Повышение эффективности эксплуатации кабельных линий 6-10 кВ в системах электроснабжения на основе неразрушающей диагностики

• Автор: Лебедев, Геннадий Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 410 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТЦИИ
КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
1.1. Краткая характеристика кабельных сетей исследуемых предприятий
1.2. Организация эксплуатации кабельных линий на примере Кемеровской городской электрической сети
1.2.1. Анализ статистических данных третьего сетевого
района г. Кемерово
1.2.2. Анализ отказов кабельных линий в Кемеровской городской электрической сети
1.3. Повреждаемость кабельных линий в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»
1.4. Исследование повреждаемости кабельных линий в КО АО «Азот» и на Макеевском металлургическом заводе
1.4.1. Анализ отказов кабельных линий в КОАО «Азот»
1.4.2. Эксплуатационные закономерности изменения тока утечки и сопротивления изоляции кабельных линий
1.4.3. Исследование и определение периодичности испытаний кабельных линий в КОАО «Азот» и на Макеевском металлургическом заводе
1.5. Повреждаемость кабельных линий в Новомосковской акционерной компании «Азот»
1.6. Анализ отказов кабельных линий в ОАО «ЗСМК»
1.7. Выводы по главе
Глава 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ
КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
2.1. Дефекты кабельной изоляции и виды ее пробоя
2.1.1. Краткие сведения о кабельной изоляции

2.1.2. Классификация дефектов и причин, вызывающих их возникновение в кабельных линиях
2.1.3. Виды пробоя кабельной изоляции
2.2. Методы разрушающего контроля
2.2.1. Методы контроля с отключением кабельных линий
2.2.1.1. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты
2.2.1.2. Испытание силовых кабелей импульсным напряжением
2.2.1.3. Испытание кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока
2.2.1.4. Испытание кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока по двухполярной схеме
2.2.1.5. Испытание на постоянно-переменном токе
2.2.2. Испытания без отключения кабельных линий от сети
2.2.2.1. Испытание под рабочим напряжением
2.2.22. Метод замыкания фазы на землю
2.2.2.3. Метод искусственно созданных
перенапряжений
2.3. Неразрушающие методы контроля
2.3.1. Измерение сопротивления изоляции
2.3.2. Измерение коэффициента абсорбции
2.3.3. Контроль состояния изоляции по значению емкости
2.3.4. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
2.3.5. Контроль изоляции по интенсивности частичных разрядов
2.3.6. Тепловизионный метод контроля
2.3.7. Метод измерения и анализа возвратного напряжения
2.4. Выводы по главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
3.1. Рефлектометрический метод
3.1.1. Метод импульсной рефлектометрии
3.1.2. Метод высокочастотной рефлектометрии
3.2. Выводы по главе
Глава 4. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРОФИЛАКТИКИ
КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА
ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ
4.1. Модель профилактики с использованием испытаний
повышенным напряжением выпрямленного тока
4.1.1. Анализ существующих методик по выбору
уровня испытательного напряжения
4.1.2. Определение уровня испытательного напряжения
на основе технико-экономических показателей
4.1.3. Анализ существующих методик определения периодичности испытаний
4.1.4. Определение периодичности испытаний по изменению прогнозирующего параметра
4.1.4.1. Выбор прогнозирующего параметра
4.1.5 Модель оптимальной профилактики кабельных линий
на основе метода высокочастотной рефлектометрии
4.1.5.1. Определение критического значения емкости локального дефекта изоляции кабеля
4.3. Модель профилактики кабелей, эксплуатируемых в увлажненной среде с прерывистым циклом работы
4.4. Выводы по главе
Глава 5. АНАЛИЗ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КАБЕЛЬНЫХ МУФТ И
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ НАДЕЖНОСТИ
5.1. Повреждения концевых муфт и методы выравнивания
электрического поля на конце кабеля

служб.
О том, что увеличение числа профилактических испытаний способствует уменьшению отказов в эксплуатации, свидетельствует распределение отказов КЛ в пределах каждого месяца. Как видно из распределения Кэфф профилактики, другой возможностью уменьшения отказов кабелей в отмеченные месяцы является уменьшение межиспытательных сроков для этого времени.
Исследование распределения отказов КЛ по часам суток показало, что в течение суток заметно повышение количества отказов в дневное время. Это связано с увеличением нагрузки на КЛ и выполнением оперативных переключений в электроустановках. На рис. 1.14 показано распределение отказов КЛ в эксплуатации по часам суток и суточный график нагрузки предприятия. Из полигона частостей можно видеть, что профилактические испытания КЛ целесообразно проводить в часы суток, когда аварийность их невысока и соответственно невысока вероятность отказа резервной КЛ при профилактических испытаниях рабочей.
Данные аварийной статистики свидетельствуют о том, что иногда, в результате проведения профилактических испытаний, не удается выявить дефектные кабели, а пробои изоляции возникают через короткое время после испытаний.
Периодичность профилактических испытаний определяется скоростью или временем развития дефектов в кабеле. Время развития дефектов в изоляции кабелей, от последнего испытания до отказа, при эксплуатации можно определить по среднему времени безотказной работы КЛ за этот период. С этой целью были проанализированы отказы 121 кабеля, а время от испытания до пробоя распределено на 43 интервала по месяцам. При определении закона распределения времени безотказной работы рассчитывалась частость (вероятность) попадания числа отказов в рассматриваемый интервал. Допущение о наличии экспоненциального закона распределения вида

/(1) = соёл =~еТ‘ (1.3)

где/(/) - плотность распределения; Тср - среднее время безотказной работы.