РД 34.20.509 Инструкция по эксплуатации силовых кабельных линий. Часть 2. Кабельные линии напряжением 110-500 кВ
Составител и : канд . техн . наук М . И . ВОЛКОВ , инженеры В . П . ЖАРОВ , Л . Е . ТРОСТ , М . Н . ШНИТМАН.
Инструкция предназначена для персонала электростанций и электрических сетей , занимающегося эксплуатацией кабельных линий .
Инструкция согласована с ВНИИ кабельной промышленности .
С выходом в свет настоящей Инструкции отменяется « Инструкция по эксплуатации силовых кабельных линий напряжением до 220 кВ » ( М .: Энергия , 1966).
Заместитель начальника Главтехуправления
15 октября 1979 г .
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая « Инструкция по эксплуатации силовых кабельных линий » распространяется на силовые кабельные линии всех типов напряжением 110 - 500 кВ .
При эксплуатации указанных кабельных линий 1 следует руководствоваться также действующими Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок электрических станций и подстанций и Инструкцией по содержанию и применению средств пожаротушения на предприятиях Минэнерго СССР .
1 Далее для сокращения - линии.
Инструкция составлена в соответствии с действующими Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей и Нормами испытания электрооборудования и является обязательной для персонала электростанций и электрических сетей .
Сооружение кабельных линий , выбор конструкции кабелей и способа их прокладки должны производиться в соответствии с Правилами устройства электроустановок , действующего ГОСТ 16441-78 , Инструкцией по прокладке кабелей напряжением до 110 кВ ( СН 85-78) и заводскими инструкциями .
До 1970 г . выпускались маслонаполненные кабели трех типов : низкого , среднего и высокого давлений . Подпитка этих линий производилась соответственно от баков питания , баков давления и автоматических подпитывающих устройств . С 1970 г . согласно ГОСТ 16441 -70 выпускались маслонаполненные кабели двух типов : среднего и высокого давлений . Подпитка этих линий осуществлялась соответственно от баков давления и автоматических подпитывающих устройств .
В ГОСТ 16441-78 классификация кабелей по давлению масла приведена в соответствие с рекомендациями МЭК . В настоящее время кабели на напряжение 110 - 500 кВ выпускаются двух типов : низкого и высокого давлений . Подпитка таких кабельных линий осуществляется от баков давления и автоматических подпитывающих устройств .
Маслоподпитывающие устройства должны обеспечивать подпитку маслом кабельных линий во всех расчетных режимах .
Электрическая прочность и надежность маслонаполненных кабельных линий обеспечиваются ( наряду с другими требованиями ) лишь при условии сохранения маслом высоких диэлектрических свойств ( малых диэлектрических потерь , высокой электрической прочности и др .). Для обеспечения стабильности диэлектрических свойств изоляции и предотвращения развития ионизационных процессов в ней масло , предназначаемое для маслонаполненных кабельных линий , подвергается глубокой дегазации .
В отличие от обычных кабельных линий ( с вязкой пропиткой ) эксплуатация маслонаполненных кабельных линий связана с рядом таких требований , как необходимость систематического наблюдения за состоянием маслоподпитывающих устройств , наблюдения за состоянием ( качеством ) масла в кабельных линиях , обеспечения высокой герметичности всей системы и предотвращения попадания в кабель воздуха и образования газа из - за разложения масла .
Для маслонаполненных кабельных линий 110 - 500 кВ особое внимание следует обращать на предотвращение коррозионного разрушения оболочек кабелей и особенно стальных трубопроводов на линиях высокого давления .
Правильное использование пропускной способности линий требует учета дополнительного нагрева изоляции за счет диэлектрических потерь . Кабельные линии низкого давления выполняются из однофазных кабелей и поэтому требуют учета влияния токов , наводимых в оболочках .
При выполнении надзора за работами , производящимися на трассах кабельных линий , и работ по определению мест повреждений на этих линиях следует руководствоваться указаниями « Инструкции по эксплуатации силовых кабельных линий . Часть I . Кабельные линии напряжением 35 кВ » ( М .: СПО Союзтехэнерго , 1980).
1. НАГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
1.1. Для маслонаполненных кабельных линий всех типов напряжением до 500 кВ включительно для любых условий прокладки ( в грунте , в воздухе и под водой ) установлена длительно допустимая температура нагрева токопроводящих жил , равная 70 °С .
