Главная → Статьи → Причины повреждения кабелей
Анбик

Причины повреждения кабелей

Содержание:

Отказы в кабелях являются частой причиной выхода из строя сети аэродромных огней и часто для их обнаружения и ремонта требуется значительное время и усилия. Эффективные методы уменьшения отказов кабелей повышают надежность системы. Лучшее знание причин повреждения кабелей должно оказать содействие в выборе типов кабеля и правил прокладки. Ряд этих причин рассмотрен ниже.

Причины повреждения кабеля

На продолжительность службы проводов воздействует множество обстоятельств. К числу наиболее значимых относятся высыхание изоляции кабеля и электрическое старение, представляющее собой естественный процесс кристаллизации пропиточного состава. Следует учитывать, что даже профилактические испытания не всегда позволяют выявить подобные дефекты, а также ряд других скрытых повреждений.

При нарушении целостности провода нередко возникают и сопутствующие вторичные дефекты: механические деформации, следы дугового обжига, а также увлажнение участка в зоне повреждения. Помимо производственного брака, к причинам первичных повреждений относятся и другие факторы.

В их числе можно выделить механические повреждения, возникающие в ходе прокладки либо в процессе эксплуатации. Существенную роль играет и вспучивание, имеющее спиралевидную форму и обусловленное регулярными циклами нагрева и охлаждения, а также сетевыми перегрузками. Кроме того, разрушение оболочки может происходить под воздействием различных внешних условий, химическая коррозия нередко развивается из-за присутствия в грунте агрессивных реагентов, а внешний защитный слой способен разрушаться под влиянием блуждающих токов.

Первичные повреждения оболочки приводят к ухудшению диэлектрических свойств провода и снижению его эксплуатационной надежности. Для восстановления необходимых характеристик требуется выполнить ремонтные работы либо произвести замену провода.

Виды повреждений кабеля

Повреждения оболочки и оплетки, возникающие при неаккуратной укладке кабеля либо при его неправильной эксплуатации, обычно выявляются при внешнем осмотре. Помимо деформации стальной брони, заметно ухудшается состояние джутового слоя, а электрические характеристики жилы существенно снижаются.

Особую опасность представляет межкристаллическое разрушение свинцовой оболочки. Оно проявляется в виде мелких трещин, которые постепенно образуют сетчатый рисунок. По мере расширения этих повреждений защитная оболочка может разрушиться полностью.

Коррозионные процессы в свинце нередко связаны с действием блуждающих токов; в таком случае на поверхности остаются характерные коричневые окислы. Если же обнаруживается белесый налет, это обычно указывает на химическую коррозию свинца.

Наиболее уязвимыми участками изоляции считаются воздушные включения. В них возникают частичные разряды и ионизация, что со временем приводит к выходу провода из строя. При нарушении правил укладки бумажных прокладок и появлении ионизации в воздушном промежутке кабель становится более хрупким.

Не менее важно контролировать состояние токопроводящих жил. Их форма должна быть строго правильной: недопустимы ни выпирание, ни западание. Заусеницы на токопроводящих элементах также относятся к дефектам, способным в короткий срок вывести кабель из эксплуатации.

 

Механические повреждения кабелей

 По-видимому, наибольшее количество отказов кабелей вызывается механическими повреждениями. Плохие методы и правила прокладки кабеля, вероятно, являются наиболее общими причинами механических повреждений, в то же время промерзание, вибрация от движения воздушных судов или транспортных средств, грызуны, сдвиг или проседание почвы, а также множество других причин могут вызвать физические повреждения кабеля. Ниже перечислены некоторые типы механических повреждений:

