Программа управления старением кабелей аэс




НазваниеПрограмма управления старением кабелей аэс
страница6/9
Дата08.11.2012
Размер1.01 Mb.
ТипПрограмма
1   2   3   4   5   6   7   8   9

А.7 РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ КАБЕЛЬНЫХ ТРАСС


Рефлектометрия - зондирование кабельных трасс с помощью коротких импульсов электрического поля и прием сигналов, отраженных от неоднородностей линий. Она позволяет выявить места установки соединительных и концевых муфт, неоднородностей линии, вызванных коррозией оболочек или прорастанием водных дендритов в изоляции [20].

Прямоугольный импульс, двигаясь вдоль кабельной линии, уменьшается по амплитуде (затухает) и испытывает отражения от участков изменения волнового сопротивления кабеля. Существует ряд признаков, по которым определяют характер неоднородности. Отражение зондирующего импульса от локального участка с повышенной погонной емкостью, например, из-за появления водных дендритов - идет с изменением полярности импульса на противоположную. Отражение зондирующего импульса от локального участка с повышенной индуктивностью идет с сохранением полярности отраженного сигнала.

Современные рефлектометры, например фирмы СТЭЛЛ (г. Брянск), позволяют записывать и хранить рефлектограммы в цифровом виде. Это значительно расширяет возможности дальнейшего анализа рефлектограмм. Сравнение текущей рефлектограммы с предшествующими позволяет заметить образование новых локальных дефектов кабельной трассы и заблаговременно выполнить корректирующие мероприятия.


А.8 ОБСЛЕДОВАНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ОБОЛОЧЕК


Оболочки кабелей, выполненные из ПВХ-пластикатов или шланговых резин, со временем утрачивают свою гибкость и эластичность. Это можно установить, проводя обследование оболочек методом вдавливания индентора (пенетрационный метод). Форма индентора для обследования кабельных оболочек и усилие, прилагаемое к нему, выбираются такими, чтобы обследование не повредило качественную оболочку. Отношение приложенного усилия к глубине вдавливания индентора в полимер определяет так называемый модуль упругости , Н/мм.

Определены исходные значения модуля упругости оболочек и критические, выше которых эксплуатация оболочек может привести к их растрескиванию при случайных внешних механических воздействиях [1].

При использовании кабельного индентора фирмы OGDEN (США) максимальное допустимое усилие нажатия составляет:

Fmax = 9 Н – для ПВХ-пластикатов, сшитого ПЭ;

Fmax = 4,5 Н – для эластомеров – КО-резины, бутиловой резины.


Ориентировочные значения модуля сжатия в исходном состоянии равны:

М0 = 10 – 30 Н/мм – для ПВХ-пластикатов;

М0 = 4 – 7 Н/мм – для кабельных резин.

Предельные значения модуля сжатия для материалов, срок эксплуатации которых считается исчерпанным:

Мкр= 86 Н/мм – для ПВХ-пластикатов (кабели КВВГ, КВВГнг, и др.);

Мкр= 22 Н/мм – для кабельных резин (кабели КГН, КНР и др.).


Обследования кабельными инденторами возможны только в отдельных случаях: когда есть доступ к оболочке, она не покрыта противопожарными покрытиями, рельеф оболочки гладкий, не повторяет повивы проволок.


Более перспективным представляется способ обследования оболочек с помощью источников ультразвуковых колебаний – УЗИ-диагностика. Старение полимера сопровождается ростом его плотности и модуля упругости. Меняется скорость распространения звуковых волн. Измерение скорости звука в полимерах может стать индикатором степени его состаренности [43, 44]. Это направление можно развить в рамках научно-исследовательских тем настоящей Программы.


А.9 АНАЛИЗ СОСТАВА ГАЗОВ В КАБЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ


Контрольные кабели часто проложены пучками. Доступ к отдельным кабелям даже для визуального осмотра – невозможен. Представление о состоянии кабелей в глубине пучков может дать анализ состава выделяемых газов и паров. Современные газовые хроматографы позволяют выполнить определение состава сложных газовых смесей при исчезающе малых концентрациях их составляющих. Для этого следует выполнить отбор проб воздуха в газовых каналах и провести их анализ в лабораторных условиях.

Непрерывный контроль газов и паров, выделяющихся при разложении изоляции, возможен с помощью специализированных газоанализаторов, выполненных на полупроводниковых лазерах инфракрасного диапазона (ИК). Их излучение совпадает с полосой ИК-поглощения анализируемого газа.

