Почему кабели среднего напряжения выходят из строя: 5 основных причин и способы их предотвращения

В прошлом месяце 12-мильный участок подземного силового кабеля среднего напряжения в Огайо вышел из строя во время жары, в результате чего было отключено электричество в 8000 домов. Коммунальное предприятие обвинило в старении изоляции. Но инженеры-кабельщики говорят, что коренные причины обычно более конкретны и их легче предотвратить.

Водяное дерево возглавляет список. С годами влага просачивается в изоляцию из сшитого полиэтилена, образуя древовидные микроканалы, которые разрушают диэлектрическую прочность. Исправление? Выбирайте кабели с продольной водоблокирующей конструкцией и обеспечьте правильную установку, чтобы избежать порезов на оболочке.

Во-вторых, это частичная разрядка. Крошечные пустоты или загрязнения в полупроводниковом экране концентрируют электрическое напряжение, медленно разъедая изоляцию. Более эффективные заводские испытания, такие как картирование частичных разрядов, позволяют выявить эти дефекты еще до того, как кабель покинет завод.

В-третьих, тепловая перегрузка. Проводники меньшего сечения или кабели, закопанные в сухую почву, не могут рассеивать тепло. В расчетах пропускной способности необходимо учитывать тепловое сопротивление грунта, а не только нагрузку. Одно коммунальное предприятие в Аризоне теперь использует термическую засыпку для увеличения теплопередачи.

В-четвёртых, механические повреждения. Удар экскаватора или неправильное натяжение могут повредить изоляцию. Глубина захоронения, предупреждающая лента и бетонные плиты остаются простейшими мерами профилактики.

В-пятых, коррозия. Влага, попадающая на металлический щит или броню, вызывает ржавчину, которая в конечном итоге разрушает оболочку. Использование экранов с антикоррозийным покрытием или катодной защиты продлевает срок службы.

Эти пять причин затрагивают не только традиционные кабели среднего напряжения. Солнечные фермы, использующие специальный кабель для солнечной энергии , сталкиваются с аналогичными проблемами водяного дерева и тепловых проблем, особенно там, где кабели проложены в кабелепроводах. Промышленные предприятия, использующие силовые кабели среднего и низкого напряжения , сталкиваются с теми же рисками коррозии и механических повреждений.

Исследование, проведенное Ассоциацией инженеров изолированных кабелей в 2024 году, показало, что коммунальные предприятия с формальными программами мониторинга состояния, включая тестирование частичных разрядов и инфракрасную термографию, сократили количество отказов кабелей на 47% по сравнению с теми, которые полагаются на обслуживание до отказа. Первоначальные затраты на мониторинг составляют небольшую часть стоимости незапланированного отключения электроэнергии.

Как сказал мне один инженер-кабельщик: "Большинство сбоев не являются загадкой. Это журналы технического обслуживания, которые мы игнорировали". Технология предотвращения этих пяти причин существует сегодня. Вопрос в том, будут ли коммунальные предприятия инвестировать средства до следующей волны тепла.