Качество изоляционного слоя кабеля очень сильно влияет на надежность работы электроустановки в целом. Оно может меняться как при изготовлении на заводе, так и во время хранения, транспортировки, монтажа схемы, а, особенно, при ее эксплуатации.
Например, попавшая внутрь изоляции влага при отрицательных температурах замерзнет и изменит свои электропроводящие свойства. Определить ее наличие в этой ситуации весьма проблематично.
Виды проверок
Качеству изоляции уделяется постоянное внимание, которое комплексно реализуется:
-
периодическими обязательными проверками обученным персоналом;
-
автоматическим отслеживанием специальными приборами контроля во время выполнения постоянного технологического цикла.
Во время оценки кабеля персоналом определяется его механическое состояние и проверяются электрические характеристики.
При внешнем осмотре, который является обязательным во время любой проверки, довольно часто можно увидеть только выведенные для подключения концы кабеля, а остальная его часть скрыта от обзора. Но даже при полном доступе определить качество изоляционного слоя невозможно.
Электрические проверки позволяют выявить все дефекты изоляции, что разрешает сделать вывод о пригодности кабеля к дальнейшей эксплуатации и дать гарантии на его использование. Они по степени сложности подразделяются на:
1. измерения;
2. испытания.
Первый способ применяется для оценки качества в следующих случаях:
-
после приобретения до начала укладки в электросхему, чтобы не тратить время на прокладку и последующий демонтаж неисправного кабеля;
-
после выполнения монтажных работ для оценки их качества;
-
когда закончены испытания. Это позволяет оценить исправность изоляции, подвергшейся действию повышенного напряжения;
-
периодически в процессе эксплуатации для контроля сохранности технических характеристик под воздействием рабочих токовых нагрузок или факторов окружающей среды.
Испытания изоляции кабеля проводятся после его монтажа до подключения в работу или периодически при эксплуатации по мере необходимости.
Как устроен кабель
Для объяснения принципа электрических проверок рассмотрим структуру простого, часто встречающегося кабеля марки ВВГнг.
Каждая из его токоведущих жил снабжена собственным слоем диэлектрического покрытия, которое изолирует ее от соседних жил и утечек на землю. Токоведущие провода помещены в заполнитель и защищены оболочкой.
Другими словами, любой электрический кабель состоит из металлических проводов, чаще всего на основе меди или алюминия и слоя изоляции, предохраняющего жилы от возникновения токов утечек и коротких замыканий между всеми фазами и землей.
Каждый кабель предназначен для передачи определенного вида энергии при различных условиях эксплуатации. К нему предъявляются определенные, специфические требования, оговоренные ПУЭ. С ними необходимо ознакомиться до проведения электрических измерений.
Приборы для проверок
Иногда начинающие электрики для замера изоляции кабеля или электропроводки пользуются тестерами или мультиметрами, на которых нанесена шкала замера сопротивлений в килоОмах и мегаОмах. Это является грубой ошибкой. Такие приборы предназначены для оценки параметров радиодеталей, работают от маломощных элементов питания. Они не способны создать необходимую нагрузку на изоляцию кабельных линий.
Этим целям служат специальные приборы — мегаомметры, называемые на жаргоне электриков «мегомметрами». Они имеют много конструктивных исполнений и модификаций.
До начала пользования любым прибором необходимо каждый раз проверять его исправность:
-
внешним осмотром;
-
оценкой сроков прохождения проверок метрологической лабораторией по состоянию ее клейма на корпусе. Правила безопасности не разрешают пользоваться измерительным прибором с нарушенным клеймом даже когда есть паспорт о проведенной проверке до окончания ее действия;
-
проверкой сроков периодических испытаний изоляции у высоковольтной части прибора электротехнической лабораторией. Неисправный мегаомметр или поврежденные соединительные провода могут быть причиной поражения персонала электрическим током.
-
контрольным замером известного сопротивления.
