Диссертация (Исследование, разработка и усовершенствование конструкций переходных соединительных муфт для кабелей на напряжение 110-220 кВ), страница 11

В данной конструкции переходнойсоединительной муфты с целью компенсации тепловых деформаций частеймуфты при температурных изменениях центральный изолятор 1 герметичноустанавливается в кожухе переходной соединительной муфты 2. Изолятор жесткосоединяется с помощью фланца 1-1 с фланцем кожуха муфты 2 со стороны МНК иимеет возможность перемещения относительно кожуха муфты со стороны кабеляс изоляцией из СПЭ. Такая конструкция позволяет компенсировать механическиенагрузки, связанные с различными температурными коэффициентами расширенияэпоксидного изолятора 1 и кожуха муфты 2.

Переходная соединительная муфтаразработана и испытана на напряжение 110 кВ.Монолитный изолятор и использование закладных электродов при заливкедает возможность снизить габариты муфты. Это особенно важно, так как муфтыпредназначены для монтажа в подземном кабельном колодце размером 7000 х2100 х 2520 мм, на стенках которого при монтаже помещается шесть муфт длядвухцепной кабельной линии.4.2. Рекомендации по монтажу и эксплуатации, разработаннойконструкции переходной муфты.Особенностью монтажа данной переходной соединительной муфты являетсято, что он проводится в два этапа: первый - монтаж муфты со стороны МНК,второй - монтаж со стороны кабеля с изоляцией из СПЭ.

Эти этапы выполняютсяв разное время различными монтажными бригадами.Маслонаполненные кабели эксплуатируются уже в течение более чем 20 лет.Поэтому во избежание нарушения герметичности его оболочки необходимообеспечить минимальное перемещение этого кабеля и исключить возможныеизгибы при монтаже переходной соединительной муфты. С учетом этогоцелесообразно сначала проводить монтаж маслонаполненной части переходнойсоединительной муфты. Оперативный монтаж маслонаполненной части муфтытакже уменьшает неизбежный расход кабельного масла МНК-4В при проливе.Необходимый при монтаже запас по расстоянию осуществляют кабелем сH90изоляцией из СПЭ (на подходе к колодцу он должен быть уложен змейкой,обеспечивающей запас не менее 1 метра).К началу монтажа переходной соединительной муфты должны бытьвыполнены все строительно-монтажные работы по трассе кабельной линии и вколодце муфт согласно проекту.Формирование изоляции как маслонаполненной, так и полиэтиленовойчасти переходной соединительной муфты происходит во время ee монтажа вколодце при этом необходимо соблюдать повышенные требования к чистоте.Поэтому детали, инструмент и материалы, применяемые при монтаже, одеждарабочих должны быть чистыми.

Каждый раз перед началом работы с изоляциеймонтеры должны вымыть руки с мылом, насухо вытерев их.При подготовке к монтажу, соблюдая осторожность, необходимо опуститьмуфту в кабельный колодец так, чтобы кожух и фланцы муфты не соприкасались,и тем более не ударялись о горловину люка.

Установить муфту на кронштейны,закрепив ее. Необходимо также соорудить настил, обеспечивающий нормальныеусловия работы на высоте удобной для монтажа, и подготовить стойки дляукладки кабеля во время монтажа муфты. Все оборудование и инструмент должныиметь резерв или замену, позволяющие в случае выхода из строя продолжитьмонтаж.Монтаж маслонаполненной части переходной соединительной муфтыдолжен проводится в строгом соответствии с инструкцией.При подготовке к монтажу масляной части муфты необходимо взять пробымасла из банки с намоточным материалом.

Характеристики проб взятого масладолжны удовлетворять следующим требованиям: H tgδ ≤ 0,008 при 100˚C и E = 1 кВ/мм и Eпр = 180 кВ/см. Предварительно необходимо подключить бак давления вместе подпитки монтируемого кабеля.После завершения монтажа маслонаполненных частей переходныхсоединительных муфт всех трех фаз кабельной линии следует приступать кмонтажу муфт со стороны кабеля с изоляцией из СПЭ.H91Монтаж разработанной переходной соединительной муфты со стороныкабеля с изоляцией из СПЭ должен проводится строго в соответствии синструкцией ИМП-1-К110: «Монтаж переходных муфт типа МПМНП-110,МПМНП-М-110 и МПМНП-МС-110».При монтаже переходной соединительной муфты со стороны кабеля сизоляцией из СПЭ можно выделить следующие основные этапы:- разделка кабеля;- формирование изоляции стресс-конуса;- режим запекания сформированного стресс-конуса;Разделка кабеля выполняется при помощи специального циркулярного ножа,изображенного на рис.

Этот нож позволяет снимать электропроводящий экранкабеля, а также изоляцию кабеля с необходимой глубиной. Особое внимание привыполнении данной операции следует уделять качеству обработки изоляционнойповерхности, а также качественно выполненному переходу электропроводящийэкран кабеля - изоляция кабеля.

