеством витков на стержневом магнитопроводе), подключенной к кабелеискателю-усилителю типа ИП-7, ИП-8 или ПК-1 устанавливают наличие этого поля, перенося приемную антенну вдоль трассы кабельной линии на минимальном расстоянии до поверхности грунта. Момент исчезновения сигнала является основанием для определения места повреждения с высокой точностью.
Этот метод, по сравнению с акустическим, более безопасный, но подвержен значительному влиянию электромагнитных помех, создаваемых работающим вблизи оборудованием для электросварки, электротранспорта, коммуникациями связи и др. В ряде случаев из-за больших помех индукционный метод не используется.
Акустический метод основан на прослушивании звуковых колебаний над местом повреждения кабеля. Эти колебания создает в месте повреждения искровой разряд, питающийся от подключенного к поврежденной линии генератора типа АМП-3М.
Искровой разряд создает колебания грунта вокруг места повреждения, которые улавливаются специальным датчиком на основе пьезоэлемента. Его переставляют по поверхности грунта, при этом механические колебания преобразуются в электрические. Затем этот сигнал усиливается и прослушивается в наушниках оператором. По наибольшему звучанию сигнала определяют место повреждения с очень высокой точностью. Метод более предпочтительный по сравнению с индукционным, так как не реагирует на электромагнитные помехи.
Импульсный, относительный метод, основан на посылке в поврежденную линию зондирующего электрического импульса и измерении интервала времени между моментом подачи этого импульса и моментом прихода отраженного сигнала. Реализуют этот метод с помощью приборов типа ИКЛ-4 и ИКЛ-5, основными блоками которых являются генератор импульсов и электроннолучевой осциллограф.
В целом по виду отраженного импульса в виде осциллограммы можно судить о расстоянии до места повреждения и характеристике неоднородностей. Выброс вверх свидетельствует об увеличении волнового сопротивления (обрыв, наличие муфт, переход на участок с меньшим сечением жилы). Выброс вниз указывает на уменьшение волнового сопротивления (короткое замыкание, утечка или попадание влаги, переход на большее сечение жилы). Метод распространенный, относительно простой, информативный, однако низкая точность определения места повреждения предполагает применять после него более точные абсолютные методы.
17
Другие относительные методы определения места повреждения как петлевой, емкостной и колебательного разряда менее точны, мало распространенные и рекомендуются для изучения в литературе.
После точного определения места повреждения кабельной линии приступают к вскрытию кабеля в соответствии с правилами производства земляных работ. Освобожденный от грунта кабель и предполагаемое место повреждения необходимо тщательно очистить от земли и установить на чистую площадку, например, из дерева для выполнения дальнейших операций. Основными четкими признаками места повреждения являются запах горелого джута (покрытия кабеля), неоднородность и потемнение грунта, местное вспучивание кабеля, отверстия и трещины в оболочках и т.п.
Устранив повреждение кабеля и не засыпая траншею производят измерение сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В.
Сопротивление изоляции силовых кабелей напряжением до 1000 В должно быть не ниже 0,5 Мом, а у кабелей напряжением выше 1000 В значения сопротивления не нормируются.
Для силовых кабелей напряжением выше 1000 В производят испытания повышенным напряжением выпрямленного тока в соответствии с требованиями ПУЭ и в зависимости от конструкции кабеля. Для кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена существуют отдельные методики и оборудование для проведения испытаний.
Выдержавшая проверки и испытания кабельная линия после составления акта скрытых работ и засыпки траншеи включается в работу.
Контрольные вопросы
1. Назначение и характеристики основных элементов силовых кабелей.
2. Содержание и мероприятия при эксплуатации кабельных сетей промышленных предприятий и городов.
3. Причины и основные повреждения кабельных линий, внешние признаки повреждений.
4. Характеристики и область применения методов определения характера и места повреждения кабельных линий.
5. Содержание паспорта и маркировка кабельных линий.
6. Испытания кабельных линий в процессе эксплуатации и при ликвидации повреждений.
Лекция №4. Наладка и эксплуатация распределительных устройств и подстанций выше 1000 В
Содержание лекции: устройство распределительных устройств и подстанций выше 1000 В, требования к помещениям распределительных