  • Зарубки и царапины на изоляции.
  • Чрезмерное натяжение кабеля при протягивании в кабелепроводах или сматывании кабеля для непосредственной прокладки в земле.
  • Камни или посторонние предметы в подушках или материалах для засыпки траншей.
  • Чрезмерные прогибы при вводе в смотровые колодцы или смотровые ячейки и внутри них, а также в фундаментах огней, кабелепроводах, опорах, подсоединениях к оборудованию, в местах соединений, сращивании, вдоль траншей или кабелепроводов или в других местах, где оседание почвы, обслуживание, прокладки или погодные условия могут увеличить натяжение.
  • Появление зарубок на проводниках в местах сращивания или спаивания проводников в дальнейшем могут вызвать обрыв проводника.
  • Недостаточное расстояние между кабелями в траншеях, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, в месте образования петель кабеля или в местах, где усадка земли или промерзание могут вызвать непосредственное сопротивление двух секций, кабеля.
  • Промерзание или вспучивание при промерзании создают дополнительные усилия на кабель от воздействия льда, замерзшей почвы или каких-либо других твердых предметов или материалов. В таких местах для уменьшения натяжения необходимо обеспечить соответствующую амортизацию и зазоры.
  • Кабели, не имеющие соответствующего крепежа в смотровых колодцах или других местах, где прогиб или обнажение могут привести к тому, что на кабель могут оказать давление либо какие-то объекты, либо лица.
  • Вибрация, вызываемая движением по поверхности над кабелем или от эксплуатации оборудования, примыкающего к кабелю или находящегося рядом с ним, могут вызвать усталостные напряжения в проводниках или в рубашке и изоляции. Там, где могут иметь место такие условия или где они могут возникнуть, прокладывайте кабели в кабелепроводах, которые проходят в стороне от зон вибрации.
  • Разрыв или расчленение коллекторов или кабелепроводов может вызвать разрыв кабеля. При устройстве кабелепроводов и коллекторов должны обеспечиваться соответствующие соединения, засыпка и утрамбовка.

 

Проникновение воды

Недостатком прокладки в грунте является то, что вода имеет возможность проникнуть к проводнику непосредственно через защитную оболочку кабеля и изоляцию. Проникновение или затекание воды может иметь место в местах сращивания, соединения, на концах кабеля, в местах физических повреждений, при некачественной изоляции, через гнезда подсоединения светосигнального оборудования или при перегрузке, а также при наличии еще и других дефектов.

  • Некачественное сращивание и установка соединительных колодок часто являются причиной проникновения влаги. В отношении устройства сращиваний и установки соединительных элементов см. раздел 5.2.
  • Для защиты от проникновения влаги через концы кабеля, эти концы следует очистить и высушить до подсоединения их к оборудованию, а также после этого. Концы свободных кабелей должны защищаться аналогичным образом. Некоторые типы изоляции, в особенности вода и минеральные заполнители, могут впитывать влагу из атмосферы во время периодов повышенной влажности. Концы кабелей таких типов должны быть заделаны даже после подсоединения к оборудованию.
  • Некоторые виды изоляции либо при возникновении дефектов, либо при монтаже, могут допускать значительное проникновение воды. Такие дефекты следует выявлять при качественных испытаниях сопротивления изоляции. Сообщалось, что некоторые кабели, имеющие рубашку из неопрена, недостаточно устойчивы к проникновению воды, хотя в других сообщениях говорится, что кабели этого типа имеют хорошие характеристики. Перед закупкой кабеля (предпочтительно одной фирмы-изготовителя) следует изучить характеристики данного типа кабеля в других местах прокладки.
  • Удары молний могут нанести значительные повреждения кабелям или наведенное напряжение может быть достаточным для повреждения изоляции и
  • образования отверстий малого диаметра. Эти отверстия малого диаметра наиболее вероятно могут возникнуть в точках пересечения кабелей или там, где кабель проходит близко или непосредственно соприкасается с металлическими проводниками. Проложенный соответствующим образом провод заземления или противовес должны уменьшить вероятность его повреждения от ударов молний.
  • Повышенное напряжение может поступать в кабель либо случайно, либо из-за неправильной эксплуатации. Повреждение кабеля может быть не замечено сразу.

Химические повреждения

Часто кабели аэродромных светосигнальных систем прокладываются в зонах, где имеется топливо, масло, кислоты и другие химические вещества, которые могут присутствовать там постоянно, либо случайно. Эти химические вещества влияют на сопротивление изоляции некоторых типов кабелей. Если известно, или предполагается, что кабели могут подвергаться воздействию таких химических элементов, следует выбрать тип кабеля, который является устойчивым к воздействию таких химических соединений.