Внимание! Все работы с мегаомметром относятся к категории опасных! Их имеет право выполнять только обученный, прошедший проверку и допущенный комиссией персонал с группой по электробезопасности III и выше.
Технические вопросы подготовки кабеля к замеру изоляции и испытаниям
Обратите внимание на то, что организационная часть здесь рассматривается очень кратко и не полностью. Это большая, важная тема для другой статьи.
1. Все работы по измерению должны проводиться на кабеле со снятым с него напряжением и, как правило, окружающего оборудования. Действие наведенных электрических полей на схему замера должно быть исключено.
Это диктуется не только безопасностью, но и принципом работы прибора, который основан на подаче калиброванного напряжения в схему от собственного генератора и замере возникших в ней токов. Деления шкалы аналоговых приборов и отсчеты цифровых моделей в Омах пропорциональны величине возникающих токов утечек.
2. Кабель, подключенный к оборудованию, необходимо отключать со всех сторон.
Иначе будет замеряться сопротивление изоляции не только его жил, а всей оставшейся подключенной схемы. Иногда этим приемом пользуются для ускорения работы. Но, в любом случае, для получения достоверных сведений схему подключения оборудования необходимо учитывать.
Для отключения кабеля выполняется расшиновка его концов или отключаются коммутационные аппараты, к которым он подключен.
В последнем случае при получении отрицательных результатов необходимо проверять изоляцию цепей этих аппаратов.
3. Длина кабеля может достигать большой величины порядка километра. На удаленном конце в самый неожиданный момент могут появиться люди и своими действиями повлиять на результат измерения или пострадать от высокого напряжения, приложенного к кабелю от мегаомметра. Это необходимо предотвратить выполнением организационных мероприятий.
Особенности безопасного использования мегаомметра и технология выполнения замера
Длинные кабели, проложенные в электрических сетях вблизи работающего высоковольтного оборудования, могут находиться под наведенным напряжением, а при отключении от контура заземления иметь остаточный заряд, энергия которого способна нанести вред организму человека. Мегаомметр вырабатывает повышенное напряжение, которое прикладывается к жилам кабеля, изолированным от земли. При этом тоже создается емкостной заряд: каждая жила работает как обкладка конденсатора.
Оба этих фактора вместе накладывают условие безопасности — применять при замерах сопротивления каждой жилы, как по отдельности, так и в комплексе, переносное заземление. Без него прикасаться к металлическим частям кабеля без применения защитных электротехнических средств категорически запрещено.
Как измерить сопротивление изоляции жил относительно земли
Рассмотрим в качестве примера проверку сопротивления изоляции одной жилы относительно земли.
Первый конец переносного заземления вначале надежно крепится к контуру земли и больше не снимается до полного окончания электрических проверок. Сюда же подключается один из двух проводов мегаомметра.
Второй конец заземления, оборудованный изолированным наконечником с предохранительным кольцом и зажимом для быстрого подключения типа «Крокодил» с соблюдением правил безопасности подключают на металлическую жилу кабеля для снятия с нее емкостного заряда. Затем, без снятия заземления, сюда же коммутируется вывод второго провода от мегаомметра.
Только после этого «крокодил» заземления разрешается снять для проведения замеров подачей напряжения на подготовленную электрическую цепь. Время измерения должно составлять не менее одной минуты. Это необходимо для стабилизации переходных процессов в схеме и получения точных результатов.
Когда генератор мегаомметра остановлен отключать прибор от схемы нельзя из-за присутствующего на ней емкостного заряда. Для его отвода необходимо повторно использовать второй конец переносного заземления, наложить его на проверяемую жилу.
Проводник, идущий от мегаомметра, снимается с жилы после подключения на нее переносного заземления. Таким образом, цепи измерительного прибора всегда коммутируются к испытательной схеме только при установленном заземлении, которое убирается на момент проведения замера.
