Испытания универсальных муфт на напряжение до 35 кВ
Термоусаживаемые муфты - широко применяемый вид кабельной арматуры. Общие сведения об их конструкции, технологии монтажа и особенностях применения хорошо известны специалистам. Новая статья в серии публикаций, рассматривающих систему универсальных термоусаживаемых муфт («Новости ЭлектроТехники» № 2(20), 2003, с. 56–57; № 6(24), 2003, с. 76 на www.news.elteh.ru), рассказывает об опыте проведения испытаний, в ходе которых проверялась надежность всех элементов системы и их соответствие параметрам, определенным разработчиками.
Манфред Вилк,
Вольфганг Хаверкамп,
Тайко Электроникс Райхем ГмбХ
Перевод
Игоря Маркелова,
ЗАО «РайЭнерго»
 |
Рис. 1. Конструкция муфты
1 – Непаянное соединение экранов
2 – Трубка ВНЭП*
3 – Эластомерная термоусаживаемая трубка с экраном
4 – Мастичная лента заполнения пустот
5 – Болтовой соединитель
6 – Мастичная пластина заполнения пустот
7 – Металлический экран
8 – Трубка внешней защиты и герметизации
* ВНЭП – выравнивание напряженности электрического поля |
Рис. 2. Проведение долгосрочных испытаний в воде
система Универсальных муфт
Система универсальных муфт должна отвечать следующим требованиям:
- применимость для всех типов кабелей;
- простота и безопасность монтажа без переобучения персонала;
- компактность конструкции, позволяющая работать в стесненных условиях;
- механическая прочность для подземной прокладки – не ниже наружной оболочки кабеля;
- способность выдерживать в аварийных условиях нагрев жилы до +130oC;
- возможность соединять кабели разных типов и размеров (сечений);
- полная комплектация муфты, включая соединители жил и арматуру для заземления экранов и брони;
- соответствие стандартам.
Соответствие универсальной муфты сформулированным требованиям обеспечивается всеми элементами конструкции. Надежность конструкции и всех ее составляющих исследовалась в жестких условиях по расширенной программе испытаний.
ИСПЫТАНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ
Стандартизация испытаний для кабельной арматуры на средний класс напряжения как на национальном, так и на международном уровнях завершена.
Муфта должна считаться коротким куском кабеля, поэтому, так же как и кабель, обязана подвергаться долгосрочным испытаниям. Международные стандарты CENELEC, IEC и IEEE сравнимы по их испытательным программам и уровням испытательного напряжения. Но они значительно отличаются в отношении длительности циклических испытаний:
- CENELEC 1008 часов;
- IEC 504 часа;
- IEEE 720 часов.
Для оценки продолжительности срока службы кабеля и кабельной арматуры (сейчас она оценивается в 40 лет) требуются длительные испытания.
Для сокращения таких длительных процедур для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена эксплуатация и изготовители решили проводить ускоренные долгосрочные испытания в течение 2 лет. Испытания кабельной арматуры не могут длиться очень долго, поэтому был принят укороченный цикл испытаний в течение 1 года с усилением нагрузки.
После этого изоляция должна пройти испытания в соответствии с требованиями CENELEC HD629.1.S1. на напряжение 12,7/22 (24) кВ для переменного, постоянного и импульсного напряжения, а также на частичный разряд.
Долгосрочные испытания
Испытуемые образцы: 4 соединительные муфты с болтовыми соединителями со срывом головок, с непаянным соединением экранов. Муфты смонтированы в рабочих условиях на кабеле типа NA2X2Y 12/20 кВ 1x240 RM / 25, одножильном, сечением жилы Al 240 мм2; с экраном из медных проволок общим сечением 25 мм2 и наружным покровом из полиэтилена высокой плотности. Муфты смонтированы разными кабельщиками для оценки безопасности монтажа.
Для предварительных испытаний муфты были подвергнуты ускоренным испытаниям на старение: типовым испытаниям по CENELEC в соответствии с HD628.S1 и HD629.1.S.1 и циклам нагрева в соответствии с HD 628.S1, раздел 9, в воздухе, но с нагревом проводника до +130oC (число циклов: 100). Затем на испытуемые образцы были поставлены новые капы, которые предотвращали проникновение влаги через проводник.
На обоих концах муфт был удален наружный покров на длине 5 см, так, чтобы влага могла проникать под наружную оболочку. Муфты испытывались под водой. Уровень воды был установлен на 8 ± 3 см выше муфты (рис.2). Результаты долгосрочных испытаний универсальных муфт представлены в таблице 1.
| Таблица 1. Результаты долгосрочных испытаний муфт |
|---|
| Испытания | Результаты |
| Частичные разряды на напряжении 22 кВ | Все 4 образца < 3 пК |
Циклы нагрева (5/3) час;
Температура проводника +95oC;
Напряжение между жилой и экраном 48 кВ;
Продолжительность циклов 965 |
Все 4 образца выдержали испытания |
Постоянное напряжение:
76 кВ; 15 мин.
Переменное напряжение:
57 кВ; 5 мин. |
Все 4 образца выдержали испытания |
Импульсное напряжение:
10 раз ± 125 кВ
10 раз ± 150 кВ |
Все 4 образца выдержали испытания |
| Частичные разряды на напряжении 22 кВ | Все 4 образца < 3 пК |
После завершения всех испытаний образцы были вскрыты и изучены: все компоненты муфт находились в удовлетворительном состоянии. Даже в областях с повышенной напряженностью электрического поля изоляция не претерпела критических изменений (рис.3), а в области соединителя из алюминиевого сплава, исключающего протекание электрохимической реакции, не обнаружено коррозии.
Законченная система универсальных муфт стала распространяться в 90-х годах. Сюда вошли переходные муфты для соединения кабелей с пластмассовой изоляцией с кабелями с бумажной изоляцией, переходные муфты для соединения кабелей, разных по сечению, с различной конструкцией и материалом жил.
Муфты монтировались и эксплуатировались в экстремальных климатических и погодных условиях, на практике подтверждая верность самой концепции универсальной муфты, отвечающей новым тенденциям в технологии монтажа и эксплуатации, соответствие требованиям к данному виду кабельной арматуры и надежность конструкции, показанную в ходе интенсивных многолетних испытаний.
Рис. 3 Состояние контактной поверхности кабель / муфта после долгосрочных испытаний
| 