Повреждение грызунами

В некоторых зонах кабель, непосредственно проложенный в земле, подвергается воздействию грызунов, в особенности сусликов, которые прогрызают изоляцию. Имеется ряд факторов, подтверждающих, что грызуны могут привлекаться к кабелю либо теплом, выделяемым этим кабелем, либо его вкусовыми качествами. Там, где повреждение грызунами является серьезной проблемой, может возникнуть необходимость в прокладке кабеля в кабелепроводах либо в использовании для кабеля металлических кожухов.

Повреждения, вызываемые микроорганизмами или растениями

Сообщается, что микроорганизмы и растения могут быть причиной повреждения некоторых типов кабелей в тропических или субтропических зонах. Другие типы кабелей подвергаются незначительному влиянию. Если предполагается, что могут возникнуть такие проблемы, следует выбрать тип кабеля, который может противостоять воздействию микроорганизмов или растений.

Повреждения, вызываемые озоном и коронным разрядом

Изоляция некоторых кабелей повреждается озоном, а, следовательно, и коронным разрядом, обусловленным данной цепью или ближайшими цепями. Имеются такие типы кабельной изоляции, которые удовлетворительно противостоят данным воздействиям. Если известно, что кабель высокого напряжения может подвергаться воздействию озона или коронного разряда, следует выбрать кабели с соответствующими свойствами. В прошлом ряд государств использовали для огней ВПП и огней приближения в последовательной сети кабели, которые не были защищены от воздействия коронного разряда, обосновывая это тем, что данные системы эксплуатируются с полной нагрузкой незначительное количество часов в течение года. В связи с этим данные кабели подвергаются перегрузкам напряжения в течение только небольшого количества времени за время эксплуатации. Данная практика оказалась нежелательной, поскольку стоимость сокращается незначительно, а также в связи с тем, что некоторые из этих кабелей включаются в цепи распределения энергии и постоянно подвергаются воздействию высокого напряжения.

Повреждения ультрафиолетовыми лучами

Изоляция некоторых кабелей, которые имеют удовлетворительные характеристики при прокладке их под землей, могут стать хрупкими и быстро прийти в негодность при воздействии солнечного света, если они прокладываются на опорах, например, на мачтах огней приближения. Если кабель будет подвергаться такого рода воздействию, следует выбрать кабель с изоляцией, которая не подвергается воздействию ультрафиолетового света или прокладывать кабель в металлических кабелепроводах.

Износ кабеля

Изоляция большинства кабелей изнашивается медленно. Срок службы кабелей, прокладываемых под землей, должен составлять 10-20 лет.

Способы диагностики

Для установления причины неисправности, определения характера повреждения и выбора подходящего способа ремонта необходимо выполнить тщательную диагностику кабеля. Именно она позволяет выявить особенности надрыва или пробоя и понять, как действовать дальше.

На практике применяют несколько способов проверки.

  • Индукционный метод основан на пропускании через кабель электрического импульса с частотой до 1000 Гц и силой тока 15–20 А. Место повреждения при этом устанавливают по принимаемому радиосигналу.
  • Петлевой способ используют тогда, когда нарушена изоляция одного из токоведущих проводников. Он позволяет достаточно точно определить участок неисправности в цепи.
  • Акустическая диагностика предполагает создание специального звукового удара. Возникающий сигнал улавливается с помощью специализированного оборудования, после чего фиксируется точка повреждения.
  • Емкостной метод применяется для расчета места надрыва по специальной формуле. Чаще всего его используют, если требуется обнаружить дефект внутри соединительной муфты.
  • Колебательный заряд предусматривает подачу напряжения на провод с помощью кетотронного аппарата. Такой подход помогает выявить пробой изоляции в кабельной муфте.
  • Импульсная диагностика строится на измерении интервала между отправленным токовым сигналом и его отражением. По этому промежутку определяют точное место пробоя.

Выбор конкретного способа зависит от предполагаемого участка повреждения, а также от условий, в которых проложен кабель. Применение метода всегда должно соответствовать характеру неисправности и установленным показаниям.