Описанная проверка состояния изоляции кабеля мегаомметром для фазы С демонстрируется последовательностью рисунков.
В приведенном примере для упрощения понимания технологии не описаны действия с другими жилами, оставшимися под наведенным напряжением, которое должно сниматься установкой закоротки с дополнительным переносным заземлением, что значительно усложняет схему и выполнение измерений.
На практике с целью ускорения работы по проверке изоляции фаз относительно земли все жилы кабеля подключают к закоротке. Эту операцию должен выполнять персонал, допущенный к работе под напряжением. Она опасна.
В рассматриваемом примере это фазы РЕ, N, А, В, С. Далее осуществляют измерения по вышеперечисленной технологии для всех параллельно включенных цепочек сразу.
Обычно кабели эксплуатируются в исправном состоянии, то такой проверки бывает достаточно. Если получается неудовлетворительный результат, то придется пофазно осуществлять все замеры.
Как измерить сопротивление изоляции между жилами кабеля
С целью улучшения понимания процесса сделаем упрощение, что кабель не находится под влиянием наведенного напряжения и имеет короткую длину, которая не создает значительных емкостных зарядов. Это позволит не описывать действия с переносным заземлением, которые необходимо выполнять по уже рассмотренной технологии.
Перед замером обязателен осмотр собранной схемы и проверка с помощью индикатора отсутствия напряжения на жилах. Их необходимо развести в стороны без касания друг друга и каких-либо окружающих предметов. Мегаомметр подключают одним концом к фазе, относительно которой будет выполняться замер, а вторым проводом поочередно коммутируются оставшиеся фазы для проведения измерений.
В нашем примере выполняется замер изоляции всех жил поочередно относительно фазы РЕ. Когда он закончится, то выбираем за общую очередную фазу, например, N. Аналогичным образом осуществляем замеры относительно ее, но с предыдущей фазой уже не работаем. Ее изоляция между всеми жилами проверена.
Затем выбираем очередную фазу в качестве общей и продолжаем замеры с остальными жилами. Таким способом перебираем все возможные комбинации соединения жил между собой для анализа состояние их изоляции.
Еще раз хочется обратить внимание, что эта проверка описана для кабеля, не подвергающегося наведенному напряжению и не обладающего большим емкостным зарядом. Слепо копировать ее на все возможные случаи нельзя.
Как документально оформить результаты измерений
Дату и объем проверки, сведения о составе бригады, применяемые измерительные приборы, схему подключения, температурный режим, условия выполнения работы, все полученные электрические характеристики необходимо сохранить в записи. Они могут потребоваться в будущем для исправного кабеля и служить доказательством неисправности забракованному изделию.
Поэтому на проведенные измерения составляется протокол, заверенный подписью производителя работ. Для его оформления можно использовать обыкновенный блокнот, но более удобно применить заранее подготовленный бланк, содержащий сведения о последовательности операций, напоминания по мерам безопасности, основные технические нормативы и таблицы, подготовленные к заполнению.
Такой документ удобно составить один раз с помощью компьютера, а затем просто распечатывать его на принтере. Этот способ экономит время на подготовку, оформление результатов измерений, придает документу официальный вид.
Особенности испытания изоляции
Эта работа проводится с помощью специальных стендов, содержащих посторонние источники повышенного напряжения с измерительными приборами, относится к категории опасных. Ее выполняет специально обученный и допущенный персонал, который организационно на предприятиях входит в состав отдельной лаборатории или службы.
Технология испытаний во многом напоминает процесс измерений изоляции, но при этом используются более мощные источники энергии и высокоточные измерительные приборы.
Результаты испытаний, как и при измерениях, оформляются протоколом.
Работа приборов контроля изоляции
Автоматической проверке состояния изоляции электрооборудования в энергетике уделяется много внимания. Она позволяет значительно повысить надежность электроснабжения потребителей. Однако это отдельная большая тема, которая требует дополнительного раскрытия в другой статье.