В условиях влажной почвы кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) может выглядеть совершенно исправным в течение многих лет, но при этом продолжать изнашиваться изнутри.

Образование водяных древовидных структур — так называется этот медленный процесс. Влага, ионное загрязнение и электрическое напряжение взаимодействуют внутри изоляции до тех пор, пока не образуются небольшие древовидные структуры, и большую часть времени снаружи ничего не видно.

Медленный и незаметный — неудобная комбинация, поэтому этот вопрос стоит обсудить на этапе проектирования, а не после возникновения первой ошибки.

Что размножается внутри изоляции?

«Водяное дерево» — это разветвленная структура, которая развивается внутри полимерной изоляции в присутствии воды и растворенных загрязнений под действием электрического напряжения. Под микроскопом оно выглядит как тонкий, заполненный канал, а не как полость.

Деревья, образующие «бабочку», начинают расти в небольшом зазоре или загрязнении внутри стенки изоляции и распространяются в обоих направлениях от этой точки. Деревья, образующие «вентиляцию», начинают расти на поверхности и распространяются внутрь оттуда.

Ни один из этих процессов не ведёт себя как острое электрическое дерево. Образование водяных деревьев происходит медленно, в течение месяцев и лет, и изоляция сохраняет своё нормальное напряжение на протяжении большей части этого периода.

В конечном итоге происходит локальное падение диэлектрической прочности. Как только это падение становится достаточно глубоким, в ослабленном месте может начать формироваться электрическое дерево, и оттуда отказ происходит быстро.

Для образования древесных зарослей в воде необходимы сразу три условия: влажность, загрязнение и электрическое напряжение; устранение любого из них замедляет процесс.

Условия, способствующие росту

Для начала процесса необходимо совпадение четырех условий.

Уберите хотя бы один ряд деревьев, и вероятность посадки поливочных деревьев значительно возрастет.

Водопроводные деревья — это не то же самое, что электрические деревья, и эта разница важна, потому что в процессе эксплуатации они ведут себя совершенно по-разному.

Пример: кормушка в заболоченной местности

Ситуация: На участке был проложен напрямую заглубленный питающий кабель среднего напряжения через грунт, который оставался влажным круглый год, при этом уровень грунтовых вод находился близко к дну траншеи.

Результаты: Кабель имел многослойную конструкцию с водонепроницаемой лентой и полимерной оболочкой. Спустя пять лет в двух соединительных участках в ленте осталась влага, а на одной фазе наблюдалось повышение разряда, в то время как прямые участки выглядели нормально.

Решение: Были заказаны заменяющие участки с металлическим влагозащитным барьером, пролеты были перестроены с использованием герметичной конструкции выше уровня грунтовых вод, а трасса была заново осушена там, где это было возможно.

Результат: Восстановленные отсеки остались сухими, а вопрос о грунтовых водах перенесен из раздела технического обслуживания в форму запроса для следующего проекта на этом объекте.

Деревья, нуждающиеся в вентиляции, начинают расти от внешней поверхности изоляции и распространяются внутрь, поэтому металлический барьер меняет ситуацию на влажной почве.

Где проникает влага

Вода может проникнуть в изоляцию лишь несколькими путями, и для каждого из них существуют способы противодействия.

• Вдоль жил проводника, где многожильный проводник может перемещать воду на большие расстояния внутри кабеля.
• Через поврежденное или пористое внешнее покрытие, через которое вода проникает к поверхности изоляции.
• В местах стыков и соединений, где изоляция была обрезана и восстановлена ​​на месте.
• Через открытый конец барабана, особенно если катушка простояла на открытом воздухе в течение сезона дождей.

Каждый из этих путей — это скорее дизайнерское решение или особенность планировки участка, чем случайность.

Старение изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) во влажной почве — это вопрос не только состава материала, но и его водонепроницаемости и изоляции.

Выбор, который замедляет это

Пять вариантов выбора и методов могут изменить исход событий на заболоченной почве.

Добавьте металлический влагозащитный барьер.

Приклеенный металлический слой или металлическая оболочка предотвращают попадание жидкой воды на поверхность изоляции и превращают вопрос о вентилируемом дереве в вопрос производства.

Заблокируйте нити

Продольная закупорка водопровода водой препятствует прохождению воды от точки входа к расположенному на значительном расстоянии соединительному отсеку.

Поддерживайте чистоту на территории.

Загрязнение внутри теплоизоляционной стенки является причиной образования древесных ветвей в форме бабочки, поэтому правила обращения и чистоты имеют большее значение, чем любое описание продукта.

Контролируйте поле

Выравнивание грунта на просеянной поверхности и внутри стыка снижает локальное напряжение, стимулирующее рост.

По возможности, обеспечьте сухость дороги.

Дренаж, укладка основания и обратная засыпка — это решения, принимаемые в рамках гражданского строительства, которые влияют на количество воды, скапливающейся у кабеля.

Влага может проникать в кабель по следующим путям: в жилы проводников, в соединительные муфты и в любые места, где оболочка повреждена или плохо герметизирована.

Почему это редко проявляется на ранней стадии

Стандартные приемочные испытания выявляют грубые дефекты, а не медленные химические изменения. Система водоотведения проходит проверку при вводе в эксплуатацию и может продолжать проходить повторные проверки в течение многих лет.

Измерение разряда более чувствительно, чем обычная проверка напряжения, и тенденция к увеличению часто является первым признаком того, что что-то меняется. Однократное измерение дает гораздо меньше информации, чем серия измерений.

Поэтому полезным инструментом в данном случае является фиксация результатов измерений за определенный период времени: одно и то же измерение, одни и те же условия, сопоставляются с предыдущим результатом.

Что может и чего не может увидеть каждая проверка

В программах ввода в эксплуатацию предусмотрено четыре проверки, и они выявляют совершенно разные вещи.

