Для повышения надежности эксплуатации кабельных линий (КЛ) применяются специализированные приборы и системы, позволяющие контролировать текущее техническое состояние и оценивать остаточный ресурс этого важного оборудования. Конечной целью работы таких систем является получение достоверных диагностических заключений, на основании которых будет работать система управления эксплуатацией КЛ по техническому состоянию.
Контроль состояния КЛ производится на основании использования нескольких диагностических методов:
Для практической реализации системы обслуживания кабельных линий по техническому состоянию используются приборы CDM и CDM-CR, а также специализированное программное обеспечение мониторинга и диагностики INVA. Расположение первичных датчиков, технических и программных средств системы мониторинга КЛ показан на Рис.1.
Рис.1. Структура системы мониторинга КЛ
Первичные датчики, предназначенные для контроля частичных разрядов и токов «ЧР» и токов утечки в экране «I», представляют собой кольцевые трансформаторы тока. Сердечник датчика контроля частичных разрядов изготавливается из высокочастотного феррита, а для датчика тока промышленной частоты используется сердечник из электротехнической стали.
Оба датчика располагаются в высоковольтном отсеке КРУ рядом с контролируемым кабелем. Датчики легко монтируются на проводнике (шине) заземления экрана кабельной линии благодаря своей разъемной конструкции.
Сигналы с датчиков суммируются в модуле «∑». Полученный комплексный сигнал по коаксиальному кабелю передается в прибор CDM-CR, который предназначен для контроля токов утечки промышленной частоты в экранах кабельных линий. Модуль располагается в помещении КРУ, так как длина сигнальных коаксиальных кабелей от датчиков не может быть больше 50–80 метров.
В приборе CDM-CR производится разделение высокочастотных и низкочастотных сигналов: токи утечки экранов КЛ регистрируются, а высокочастотные импульсы частичных разрядов выделяются и передаются для дальнейшей обработки и анализа в основной прибор CDM.
Прибор CDM-CR в общей системе мониторинга КЛ предназначен не только для контроля токов утечки экранов. В нем реализована функция рефлектометра, контролирующего состояние КЛ под рабочим напряжением. Для этого в CDM-CR встроен генератор тестовых импульсов, параметры которых, амплитуда и длительность, могут регулироваться.
Встроенный генератор тестовых импульсов оперативно подключается к выбранной (работающей!) кабельной линии. Генератор начинает посылать тестовые импульсы в датчик частичных разрядов, расположенный на шине заземления экрана кабеля. Датчик будет наводить в линии тестовые импульсы.
Этот же датчик одновременно является и приемником импульсов, для чего он через схему развязки подключен к входному каналу прибора CDM. В результате будут зарегистрированы тестовый сигнал и все отраженные импульсы, пришедшие из кабельной линии. После дополнительной статистической обработки получается рефлектограмма кабельной линии, но зарегистрированная под рабочим напряжением. При помощи этой рефлектограммы можно проводить локацию места возникновения дефектов в КЛ.
Использование рефлектограмм, полученных на работающих кабельных линиях, расширяет возможности системы мониторинга высоковольтных КЛ. С их помощью можно выявлять дефекты типа «водяные деревья в изоляции», возникающие обычно вблизи соединительных и концевых муфт, или в местах повреждения оболочки кабеля.
Этот опасный дефект развивается при повреждении внешней оболочки кабеля и попадании под нее воды, которая под воздействием рабочего напряжения проникает в изоляцию кабеля. В сечении кабеля дефект имеет форму разветвленного дерева. Оперативная диагностика «водяных деревьев» очень важна, так как основной сложностью для диагностики является то, что они не являются источниками частичных разрядов.
Высокочастотные импульсы частичных разрядов из прибора CDM-CR передаются в прибор CDM, который является базовым для мониторинга технического состояния изоляции кабельных линий. В зависимости от размеров контролируемого КРУ – количества подключенных КЛ, может быть использована модификация системы CDM, имеющая от 6 до 45 входных каналов.
В приборе CDM контроль технического состояния высоковольтной изоляции кабельных линий, соединительных и концевых муфт, осуществляется с использованием метода регистрации и анализа частичных разрядов. Этот метод имеет максимально высокую чувствительность и эффективность для диагностики большинства дефектов в высоковольтных кабельных линиях с изоляцией любого типа.
Информация из базы данных и результаты работы экспертной части программного обеспечения INVA доступны не только пользователям локальной сети станции. Она может быть интегрирована в другие технологические и организационные уровни управления эксплуатацией оборудования.
Состав каждой поставки системы мониторинга, наличие или отсутствие в ней защитного шкафа, использование центрального АРМ мониторинга с ПО INVA оговариваются отдельно при заключении договора.
| Параметр | Значение |
| Количество контролируемых линий | до 45 |
| Длина контролируемых линий, км | до 4 |
| Частота импульсов разрядов, МГц | 0,5 ÷ 15,0 |
| Величина разрядов, пKл | 20 ÷ 100000 |
| Погрешность расчета места дефекта | ±1% длины |
| Напряжение питания, В AC/DC | 90 ÷ 260 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -40 ÷ +60 |
| Размеры монтажного шкафа, мм | 700*500*250 |
| № | Наименование | Количество |
| 1 | Прибор контроля токов экранов CDM-CR | 1 |