Наконец, перспективным представляется также использование адсорбентов для улавливания выделяющихся органических веществ с целью последующего их лабораторного анализа, например, методами ИК-спектроскопии. Облучение органической изоляции приводит к появлению низкомолекулярных продуктов распада. Они легко обнаруживаются по специфическому запаху, отлипу, по резкому снижению массы облученных образцов в ходе последующего теплового старения. Не исключено, что среди продуктов разложения изоляции могут быть и диоксины - чрезвычайно токсичные вещества.

Указанные направления анализа процессов старения изоляции кабелей физико-химическими методами также могут быть развиты в рамках настоящей Программы.


А.10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленном обзоре даны основные методы, с помощью которых можно проводить обследование кабелей и кабельных трасс в эксплуатации:

• электрические методы – подача испытательного напряжения, измерение токов утечки или сопротивления изоляции, измерение емкости и тангенса угла диэлектрических потерь, контроль уровня частичных разрядов, абсорбционные характеристики кабелей, рефлектометрия кабельных трасс;

• механические методы - обследования оболочек с помощью инденторов;

• физические методы – обследования кабелей методами УЗИ-диагностики;

• физико-химические методы – хроматография, ИК-спектроскопия.

Их освоение в полном объеме потребует привлечения в службы управления ресурсом новых специалистов – инженеров-электриков-исследователей, физиков, химиков. Нужных специалистов можно получить путем привлечения специализированных организаций. Потребуется также повышение квалификации специалистов АЭС путем стажировки их в ведущих специализированных организациях и университетах страны.

Группа специалистов в области диагностики кабелей образует диагностическую лабораторию предприятия (ДЛ). Лаборатория предприятия работает во взаимодействии с отраслевыми лабораториями - стационарной (ОСДЛ) и мобильной (ОМДЛ).


ПРИЛОЖЕНИЕ Б

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ И ПРОБ

МАТЕРИАЛОВ КАБЕЛЕЙ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Б.1 МЕТОДОЛОГИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Испытания в лабораторных условиях образцов кабелей проводятся в три этапа: входной контроль, ускоренное тепловое и радиационное старения, контроль образцов после ускоренного старения. Первый и третий этапы – идентичны по содержанию, но проводятся на образцах в разном состоянии – исходном и после ускоренного старения [4-7, 41, 42, 46].

Параметры ускоренного старения выбираются такими, чтобы смоделировать старение кабелей в предстоящий 2-3 летний период нормальной эксплуатации с учетом возможности возникновения максимальной проектной аварии (для кабелей гермозоны). Если характеристики кабелей после ускоренного старения сохраняются на уровне требований технических условий к новым изделиям, это служит основанием для продления ресурса кабелей на очередной срок. Такая методология реализует принцип консерватизма (достаточного запаса) принимаемых решений. Необходимым условием этого является также достаточная продолжительность ускоренного старения, чтобы кинетические закономерности его остались близкими к условиям нормальной эксплуатации.

Испытания в лабораторных условиях проводятся как на образцах кабелей в целом, так и на материалах кабелей – изоляции жил, материалах оболочек.

Ниже дана краткая характеристика лабораторных методов обследования.


Б.2 ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ



В лабораторных условиях эти измерения проводятся в диапазоне температур: при комнатной температуре, при 80 оС, 100 оС и при 150 оС (для сшитой ПЭИ). Сопротивление изоляции и оболочек кабелей нормируется [6, 30, 31]. Измерения при повышенных температурах позволяют выявить скрытые дефекты, которые не обнаруживаются при комнатной температуре. Однако для комбинированной изоляции, например, полиимидно-полиэтиленовой, дефект не всегда проявляется даже при повышенной температуре.

[Для одной из модификаций контрольного кабеля – 12-парного кабеля КПЭТИ – визуально было обнаружено размягчение внешней защитной оболочки именно при верхней испытательной температуре, хотя общее сопротивление оставалось в пределах нормы. Дефект не был выявлен ни на заводе-изготовителе, ни при приемо-сдаточных испытаниях, по-видимому, из-за полиамидной пленки, находящейся под оболочкой. Ее сопротивление остается высоким и при повышенных температурах. Причина дефекта оказалась заводская - в полиэтиленовой композиции для внешней оболочки отсутствовал инициатор реакции сшивки. В результате она не произошла даже после облучения образца до поглощенной дозы 30 Мрад, выполненного в ходе радиационного старения]. Дефекты подобного типа выявляются при измерениях на переменном напряжении – по тангенсу угла диэлектрических потерь.