Только вскрытие объясняет, что произошло, а остальные три решают, когда следует посмотреть.

Предупреждения с мест событий

Опыт указывает на ряд повторяющихся причин.

• Маршрут, выбранный без дренажа в местах с известным высоким уровнем грунтовых вод.
• Торцы бочек остаются открытыми на территории предприятия в течение сезона дождей.
• Совмещенные пролеты строятся ниже уровня земли, чтобы в них скапливалась вода.
• Наружное покрытие, выбранное по цене без проверки его поведения в зависимости от химического состава почвы на данном маршруте.

Ни один из этих четырех вариантов не является дорогостоящим в плане избегания, но обнаружение всех четырех обходится дорого.

Что спросить перед заказом

Три вопроса позволяют принять решение на более ранней стадии, когда это недорого.

Каков уровень грунтовых вод на этом маршруте?

Глубина и сезонные колебания гораздо полезнее, чем описание почвы как влажной или сухой.

Какой химический состав почвы применим?

Соли и загрязняющие вещества в почве подпитывают этот процесс и также влияют на внешний слой грунта.

Какой именно барьер указывается?

Ответ на этот вопрос определяет, сможет ли вода вообще достичь поверхности изоляции, а это самый важный момент.

Проектирование с учетом имеющегося у вас уровня грунтовых вод

Заманчиво рассматривать образование конденсата как свойство самого материала. На практике же количество воды, достигающей изоляции, определяется оболочкой, водонепроницаемостью, конструкцией швов и способом прокладки кабеля.

Это хорошая новость для покупателя, поскольку это означает, что вопрос можно решить с помощью чертежей и спецификаций, а не на основе надежд.

В местах с влажной почвой полезно обсудить ограждение и точки входа, и гораздо дешевле сделать это до намотки барабана.

Входные данные для запроса коммерческих предложений по маршрутам с водными препятствиями

Эти детали позволяют подобрать конструкцию, соответствующую типу грунта, на котором она будет установлена.

• глубина залегания грунтовых вод и ее сезонные колебания
• химический состав почвы, включая известную соленость или загрязнение.
• независимо от того, проложен ли маршрут непосредственно под землей, по воздуховоду или через соединительные проемы.
• ожидаемое расположение защитной оболочки и ограждения на маршруте
• Защита от воды, предусмотренная для проводника и жилы кабеля.
• Схема соединения и концевых элементов, а также способ отвода воды из отсеков.
• ожидаемый профиль нагрузки и сечение проводника
• условия хранения на месте и способ защиты торцов барабанов.

Технические стандарты, такие как IEC 60502 , IEC 60228 и IEC 60332, могут согласовывать терминологию, касающуюся конструкции кабеля и испытаний. Однако окончательное решение по системе по-прежнему принимается на основе утвержденной проектной спецификации, применимых местных правил и решений квалифицированного проектного органа.

Компания JINCHUAN Cable Support проводит оценку старения изоляции кабелей во влажном грунте.

Компания JINCHUAN Cable производит силовые кабели с различными вариантами оболочки, барьера и водонепроницаемости, которые могут быть подобраны в соответствии с грунтом на трассе, и предоставляет необходимую строительную документацию для каждого варианта.

Проанализируйте диапазон размеров кабеля и производственный профиль , затем отправьте условия трассы, чтобы можно было определить схему расположения барьеров в соответствии с ними.

Прежде чем приступать к укладке изоляции, необходимо определить, как предотвратить попадание воды на нее, поскольку после завершения работ это обойдется дорого.

Часто задаваемые вопросы

Что такое образование водяных дендритов в изоляции кабеля?

Это медленный процесс деградации, при котором влага, ионное загрязнение и электрическое напряжение в совокупности приводят к образованию тонких древовидных структур внутри изоляции.

Можно ли сравнить посадку деревьев на воде с посадкой деревьев на электрическом основании?

Нет. Водяные деревья развиваются медленно, в течение месяцев и лет, в то время как электрические деревья полые, острые и быстро выходят из строя, как только начинают развиваться.

Обнаруживает ли это проверка напряжения?

Само по себе этого недостаточно. Проверка напряжения выявляет пробой, а уровень воды в молодых деревьях значительно ниже того, который мог бы его вызвать.

Какие конструкции лучше всего противостоят этому?

Те, которые предотвращают попадание жидкой воды на поверхность изоляции, обычно представляют собой металлический барьер в сочетании с водонепроницаемым слоем в проводнике и сердечнике.

Может ли вода перемещаться вдоль проводника?

Да. В незаблокированном многожильном проводнике вода может перемещаться на большое расстояние от точки входа, и это одна из причин, по которой предписывается продольная блокировка.

Почему так важны общие боксы?

Это места, где на месте срезают и заново укладывают теплоизоляцию, поэтому они являются наиболее вероятным местом проникновения вредителей и самым сложным местом для защиты от влаги.

Всегда ли влажная земля представляет проблему?

Само по себе это невозможно. Вода, загрязнение и длительное воздействие внешних факторов должны сочетаться, и проектные решения могут устранить первый из этих трех факторов.

Как подтверждается результат после сбоя?

Путем вскрытия поврежденного участка можно увидеть структуру и источник повреждения, а не только сам факт разрушения.

Влияет ли рабочая температура на технологический процесс?

Время воздействия температуры ускоряет реакцию, поэтому профиль нагрузки и размер проводника не имеют отношения к вопросу влажности.

Как компания JINCHHUAN Cable может выдержать нагрузку на мокром участке дороги?

Компания JINCHUAN Cable может предоставить варианты оболочки, барьера и гидроизоляционных материалов, соответствующие условиям трассы и подтверждающие соответствие конструкции требованиям проекта.