Длительно допустимая температура нагрева токопроводящих жил кабелей , проложенных в грунте , в воздухе и под водой , может быть увеличена до 85 °С для кабелей на напряжение 110, 150 и 220 кВ ( кроме кабелей марок МНСА и МНСК ) и до 75 °С для кабелей на напряжение 330, 380 и 500 кВ и кабелей марок МНСА и МНСК при наличии данных об охлаждении кабелей по всей длине трассы , при применении для засыпки траншей с кабелями специального грунта ( приложение 1) с улучшенными тепловыми свойствами и при условии , что коэффициент нагрузки не превышает 0,8 максимального расчетного значения .
1.2. Длительно допустимые токовые нагрузки для маслонаполненных линий зависят от конструкции кабеля , числа параллельно проложенных кабелей , условий прокладки ( грунт , воздух ) и определятся расчетом при проектировании кабельных линий с учетом результатов изысканий , выполненных на трассе проектируемой линии .
В процессе эксплуатации пересчет нагрузок при необходимости производится по результатам нагрузочных испытаний .
Расчет должен производиться в соответствии с методикой Международной электротехнической комиссия ( публикация 287, 1969 г .), которая рекомендует при установлении длительно допустимой токовой нагрузки учитывать значение тока в оболочке и медных лентах упрочняющего слоя , поверхностный эффект и эффект близости жил , удельное тепловое сопротивление грунта , наличие вентиляции и коэффициент нагрузки . При выборе сечения кабеля проектные организации должны учитывать требования к нагрузочной способности кабельной линии .
1.3. Для среднерасчетных условий 1 длительно допустимые токовые нагрузки для маслонаполненных кабелей на напряжение 110 - 220 кВ в свинцовых и алюминиевых оболочках , по данным ВНИИКП , приведены в приложении 2 .
1 Прокладка в грунте на глубине 1500 мм одного кабеля или двух параллельных кабелей с расстоянием в свету 500 мм (для кабелей низкого давления) и 580 мм (для кабелей высокого давления) или прокладка в воздухе. Кабели низкого давления располагаются по вершинам равностороннего треугольника без зазора. Оболочки заземлены с обоих концов линии. Для среднерасчетных условий удельное тепловое сопротивление грунта принято равным 120 °С·(см/Вт), изоляции 500 °С·(см/Вт), защитных покровов 600 °С·(см/Вт) и температура окружающей среды соответственно 25 и 15 °С для воздуха и грунта.
Для кабелей низкого давления со стальной проволочной броней марки МНСК длительно допустимая токовая нагрузка может быть принята равной 0,94 при прокладке в воздухе и 0,90 при прокладке в земле длительно допустимой токовой нагрузки кабелей марки МНСА , находящихся в аналогичных условиях эксплуатации , при обязательном условии , что у кабеля марки МНСК свинцовые оболочки и проволочная броня разных фаз соединяются и заземляются с двух сторон .
Длительно допустимые токовые нагрузки для маслонаполненных кабельных линий на напряжение 150, 330 и 500 кВ устанавливаются при проектировании для каждой линии в отдельности для конкретных условий их прокладки .
1.4. Контроль за нагрузками кабельных линий осуществляется дежурным персоналом соответствующих подстанций по амперметрам , на шкале которых должна быть нанесена риска красного цвета , соответствующая допустимому току .
1.5. В аварийных режимах маслонаполненные кабельные линии допускают непрерывную перегрузку длительностью 100 ч в год , если коэффициент нагрузки не превышает 0,8, и 50 ч в год , если коэффициент нагрузки более 0,8. При этом температура нагрева жил кабелей всех марок , кроме МНСК и МНСА , на напряжение 110, 150 и 220 кВ не должна превышать 90 °С , а температура нагрева жил кабелей марок МНСА и МНСК и кабелей на напряжение 330, 380 и 500 кВ не должна превышать 80 °С .
Если при перегрузках кабельных линий напряжением до 220 кВ включительно температура нагрева жил не превышает 80 °С , то допускается увеличение продолжительности перегрузки до 500 ч в год . При этом длительность непрерывной перегрузки не должна превышать 100 ч , а перерыв между перегрузками должен быть не менее 10 сут .