Поверхность должна быть гладкой без царапин ишероховатостей, видимых невооруженным глазом. Это достигается с помощьюшлифовки поверхности наждачной шкуркой.Формирование изоляции стресс-конуса выполняется строгом соответствиисо схемой приведенной на рис.4.4. При намотке конуса следует использовать вкачестве шаблона разрезанный вдоль оси на две равные части предварительноотпрессованный выравнивающий конус (поз.2).H92HРис.4.4. Схема формирования изоляции стресс-конуса со стороны кабеля сизоляцией из СПЭ. 1 - электропроводящий слой кабеля; 2 - выравнивающийконус; 3 - фторопластовый конусный вкладыш; 4 - медная гильза; 5 - изоляциякабеля из СПЭ; 6 - формируемая из ПЭ-лент изоляция стресс-конуса; 7 - жилакабеля;Режим прессования сформированного из ПЭ-лент стресс-конусавыполняется в специально изготовленной для этого пресс-форме, котораяоснащена нагревателем. Необходимо также предусмотреть возможностьустановки термопары в центральной части пресс-формы. Нагреватель и термопарадолжны быть подключены к терморегулятору, который позволяет осуществлятьнагрев и охлаждение по специально разработанному режиму (рис.

4.5). Дляисключения возникновения в процессе вулканицации полиэтилена газовыхвключений следует поддерживать давление азота в пресс-форме на уровне 0,6 0,8 МПа в течение всего режима прессования [12].H93HРис.4.5. Режим прессования изоляции стресс-конуса со стороны кабеля сизоляцией из СПЭ.4.3. Оценка надежности разработанной переходной муфты, основаннаяна опытных данных и эксплуатации в промышленных масштабах.Оценка надежной работы переходных соединительных муфт являетсяважной и крайне сложной задачей.Муфта является сложным по конструкции элементом кабельной линии, вкотором используются различные виды изоляционных материалов, отличающихсяпо электрическим характеристикам и механизму старения.

Кроме того, переходнаясоединительная муфта объединяет два различных по конструкции кабеля: МНК икабель с изоляцией из СПЭ. Как правило, МНК низкого давления былипроложены в крупных городах в 70х-80х г.г. прошлого столетия и ранее, и кнастоящему моменту перекладки/реконструкции по большей части выработалисвой ресурс - 30 лет. Поэтому сложно разработать обоснованные рекомендации подопустимым испытательным нормам, в том числе - по максимальнымнапряженностям и температурам при ускоренных испытаниях муфт для оценки ихсрока службы.Для приемосдаточных и типовых испытаний муфт на напряжение 110 кВпринята частично методика стандарта МЭК 60840 [15]. Ниже, в табл.4.2H94приведены результаты испытаний переходной соединительной муфты нанапряжение 110 кВ, проведенные по этой методике.Таблица 4.2.№ п/п Нормы испытанийРезультатПримечание1.Испытание напряжением промышленнойчастоты 130 кВ/ 30 минПробой отсутствуетпринято в качествеприемосдаточногоиспытания2.Измерение уровня Ч.Р.

при напряжении 130кВ Ч.Р. ≤ 5 пКлЧ.Р. отсутсвтуютпринято в качествеприемосдаточногоиспытания3.Испытание напряжением промышленнойчастоты 160 кВ / 15 мин с измерением Ч.РЧ.Р. отсутсвтуютпринято в качествеприемосдаточногоиспытания4.Испытание напряжением грозовогоимпульса ± 550 по 10 ударов разнойполярностиПробой отсутствует5.Испытание напряжением промышленнойчастоты 160 кВ / 24 часаПробой отсутствуетСоотв.

испытанию МНКИспытания по п.п. 1, 2 и 3 табл.4.2 были приняты в качествеприемосдаточных и применялись при последующих испытаниях всех муфт. Приэтом частичные разряды измерялись с помощью ультразвукового датчика,который имеет чувствительность при фиксированной частоте в полосе 60-130 кГцне менее 30 мВ. Испытания проводились в высоковольтной лаборатории«ВНИИКП»Для оценки срока службы переходных соединительных муфт может бытьприменен метод ступенчатой нагрузки, который уже нашел широкоеиспользование при испытаниях силовых кабелей высокого напряжения. Так,эквивалентный срок службы при рабочем напряжении для кабеля рассчитываютпо результатам ресурсных испытаний методом ступенчатой нагрузки следующимобразом [71]:mH H Ts (U 0 ,θ r ) = ∑ ti (Ui ,θ i ) ei=1γ (θ i −θ r )n⎛U ⎞⋅⎜ i ⎟ ;⎝ U0 ⎠(4.1)H95где H U 0 ,θ r − номинальное рабочие напряжение и рабочая температура; H Ui ,θ i −напряжение и температура на i-ой ступени испытаний; H m − число ступеней; H γ −коэффициент, пропорциональный обратной величине энергии активации притепловом старении; H n − показатель степени, характеризующей электрическоестарение; H ti − длительность i-ой ступени испытаний.Для оценки срока службы МНК степенной показатель n принимают равным9 -10.

Для оценки срока службы кабелей с изоляцией из СПЭ n увеличивают до 15[71]. Эту цифру также приводят для оценки монолитной изоляции муфт.Для оценки срока службы разработанной переходной соединительноймуфты типа МПМНП-МС-110 использовались результаты циклическихиспытаний принятого прототипа муфты МСТМНЭ-110, проведенных воВНИИКП, которые сведены в таблице 4.3. В течение каждого цикла нагрев (7ч)/охлаждение (17ч) муфта находится под напряжением.Таблица 4.3.Напряжение, кВКол-во циклов/часов100 (1,6U0)127 (2,0U0)140 (2,2U0)Циклов7316122Часов4911042152Обработка результатов ступенчатых испытаний с показателем n=10 МНКпоказывают возможность длительной работы (более 50 лет) переходныхсоединительных муфт. Следует отметить тот факт, что эпоксидная изоляцияотносится к высоконадежным видам изоляции и фактически работает во всехвидах кабельной арматуры (кабельных вводах, стопорных муфтах МНК и т.д.) ужеболее 30 лет.Можно отметить, что с 2003 г.