В настоящее время в отечественной электроэнергетике физический износ кабельного парка находится на уровне 70...80%, а удельная повреждаемость кабельных линий (КЛ) в среднем составляет от 4,5 до 7 случаев на 100 км/год. Относительно высокая повреждаемость КЛ и значительная их протяжённость (которая, например для таких городов мегаполисов, как Москва, Санкт-Петербург и Новосибирск, составляет соответственно около 57, 44 и 3 тыс. км) заставляет обслуживающий персонал работать в аварийно‑восстановительном режиме эксплуатации КЛ. Это практически исключает проведение плановых профилактических испытаний по своевременному выявлению электрически ослабленных мест в изоляции кабельной системы. Эксплуатационный персонал в ущерб плановым испытаниям и своевременной диагностике технического состояния КЛ вынужден отвлекать материальные и людские ресурсы на трудоёмкие аварийно‑восстановительные работы (в основном в неудобный зимне-весенний период) по ликвидации повреждений КЛ.
КЛ относятся к категории линий закрытого типа, которые обладают рядом специфических свойств, не присущих линиям открытого типа, т.е. воздушным.
Факторы, снижающие надёжность кабелей:
-механические повреждения, которые были нанесены при прокладке или последующих раскопках и других строительных работах, выполняемых в зоне кабельных трасс;
- спиралеподобные вспучины (иногда трещины) как результат длительного действия циклов нагрева и охлаждения или значительных перегрузок кабеля более допустимых норм;
- межкристаллические разрушения свинцовой оболочки под действием сотрясений и вибраций;
- грунтовая, химическая коррозия под воздействием разнообразных химических реагентов, которые содержатся в почве;
- разрушение оболочек кабелей блуждающими токами электрифицированного транспорта.
Местные механические повреждения оболочек легко устанавливаются по внешнему виду, так как они сопровождаются повреждением джутовой оплетки и стальной брони. В большинстве случаев оказывается повреждённой и изоляция кабеля.
Механические повреждения встречаются на небольших участках кабельных линий. После удаления повреждённого участка и монтажа вместо него вставки кабельная линия может продолжать функционировать.
Межкристаллическое разрушение свинцовой оболочки ‑ это рекристаллизация свинца, рост кристаллов и потеря связи между кристаллами. По внешнему виду в начальной стадии на оболочке появляется сетка мелких трещин. В последующем трещины всё более увеличиваются и растрескивание оболочки сопровождается выпадением из неё групп кристаллов или даже отдельных кусков оболочки.
Масштаб межкристаллических разрушений (длина повреждённого участка кабеля) зависит от характера влияния, вызывающего сотрясения и вибрацию кабеля. Чаще всего это вертикальный участок кабеля при переходе кабельной линии в воздушную линию, где сотрясения образуются проводами воздушной линии. Это могут быть участки кабелей на подходах к вращающимся машинам, создающие значительные вибрации, переходы кабельных линий под железнодорожными путями или шоссе, места прокладки кабелей по мостам, где вибрация и сотрясения создаёт двигающийся транспорт.
При многократных изгибах кабеля, связанных из-за разматывания, прокладкой, протяжкой в трубах и т.д., в местах возникших гофр алюминиевая оболочка даёт продольную трещину или подрезается стальной бронелентой.
При установке муфт необходимо обращать внимание на состояние высыхания изоляции, разложения пропиточного материала и выпадения канифоли. У кабелей на напряжение 10 кВ и выше необходимо обращать внимание на электрическое старение изоляции и наличие у неё путей ионизации и частичных разрядов (ветвистые побеги, присутствие воскообразных веществ).
Воздушные включения - наиболее слабый элемент изоляции: в них начинают развиваться опасные ионизационные процессы и частичные разряды. Чем большие воздушные зазоры (особенно в радиальном направлении), тем они опаснее. В связи с этим жёстко регламентировано количество допустимых совпадений бумажных лент. При большом количестве совпадений слой изоляции становится неустойчивым к выгибаниям. На бумажных лентах, расположенных под совпадающими зазорами (нижерасположенных лент), образуются продольные складки, которые под воздействием тепловых деформаций (нагревы и охлаждения кабеля) превращаются в продольные трещины, - такой же опасный дефект, как и совпадение бумажных лент.
Продольная складка нередко превращается в сплошную трещину, и при разборке изоляции кабеля вместо одной ленты сматываются две. Наиболее часто это наблюдается при величине перекрытия лент, близких до 50%.
При протекании токов короткого замыкания на очень короткое время (секунды) допускается подъём температуры жил (а следовательно, и прилегающих слоев изоляции) до 125° или 200°С соответственно для кабелей 20... 35 к В и 6... 10) кВ. Это обусловлено тем, что при температурах выше 135... 140°С в бумажно‑пропитанной изоляции быстро развиваются процессы необратимого старения бумажной основы изоляции (разрушение волокн целлюлозы, из которых состоит бумага). Настолько же опасные и длительные аварийные перегрузки кабелей, когда нагрев жил и изоляции существенно превышает длительно допустимые по нормам,
В кабелях на напряжение 20...35 кВ расчётные электрические градиенты приблизительно в два раза выше, чем в кабелях на 6 кВ. Потому уже при незначительном осушении, особенно на вертикальных участках, в них начинается ионизация воздушных включений и начинаются частичные разряды.