При перегрузке кабельных линий в аварийных режимах должен быть установлен контроль за их температурой .
Допустимые аварийные перегрузки и нагрузки для условий , отличающихся от среднерасчетных , определяются для каждой конкретной линии по методике ВНИИКП .
1.6. При недопустимом повышении давления масла в кабельной линии или отдельной кабельной секции линия должна быть отключена . Включение линии в работу разрешается только после устранения причин его повышения .
1.7. Значения минимальной температуры воздуха , при которой допускается эксплуатация кабельных линий и их отдельных элементов , приведены в табл . 1.1 .
Минимальная температура среды
Температура окружающей среды
Линия низкого давления с маслом марок
Линия высокого давления с маслом марок
Минимально допустимая по всей длине кабельной линии , не ниже , °С
Минимально допустимая температура воздуха для открытой ( без подогрева ) установки концевых муфт и подпитывающих баков , °С
1.8. Необходимость устройства подогрева концевых муфт кабелей низкого давления определяется в процессе проектирования при расчете подпитки каждой конкретной линии с учетом возможной средней минимальной температуры наиболее холодной пятидневки и абсолютного минимума температуры воздуха в климатической зоне , в которой предполагается прокладка кабеля .
При температурах , ниже указанных в табл . 1.1, перед включением линии необходимо подогреть масло в муфтах до температуры +10 °С , что достигается предварительным обогревом концевых муфт в течение 2 сут перед включением .
1.9. При необходимости контроля нагрева маслонаполненных линий высокого и низкого давлений термодатчики должны быть заложены на подземных и воздушных участках линии . При прокладке в грунте термодатчики следует устанавливать в местах с наименее теплопроводными грунтами ( насыпные , чернозем , каменистая почва ) и , что особенно важно , содержащими наименьшее количество влаги , т . е . участки с наихудшими условиями охлаждения . Такие участки устанавливаются по кривым , приведенным на рис . 1 .
Рис . 1. з ависимость внешнего теплового сопротивления кабеля от его диаметра :
1 - для прокладки кабеля в воздухе; 2 - для прокладки кабеля в земле
1.10. На кабельных линиях высокого давления установка термодатчиков на воздушных участках необходима для :
- уточнения пропускной способности линий в жаркое время года и контроля действия вентиляции , установленной в помещениях ;
- контроля нагрева разветвительных устройств ;
- контроля нагрева крутонаклонных участков стального трубопровода и вертикальных участков кабелей , расположенных в шахтах .
1.11. При наличии нескольких линий , проложенных на электростанциях и подстанциях , когда количество заложенных термодатчиков является значительным и тепловые измерения становятся трудоемкими , целесообразна автоматическая регистрация температуры нагрева линий ( например , с помощью электронных мостов ).
1.12. При контроле нагрева маслонаполненных кабельных линий ( особенно линий низкого давления ) одновременно должно производиться наблюдение за работой подпитывающих устройств , причем при изменении температуры должно регистрироваться давление .
1.13. Способы установки термодатчиков на кабелях , методика контроля нагрева и определения температуры жил этих кабелей приведены в приложении 3.
2. ОБХОДЫ И ОСМОТРЫ ЛИНИЙ
2.1. Трассы и сооружения маслонаполненных линий осматриваются в сроки , установленные ПТЭ , и с соблюдением требований ПТБ .
Во время обходов осматриваются трассы кабельных линий и самих кабелей , кабельные колодцы с соединительными и стопорными муфтами , концевые муфты и их подогревательные устройства , подпитывающие пункты , подпитывающая аппаратура , подпитывающие агрегаты и маслопроводы .
Осмотры трассы линии производятся монтерами , на которых возложен надзор за кабельными трассами ; осмотры колодцев , пунктов питания , туннелей и концевых устройств производятся мастерами электрической сети ( района ) или электроцеха .
Дополнительные осмотры трасс и сооружений линий выполняются инженерно - техническим персоналом в соответствии с местными инструкциями .
2.2. Осмотры кабельных линий следует производить систематически во время эксплуатации , перед каждым включением их в эксплуатацию и после окончания ремонтных работ . Внеочередные осмотры производятся после каждого автоматического отключения , а также во время паводков , появления оползней и др .
