Поиск повреждения кабеля на местности выполняется разными методами:
-Импульсный метод
-Метод колебательного разряда
-Метод петли
-Емкостный метод
-Акустический метод
-Индукционный метод
-Метод накладной рамки
-Метод колебательного разряда
-Метод петли
-Емкостный метод
-Акустический метод
-Индукционный метод
-Метод накладной рамки
-Определение наличия дефекта и его идентификация (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.)
-Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).
-Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателя или кабельных локаторов
-Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).
-Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателя или кабельных локаторов
Поиск повреждения кабеля, методы:
Выбор способа определения места повреждения кабеля зависит от характера повреждения и переходного сопротивления в месте повреждения. Повреждения в трехфазных КЛ могут быть следующих видов: замыкание одной жилы на землю; замыкание двух или трех жил на землю или двух, или трех жил между собой; обрыв одного, двух или трех жил без заземления или заземления как оборванных, так и не оборванных жил; заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробой) при высоком напряжении, и исчезающий (влияющий) при номинальном напряжении.
Характер повреждения определяют с помощью мегомметра. Для этого с обоих концов линии проверяют:
Сопротивление изоляции каждой жилы кабеля по отношению к земле (фазная изоляция), сопротивление изоляции жил относительно друг друга (линейная изоляция); целостность токоведущих жил. Во многих случаях для поиска повреждения кабеля необходимо, чтобы сопротивление в месте повреждения между жилами или между жилой и оболочкой было как можно меньше. Снижение этого переходного сопротивления до требуемого предела выполняют прожиганием изоляции кенотроном, генератором высокой частоты, трансформатором. Процесс прожигания протекает по-разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля.
Обычно через 15–20 сек. сопротивление снижается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается снизить до 2000 – 3000 Ом. Процесс прожигания в муфтах проходит долго, иногда несколько часов, причем сопротивление резко меняется, то снижаясь, то снова возрастая, пока не установится процесс и сопротивление не станет снижаться.
При повреждении КЛ предварительно определяют зону повреждения (относительные методы), и после этого разными методами (абсолютные или картографические) уточняют на трассе непосредственно место повреждения. Для более точного определения зоны повреждения желательно выполнять с одного конца КЛ несколькими методами, если такая возможность отсутствует, более точный результат дает измерение одним методом с обоих концов кабеля.
Характер повреждения определяют с помощью мегомметра. Для этого с обоих концов линии проверяют:
Сопротивление изоляции каждой жилы кабеля по отношению к земле (фазная изоляция), сопротивление изоляции жил относительно друг друга (линейная изоляция); целостность токоведущих жил. Во многих случаях для поиска повреждения кабеля необходимо, чтобы сопротивление в месте повреждения между жилами или между жилой и оболочкой было как можно меньше. Снижение этого переходного сопротивления до требуемого предела выполняют прожиганием изоляции кенотроном, генератором высокой частоты, трансформатором. Процесс прожигания протекает по-разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля.
Обычно через 15–20 сек. сопротивление снижается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается снизить до 2000 – 3000 Ом. Процесс прожигания в муфтах проходит долго, иногда несколько часов, причем сопротивление резко меняется, то снижаясь, то снова возрастая, пока не установится процесс и сопротивление не станет снижаться.
При повреждении КЛ предварительно определяют зону повреждения (относительные методы), и после этого разными методами (абсолютные или картографические) уточняют на трассе непосредственно место повреждения. Для более точного определения зоны повреждения желательно выполнять с одного конца КЛ несколькими методами, если такая возможность отсутствует, более точный результат дает измерение одним методом с обоих концов кабеля.
Для определения зоны повреждения используют следующие основные методы:
1 Импульсный метод
2 Метод колебательного разряда
3 Метод петли
4 Емкостный метод
5 Акустический метод
6 Индукционный метод
7 Метод накладной рамки
2 Метод колебательного разряда
3 Метод петли
4 Емкостный метод
5 Акустический метод
6 Индукционный метод
7 Метод накладной рамки
1 Импульсный метод:
Поиск повреждения кабеля с применением этого метода используется для определения зоны повреждения кабеля в любых случаях, кроме всплывающего пробоя, при переходном сопротивлении до 150 Ом.
Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в кабельных линиях высокого и низкого напряжения величина постоянна и равна 160 м/мкс. Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно определяют расстояние до места повреждения кабеля.
Lx = Nx * V/2 = 80 Tx
Измерения производимых приборов рефлектометром РЕЙС-105Р. На экране устройства есть линия масштабных отметок и линия импульсов. По форме отраженного импульса можно судить о характере повреждения. Отрицательное значение отраженный импульс имеет при коротких замыканиях и положительное при обрыве жил.
Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в кабельных линиях высокого и низкого напряжения величина постоянна и равна 160 м/мкс. Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно определяют расстояние до места повреждения кабеля.
Lx = Nx * V/2 = 80 Tx
Измерения производимых приборов рефлектометром РЕЙС-105Р. На экране устройства есть линия масштабных отметок и линия импульсов. По форме отраженного импульса можно судить о характере повреждения. Отрицательное значение отраженный импульс имеет при коротких замыканиях и положительное при обрыве жил.