Б.3 ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

Измерения выполняются, как правило, в диапазоне частот: от 100 Гц до 10 кГц. Измерения при низких частотах более чувствительны к увлажнению изоляции, а при высоких – к старению в условиях радиационного и термического воздействия. Измерения емкости выполняются с 5-ю верными знаками, tgд – с тремя. Для этого используется кондиционирование образцов путем длительной выдержки в нормальных условиях, экранирование объекта испытаний, многократное накопление результатов измерений, термостабилизирование, защита измерителя от сетевых помех. Высокая точность измерений позволяет наблюдать различия в качестве образцов, извлеченных из гермозоны, чистой зоны, со склада или от шлейфов.

Путем измерений tgд обнаружены косвенные признаки старения изоляции, связанные с выходом на ее поверхность низкомолекулярных продуктов разложения полимеров [24]. Разработана методика наблюдения процессов старения многожильных кабелей по параметрам частичных емкостей [18, 45]. Измерения емкости и tgд являются вспомогательными, так как эти параметры в большинстве случаев не нормируются.


Б.4 ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОБРАЗЦОВ КАБЕЛЕЙ


Проверка выполняется путем многократных изгибов кабелей на оправки определенного диаметра. После этого выполняют измерения электрического сопротивления многопроволочных экранов (для контрольных кабелей) и проверку радиальной герметичности. Изменения сопротивления экранов более, чем на 30% по сравнению с исходным состоянием (до механических воздействий) рассматривается как признак их существенного окисления [6, 7].


Б.5 ПРОВЕРКА РАДИАЛЬНОЙ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ КАБЕЛЕЙ


Проверка выполняется путем погружения образцов в воду и подачи испытательных напряжений между жилами, между жилами и экраном, между экранами (для контрольных кабелей с внутренним и внешним экранами). Преследует цель проверить целостность защитных оболочек после механических воздействий [6, 7].


Б.6 УСКОРЕННОЕ РАДИАЦИОННОЕ И ТЕПЛОВОЕ СТАРЕНИЕ ОБРАЗЦОВ КАБЕЛЕЙ, МАТЕРИАЛОВ ИЗОЛЯЦИИ И ОБОЛОЧЕК


Радиационное старение образцов кабелей выполняется путем их облучения в ускорителе электронов до поглощенной дозы 30 Мрад. Энергия электронов – до 10 МэВ, что достаточно для их проникновения в толщу изоляции на глубину до 5 см. После облучения следует выдержка образцов для уменьшения наведенной радиоактивности до допустимого уровня. Затем проводится тепловое старение. Температура и длительность теплового старения зависят от типа кабеля, условий его применения, уровня внешних воздействующих факторов в нормальных условиях эксплуатации и в случае МПА [6, 7]. Известны и более жесткие режимы ускоренного старения с облучением до 100 Мрад [50].


Б.7 АНАЛИЗ МАТЕРИАЛОВ ИЗОЛЯЦИИ ЖИЛ И ОБОЛОЧЕК



Анализ материалов изоляции жил и оболочек физико-химическими методами является вспомогательным. В полной мере он применяется в случаях, когда параметры представленных образцов близки к предельно допустимым. Анализ позволяет выяснить причины деградации образцов – старение изоляции или оболочек, содержание антиоксиданта в ПЭИ и пластификаторов – в ПВХИ [10-13, 28, 29, 35, 36].

Б.7.1 Механические характеристики образцов изоляции

Механические характеристики определяются на образцах в виде двусторонних лопаточек и на трубочках изоляции, снятых с жил. Измеряются относительное удлинение и разрывное напряжение.

Для выполнения этих измерений требуется достаточное количество образцов длиной не менее 80 мм каждый. Подготовка лопаточек требует высокой квалификации операторов, иначе дефицитные образцы могут быть безвозвратно испорчены. Испытания не засчитываются, если разброс результатов превышает установленные нормы или разрыв образцов происходит не в пределах отведенного участка [30-34].

Б.7.2 ДСК-анализ образцов изоляции

Выполняется для ПЭИ, которая всегда содержит антиоксиданты. Чем меньше их расходовано в процессе эксплуатации кабеля, тем выше будет температура, при которой начнется выделение тепла в образце – так называемый экзотермический пик [1, 10-13].