2.3. При осмотрах наземной части линии необходимо следить , чтобы вблизи нее не производились работы , не согласованные с энергосистемой ( электросетью ), чтобы на кабельных трассах не было провалов грунта и всего того , что может вызвать механическое повреждение кабелей , местные перегревы , коррозию кабелей . При этом следует иметь в виду , что при производстве земляных работ по прокладке других подземных сооружений , пересекающих трассу кабельных линий или прокладываемых параллельно , открытие кабелей низкого давления производить не разрешается . В исключительных случаях допускается отрытие места пересечения кабельной линии подземными сооружениями , при котором полностью обеспечивается сохранность кабелей от механических повреждений .
2.4. При обходе трассы следует обращать внимание на исправность концевых муфт , люков колодцев , на наружное состояние подпитывающих пунктов ( строительной части и запирающих устройств ), на состояние кабелей низкого напряжения , подходящих к подпитывающим пунктам и колодцам , а также соединительных маслопроводов .
2.5. Вблизи подводной части линий необходимо обращать внимание , не стоят ли суда в местах , где установлены запрещающие знаки , и проверять состояние береговых сигнальных знаков .
2.6. При осмотре колодца следует проверять внешнее состояние кабелей , соединительных и стопорных муфт , маслоподпитывающих трубок , проверять целостность контура заземления , нет ли воды или посторонних предметов в колодце , грязи на стенах и перекрытиях , смещений кабелей с конструкцией . При наличии потеков масла , вмятин на маслоподпитывающих трубках , смещений кабелей , нарушения целостности контура заземления , воды или посторонних предметов в колодце производится запись в журнале о необходимости устранения указанных недостатков .
2.7. При осмотре подпитывающих пунктов на линиях низкого давления проверяется состояние всей установленной маслоподпитывающей аппаратуры , маслопроводов , вентилей , контрольно - сигнальных устройств и помещения пункта питания , проверяется уставка электроконтактных манометров и телефонная связь , производится запись в журнал значений потенциала и силы тока катодной защиты и давления масла во всех элементах линии . При отклонении давления от допустимых значений производящий осмотр должен сообщить об этом руководству или диспетчеру электрической сети .
2.8. При осмотрах концевых муфт необходимо проверять , нет ли потеков масла через места уплотнений и в местах паек , на маслопроводах и кранах , проверять заземляющие спуски и присоединения сопротивлений катодных станций , а также проверять , нет ли трещин и сколов на фарфоровых покрышках .
2.9. При осмотрах линий высокого давления ( рис . 2) следует проверять состояние трубопроводов , обходных труб , вентилей , разветвительных устройств , контура заземления и присоединений сопротивлений катодных станций . При наличии течей масла в трубопроводе , обходных трубах , вентилях и разветвительных устройствах , деформации ( смещения ) трубопроводов , при нарушении креплений трубопровода ( на « мертвых » опорах ) и медных труб разветвлений и антикоррозионного покрытия труб производится запись в журнале о необходимости устранения указанных недостатков . При осмотрах также производится запись в журнал значений потенциала и силы тока катодной защиты .
2.10. При осмотрах маслоподпитывающих агрегатов на линиях высокого давления ( рис . 3 и 4) необходимо проверять :
- давление масла в линиях по показаниям манометров ;
- правильность уставок электроконтактных манометров и мановакуумметров ;
- действие перепускных клапанов и масляных насосов ;
- уровень масла и значение вакуума в баке - хранилище масла ;
- правильность работы вакуумного насоса ( пробным пуском от руки );
- наличие и уровень масла в уплотнительных ваннах масляных насосов ;
- положение накладок для отключения защиты от понижения давления масла ;
- положение соленоидных и сильфонных вентилей ;
- пределы изменений давлений по диаграммам самопишущих манометров .
В журнал необходимо записать показания всех приборов . При наличии каких - либо дефектов производится запись в журнале о необходимости их устранения .
2.11. При осмотре концевых муфт на линиях высокого давления необходимо проверять давление масла в баках , подпитывающих камеры низкого давления , работу нагревательных элементов ( в зимнее время ), проверять , нет ли трещин и сколов на фарфоровых покрышках муфт , их загрязнения , а также течи масла из вентилей .