2 Метод колебательного разряда:
Поиск повреждения кабеля при помощи этого метода применяется при всплывающих пробоях кабелей. Для измерения на поврежденную жилу подается от кенотронной испытательной установки напряжение, которое плавно поднимается к напряжению пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера. Период колебаний определяет расстояние до точки повреждения, так как скорость электромагнитной волны распространяется в кабели с постоянной скоростью. Измерения производятся рефлектометром РЕЙС-105Р
3 Метод петли:
Поиск повреждения кабеля с методом петли, основан на измерении сопротивлений с помощью моста постоянного тока. Применение метода возможно при повреждении одной или двух жил кабеля и наличии одной здоровой жилы. При повреждении трех жил можно использовать жилую рядом с проложенным кабелем. Для этого поврежденную жилу коротко соединяют с целой с одной стороны кабеля, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяемые регулируемые опоры моста.
Равновесие моста будет при условии:
R1/R2 = Lx/L+ (L – Lx)
Так как сопротивление жили прямо пропорционально ее длине, то
Lx = 2L*R1/(R1+R2),
где R1 и R2 – регулируемые опоры моста (Ом);
L – длина трассы;
Lx – расстояние до точки повреждения (м)
К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени на измерение, меньшую точность измерения, необходимость установки за короток. Поэтому петлевой способ сейчас вытесняется импульсным способом и способом колебательного разряда.
Равновесие моста будет при условии:
R1/R2 = Lx/L+ (L – Lx)
Так как сопротивление жили прямо пропорционально ее длине, то
Lx = 2L*R1/(R1+R2),
где R1 и R2 – регулируемые опоры моста (Ом);
L – длина трассы;
Lx – расстояние до точки повреждения (м)
К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени на измерение, меньшую точность измерения, необходимость установки за короток. Поэтому петлевой способ сейчас вытесняется импульсным способом и способом колебательного разряда.
4 Емкостный метод:
Поиск повреждения кабеля основанный на емкостном методе, применяется для определения расстояния от конца линии до места обрыва одной или нескольких жил кабельной линии путем измерения емкости кабеля. Метод основан на измерении емкости оборванной жилы с помощью моста переменного или постоянного тока, так как емкость кабеля зависит от его длины:
a) Обрыв одной жилы в трехжильный кабель
b) Схему на постоянном токе
П – потенциометр, Сет – эталонный конденсатор С1 – емкость поврежденной жилы
c) Схема переменного тока.
При обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считая, что длина кабеля делится пропорционально измеренным емкостям С1 и С2.
С1/Lx = С2/L – Lx, где
Lx – расстояние до места обрыва;
L – полная длина линии.
Тогда
Lx = Д*С1/(С1+С2)
После определения зоны повреждения в этот район следует оператор для определения места повреждения. Для этого используют акустический, индукционный или метод накладной рамки.
a) Обрыв одной жилы в трехжильный кабель
b) Схему на постоянном токе
П – потенциометр, Сет – эталонный конденсатор С1 – емкость поврежденной жилы
c) Схема переменного тока.
При обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считая, что длина кабеля делится пропорционально измеренным емкостям С1 и С2.
С1/Lx = С2/L – Lx, где
Lx – расстояние до места обрыва;
L – полная длина линии.
Тогда
Lx = Д*С1/(С1+С2)
После определения зоны повреждения в этот район следует оператор для определения места повреждения. Для этого используют акустический, индукционный или метод накладной рамки.
5 Акустический метод:
Поиск повреждения кабеля при помощи акустического метода состоит в создании в месте повреждения искрового разряда и прослушивании на трассе вызванных этим разрядом звуковых колебаний, возникающих над местом повреждения. Этот метод применяют для обнаружения на трассе всех видов повреждения с условием, что в месте повреждения может быть создан электрический разряд. Для возникновения устойчивого искрового разряда необходимо, чтобы величина переходного сопротивления в месте повреждения превышала 40 Ом.
Слышимость звука с поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения кабеля и мощности разрядного импульса. Глубина прослушивания колеблется в пределах от 1 до 5 м. Применение этого метода на открыто проложенных кабелях, кабелях в каналах, туннелях не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звука по металлической оболочке кабеля можно совершить большую ошибку в определении места повреждения.
В качестве генератора импульсов используется кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов можно использовать емкость неповрежденных жил кабеля. В качестве акустического датчика используют датчики пьеза или электромагнитной системы, превращающие механические колебания грунта в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя звуковой частоты. Над местом повреждения сигнал самый большой.
Слышимость звука с поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения кабеля и мощности разрядного импульса. Глубина прослушивания колеблется в пределах от 1 до 5 м. Применение этого метода на открыто проложенных кабелях, кабелях в каналах, туннелях не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звука по металлической оболочке кабеля можно совершить большую ошибку в определении места повреждения.
В качестве генератора импульсов используется кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов можно использовать емкость неповрежденных жил кабеля. В качестве акустического датчика используют датчики пьеза или электромагнитной системы, превращающие механические колебания грунта в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя звуковой частоты. Над местом повреждения сигнал самый большой.
