Классификация причин и характера повреждений силовых кабелей

Характер и классификация кабельных повреждений (отказов)
1. Классификация по материальным характеристикам повреждения
Повреждения можно разделить на три типа: продольные (последовательные), поперечные (параллельные) и комбинированные.
(1) Продольные повреждения (последовательные)
Продольное повреждение (дефект металлической части) — это отказ, при котором оборвана одна или несколько токопроводящих жил кабеля (включая свинцовую и алюминиевую оболочки). Представляет собой обрыв кабельной линии в широком смысле. Возникает из-за нарушения целостности жилы в виде полного или неполного обрыва. Неполный обрыв особенно трудно обнаружить. Продольные повреждения подразделяются на: одноточечный обрыв, многоточечный обрыв, однофазный обрыв, многофазный обрыв и т. д.

(2) Поперечные повреждения (параллельные)
Поперечное повреждение (дефект изоляции) — это короткое замыкание, возникающее при снижении уровня изоляции между жилой и внешней оболочкой или между жилами, когда она не может выдерживать нормальное рабочее напряжение. Представляет собой короткое замыкание кабеля в широком смысле. Такие дефекты приводят к коротким замыканиям, заземлениям, заплывающим пробоям и т. д. из-за повреждения изоляции между жилами или относительно земли и наиболее часто встречаются на практике. Поперечные повреждения подразделяются на однофазное замыкание на землю, двухфазное замыкание на землю, двухфазное короткое замыкание, трехфазное короткое замыкание и т. д.
(3) Комбинированные повреждения
Комбинированные повреждения (дефекты как изоляционных, так и металлических материалов) означают наличие повреждения изоляции в сочетании с нарушением целостности жил. К ним относятся: однофазный обрыв с заземлением, двухфазный обрыв с заземлением, двухфазное короткое замыкание с заземлением.
2. Классификация по характеристикам изоляции в месте повреждения
Исходя из величины сопротивления изоляции $R_f$ в месте повреждения кабеля и искрового промежутка $G$, повреждения кабелей можно разделить на четыре категории: обрыв линии, низкоомные повреждения, высокоомные повреждения и заплывающие пробои. Данная классификация является основной базовой классификацией кабельных повреждений на практике и особенно удобна для выбора метода их определения.
При этом величина пробивного напряжения промежутка $U_G$ зависит от расстояния $G$ разрядного канала в месте повреждения (т. е. пробивного промежутка), величина сопротивления изоляции $R_f$ зависит от степени обугливания (коксования) диэлектрика кабеля в месте повреждения, а величина распределенной емкости $C_f$ зависит от степени увлажнения места повреждения.
(1) Повреждение типа «обрыв»
Целостность металлической части кабеля нарушена с образованием обрыва жилы, при этом изоляционный материал в месте повреждения также имеет различную степень повреждения. Измерение сопротивления изоляции $R_f$ мегаомметром на месте показывает бесконечность ($\infty$), однако при испытании повышенным постоянным напряжением происходит электрический пробой; проверка целостности жил фиксирует точку обрыва. На практике чаще всего встречается в виде однофазного или двухфазного обрыва с заземлением.
(2) Низкоомное повреждение
Изоляция кабеля повреждена, и возникло замыкание на землю. Измерение сопротивления изоляции $R_f$ омметром на месте показывает значение менее $10Z_0$ (где $Z_0$ — волновое сопротивление кабеля, обычно составляющее от 10 до 40 Ом). На практике низковольтные силовые кабели и кабели управления имеют высокую вероятность возникновения именно низкоомных повреждений.
 (3) Высокоомное повреждение
Изоляция кабеля повреждена, и возникло замыкание на землю. Измерение сопротивления изоляции $R_f$ мегаомметром на месте показывает значение превышающее $10Z_0$, а при испытании высоким напряжением импульсным методом происходит электрический пробой. Высокоомные повреждения являются наиболее частыми повреждениями в высоковольтных силовых кабелях (кабели на 6 кВ или 10 кВ), составляя до 80% от общего числа повреждений.

При проведении измерений на практике автор обычно принимает значение $R_f = 3 \text{ кОм}$ в качестве границы между высокоомными и низкоомными повреждениями. Значение $R_f = 3 \text{ кОм}$ позволяет получить измерительный ток 10–50 мА, необходимый для точного измерения петлевым мостом.