Рис . 2. Кабельная линия высокого давления ( общий вид ):
1 - стальной трубопровод с протянутыми в нем кабелями, заполненный маслом; 2 - соединительные муфты; 3 - трубы разветвления (медные); 4 - концевые муфты; 5 - баки давления; 6 - полустопорные муфты; 7 - колодец
Рис . 3. Маслоподпитывающий агрегат линии высокого давления :
1 - бак-хранилище масла (под вакуумом); 2 - узел автоматически действующей маслоподпитки
Рис . 4. Схема маслоподпитывающего агрегата для линий высокого давления :
1 - бак-хранилище масла; 2 - маслонасосы с электрическим приводом; 3 - перепускные клапаны; 4 - обратные клапаны; 5 - коллектор для групповой подпитки нескольких кабельных линий; 6 - фильтр; 7 - сильфонные вентили; 8 - вентили с электромагнитными приводами; 9 - сильфонный вентиль с дистанционным управлением; А - направление движения масла при его подкачке в кабельную линию; Б - перепуск масла из линии в бак
2.12. Осмотры подводных частей линии производятся по местным инструкциям . Ширина зоны осмотра 20 м ( по 10 м от линии в каждую сторону ). Осмотры оформляются двусторонним актом представителями водолазной службы и работниками энергосистемы ( электрической сети , электростанции ).
2.13. При обнаружении дефектов , представляющих опасность для работы кабельной линии , производящий осмотр обязан немедленно поставить в известность руководство электрической сети ( района ) или электростанции .
2.14. Записи в журналах обходов и осмотров систематически просматриваются , намечаются необходимые мероприятия по устранению дефектов или изменению режима работы линий с указанием исполнителей и сроков устранения дефектов .
3. НАБЛЮДЕНИЕ ЗА СОСТОЯНИЕМ МАСЛА В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ
3.1. Для создания нормальных условий работы линии в ней должно постоянно поддерживаться заданное давление масла . Поддержание давления осуществляется подпиткой линии маслом в определенных расчетных точках .
Параметры давлений масла и вид подпитывающего устройства маслонаполненных кабелей всех типов приведены в табл . 3.1.
3.2. Подпитка линий низкого давления ( см . табл . 3.1) осуществляется от баков давления ( ранее для этих целей устанавливались баки питания ), которые размещаются в подпитывающих пунктах .
На подпитывающих пунктах ( рис . 5) сосредоточено большое количество подпитывающей аппаратуры . Помещение подпитывающего пункта оборудуется освещением , вентиляцией , насосами для откачки воды .
3.3. На линиях низкого давления с кабелями , рассчитанными на длительную работу под давлением 0,0245 - 0,294 - 0,490 МПа (0,25 - 3,0 - 5,0 кгс / см 2 ), при кратковременных переходных режимах допускается давление 0,0148 - 0,590 - 0,980 МПа (0,15 - 6,0 - 10,0 кгс / см 2 ).
При длительном снижении давления масла до 0,0148 МПа (0,15 кгс / см 2 ) кабельная линия низкого давления должна быть подпитана и давление в ней должно быть доведено до 0,0245 МПа (0,25 кгс / см 2 ) или до минимального расчетного давления в месте измерения . Если после этого давление в линии будет вновь падать , то она должна быть отключена . При этом должны быть выяснены и устранены причины снижения давления , после чего линия может быть вновь включена в работу .
При длительном повышении давления выше максимальных длительно допустимых давлений ( см . табл . 3.1) вопрос об отключении кабельной линии низкого давления решается главным инженером предприятия , в ведении которого находится линия .
При снижении давления масла до 0,0102 МПа (0,11 кгс / см 2 ) кабельная линия низкого давления должна быть аварийно отключена .
3.4. Подпитка линий высокого давления производится от автоматически действующих маслоподпитывающих агрегатов , в которых кроме бака для подпитки линий имеются нагнетательные маслонасосы , масляные коллекторы ( для групповой подпитки линий ), сильфонные вентили и другая аппаратура .
Рис . 5. Подпитывающий пункт , расположенный в колодце стопорных муфт :
1 - асбоцементные трубы; 2 - баки давления; 3 - входные люки; 4 - баки питания; 5 - манометры; 6 - шина заземления; 7 - вентиляционные отверстия; 8 - стопорные муфты; 9 - насос для откачивания воды из колодца