6 Индукционный метод:
Поиск повреждения кабеля с применением этого метода применяют для непосредственного нахождения на трассе кабеля мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на земле, обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на земле, для определения трассы и глубины залегания кабеля, для определения местоположения соединительных муфт.
Сущность метода состоит в фиксации с поверхности земли с помощью администратора рамки характера изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока звуковой частоты (800 – 1200 Гц) от частиц ампера до 20 А в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, приводимая в рамке зависит от ток распределения в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер смены поля, можно при соответствующей ориентации рамки определить трассу и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи «жила – жила», для этого обжигом однофазные замыкания переводят в двух и трехфазные или создают искусственную цепь «жила – оболочка кабеля», разземляя последнюю с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке кабеля.
Силовые линии поля тока «жила – земля» представляют собой концентрические круги, центром которых является ось кабеля. (после одиночного тока).
При использовании цепи «жила – жила» ток, идущий по прямому и обратному проводам, создает два концентрических магнитных полей, действующих в противоположных направлениях (поле пара токов). При расположении жил в горизонтальной плоскости результирующее поле на поверхности земли больше, а при расположении жил в вертикальной плоскости – наименьшее. Поскольку кабели имеют скрутку жил, то в рамке, расположенной вертикально перемещающейся вдоль трасс кабеля будут индуцироваться ЭДС, изменяющиеся от минимума при вертикальном расположении жил, до максимума при горизонтальном расположении жил.
При обнаружении повреждения необходимо помнить, что сигнал по месту повреждения затухает на расстоянии не более половины шага. Используя этот метод определяют трассу кабеля, местоположение соединительных муфт по усилению звучания в телефоне из-за увеличенного расстояния между жилами, защитную металлическую трубу по резкому уменьшению уровня звука, так как труба является экраном и глубину прокладки кабеля. Для определения глубины прокладки кабеля сначала находят линию трассы кабеля и проводят предел. Затем, располагая осью рамки под углом 45 градусов к вертикальной плоскости, проходящей через ось кабеля, до момента отсутствия в рамке индуцированного ЭДС. Расстояние от этого места до трассы, указанной чертой, равно глубине залегания кабеля.
Сущность метода состоит в фиксации с поверхности земли с помощью администратора рамки характера изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока звуковой частоты (800 – 1200 Гц) от частиц ампера до 20 А в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, приводимая в рамке зависит от ток распределения в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер смены поля, можно при соответствующей ориентации рамки определить трассу и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи «жила – жила», для этого обжигом однофазные замыкания переводят в двух и трехфазные или создают искусственную цепь «жила – оболочка кабеля», разземляя последнюю с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке кабеля.
Силовые линии поля тока «жила – земля» представляют собой концентрические круги, центром которых является ось кабеля. (после одиночного тока).
При использовании цепи «жила – жила» ток, идущий по прямому и обратному проводам, создает два концентрических магнитных полей, действующих в противоположных направлениях (поле пара токов). При расположении жил в горизонтальной плоскости результирующее поле на поверхности земли больше, а при расположении жил в вертикальной плоскости – наименьшее. Поскольку кабели имеют скрутку жил, то в рамке, расположенной вертикально перемещающейся вдоль трасс кабеля будут индуцироваться ЭДС, изменяющиеся от минимума при вертикальном расположении жил, до максимума при горизонтальном расположении жил.
При обнаружении повреждения необходимо помнить, что сигнал по месту повреждения затухает на расстоянии не более половины шага. Используя этот метод определяют трассу кабеля, местоположение соединительных муфт по усилению звучания в телефоне из-за увеличенного расстояния между жилами, защитную металлическую трубу по резкому уменьшению уровня звука, так как труба является экраном и глубину прокладки кабеля. Для определения глубины прокладки кабеля сначала находят линию трассы кабеля и проводят предел. Затем, располагая осью рамки под углом 45 градусов к вертикальной плоскости, проходящей через ось кабеля, до момента отсутствия в рамке индуцированного ЭДС. Расстояние от этого места до трассы, указанной чертой, равно глубине залегания кабеля.
7 Метод накладной рамки:
Поиск повреждения кабеля с использованием метода накладной рамки подходит для непосредственного обнаружения места повреждения кабеля. Метод удобен при открытом прокладке кабеля; При прокладке в земле нужно открыть несколько шурфов в зоне повреждения. Метод основан на том же принципе, что и индукционный. Генератор подключают к жиле и оболочке или между двумя жилами. На кабель накладывают рамку и поворачивают вокруг оси. К месту повреждения будут прослушиваться два максимума и два минимума сигнала от поля пара токов. По месту повреждения при вращении рамки будет прослушиваться монотонный сигнал, определяемый магнитным полем одиночного тока.
Специальное оборудование
Поиск повреждения кабеля 0.4 кВ-10 кВ производится с помощью специального оборудования. Современные методы, которые используются в нашей компании ООО "СтройЭнергоМонтаж", отличаются высокой чувствительностью и защитой от помех. Они позволяют быстро обнаруживать большинство повреждений, которые могут произойти в высоковольтных кабелях любого типа.