Б.7.3 ИК-спектроскопия образцов изоляции

Выполняется для оценки содержания карбонильных групп в ПЭИ. Они определяют степень окисления полимера. Методика применима для радиационно-сшитого ПЭ, но не применима для ПЭ, сшитого за счет перекиси бензоила: продукт его разложения – ацетофенон – содержит карбонильную группу, которая поглощает в том же диапазоне ИК- спектра, что и окисленный ПЭ [27, 29].

Б.7.4 ТГА-анализ образцов изоляции

Термогравиметрический анализ изоляции (ТГА-анализ) – эффективное средство определения ее остаточного ресурса в условиях терморадиационного старения. Измеряется масса образца в процессе нагрева с постоянной скоростью, например, 10 оС/мин. Фиксируется та температура (TG5%), до которой успел нагреться образец, прежде, чем его масса снизилась, например, на 5%. Опыт показывает, что полученный таким образом параметр TG5% хорошо коррелирует со временем старения образца, а значит может быть использован и для определения остаточного ресурса [1, 16, 46].


ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)


ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОЗИМЕТРОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КАБЕЛИ АЭС РОССИИ (1-3) [1] и европейских стран-участниц МАГАТЭ (4) [46]




п/п

Тип детектора

Zэф

Параметр

считывания

Диапазон детектирования, Гр

Фединг за 1 год,

%

Температурная стабильность ,

°С


1

ПСТ на основе алюмофосфатного стекла

12

Термолюминисценция в диапазоне 270 - 340°С на л = 550нм

10-4 – 5 · 103

15,0*

- 30 ± +70

2


ДТС-0,01/1,0 (СГД-8) на основе силикатного стекла

12

Поглощение л = 365 нм л = 740 нм

10– 2 · 104

7,0

- 70 ± +100


3

ДТГ-4 на основе LiF(Mg, Ti)

8,2

Термолюминисценция при температурах <240 °С

5 · 10-1 – 10

Зависит от температуры

Нет

4

На основе

аланина




Концентрация радикалов, образовавшихся под действием ионизирующего излучения

0,1 - 103




+0,1%/оС


Приложение Г

(справочное)
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Программа управления старением кабелей аэс iconРабочая программа учебной дисциплины «автоматизированные системы управления аэс»
Целью дисциплины является изучение общих принципов автоматизированного управления объектами аэс, изучение автоматизированных систем...
Программа управления старением кабелей аэс icon136. Путин В. В. Развитие атомной энергетики и атомного энергетического комплекса
Совещание на Ростовской аэс 18. 03. 2010. Пуск блока на Ростовской аэс первый по национальной программе развития атомной энергетики....
Программа управления старением кабелей аэс iconА. С. Ивкин
Выполнен обзор понятий и методов визуализации образов. Сформулирован перечень релевантных образов для операторов аэс. Предложен образ...
Программа управления старением кабелей аэс iconМетодические указания по лабораторному практикуму «птк асутп аэс»
Ознакомление с оборудованием и программным обеспечением асу тп, применяемым на современных аэс россии
Программа управления старением кабелей аэс icon«Испытание блока при ложном срабатывании аз» запуск алгоритма «преодоление аварии с течью из первого контура во второй»
Цель данной статьи: еще раз обратить внимание на необходимость тщательного анализа результатов ввода в эксплуатацию и первых лет...
Программа управления старением кабелей аэс iconЭкологические проблемы эксплуатации аэс антонова А. М., доцент
Существует опасность принятия потенциально опасных решений, связанных фактически с большим суммарным риском, чем аэс
Программа управления старением кабелей аэс iconГалушко О. М. Оборудование аэс
«Оборудование аэс» для профессии «Станочник» и специальности 151001 «Технология машиностроения»
Программа управления старением кабелей аэс iconГалушко О. М. Оборудование аэс
«Оборудование аэс» для профессии «Станочник» и специальности 151001 «Технология машиностроения»
Программа управления старением кабелей аэс iconБелорусская партия "Зеленые"
«Заявлению о возможном воздействии на окружающую среду белорусской аэс (Предварительный отчет об овос белорусской аэс)»
Программа управления старением кабелей аэс iconАэс, дополнительных материалов к разделу 12 проекта 2-ой очереди Балаковской аэс, содержащих оценку воздействия на окружающую среду москва 2005
Заключение экспертной комиссии общественной экологической экспертизы на строительство 2-ой очереди (доработка) Балаковской аэс, дополнительных...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница