Как правило, соединения потребителей с источниками электроэнергии (трансформаторными и распределительными подстанциями) осуществляется при помощи кабельных линий (КЛ). Это связано с тем, что у данного способа есть масса преимуществ перед воздушными линиями (ВЛ). Но, если случилась авария на КЛ, то поиск места повреждения кабеля без специальных приборов, практически невозможен. Сегодня мы рассмотрим несколько способов, позволяющих локализовать аварийный участок кабельной трассы, проложенной в земле.
Причины и виды повреждений кабельных линий
Существует много факторов, негативно влияющих на целостность силовых кабелей, к наиболее распространенным из них можно отнести следующие:
- Подвижка грунта, может быть вызвана аварией водопроводных, канализационных или тепловых сетей, а также сезонными явлениями, например, весенним оттаиванием.
- Превышение допустимых норм эксплуатации КЛ, что может привести к термической перегрузки линии, вызванной увеличением токовой нагрузки.
- Образование в КЛ высокого уровня электрического тока от транзитного КЗ.
- Механическое повреждение при земляных работах без учета прохождения подземных коммуникаций и глубины трассы.
- Ошибки при прокладке КЛ. В качестве примера можно привести нарушения технологии соединения жил кабельными муфтами.
- Заводской брак.
Заметим, что при открытой прокладке кабельных трасс некоторые перечисленные выше причины повреждений встречаются крайне редко. В частности, снижается вероятность влияния подвижки грунта и механические воздействия вследствие земляных работ. Помимо этого зоны повреждения открытых КЛ, в большинстве случаев, можно обнаружить при визуальном осмотре, без задействования спецметодов.
Разобравшись с причинами, перейдем к видам повреждений, поскольку от этого напрямую зависит, каким методом будет локализирован аварийный участок КЛ.
Чаще всего ремонтным бригадам приходится сталкиваться со следующими видами неисправностей:
- Дефект, вызванный полным или частичным обрывом КЛ. Чаще всего причиной аварии является проведение земляных работ без определения прохождения кабельных трасс. Несколько реже причиной данного повреждения может стать КЗ в соединительных муфтах.
- В силовых кабелях (более 1кВ), часто встречается пробой одной из жил на землю (однофазное замыкание). Ток утечки, как правило, это вызвано снижением качества изоляции в процессе эксплуатации КЛ.
- Межфазные повреждения, а также виды металлических замыканий, могут возникнуть в любых линиях, причина повреждений такая же, как и в предыдущем пункте.
- Плановое испытание кабеля, при котором задействуется высокий уровень напряжения, показывают низкую надежность изоляции, и приводит к возникновению пробоя. При определенных обстоятельствах такая линия может продолжать эксплуатироваться, но из-за низкого уровня ее надежности, авария может проявиться в любое время.
Кратко о ремонте кабельной линии
Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.
При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.
Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.
Методики определения повреждения кабеля в земле
Как правило, дефектоскопия кабеля осуществляется в два этапа:
- Устанавливаются границы зоны, в пределах которой находится аварийный участок.
- Производится поиск точного места повреждения в определенной зоне.
Соответственно на первом этапе применяются относительные способы, а на втором широко используются технологии с повышенной точностью поиска повреждений. Перечислим основные методики дефектоскопии и особенности их применения.
Индукционный метод
Эта технология позволяет определить локацию, где произошел пробой изоляционного слоя токопроводящих элементов кабеля. Для этого при помощи специального генератора в КЛ подается переменный ток с силой до 20,0 ампер и частотой от 800,0 до 1200,0 герц. В результате, вокруг КЛ формируется электромагнитное поле определенной интенсивности. Если поместить в него антенную рамку подключенную к наушникам через усилитель, то можно услышать звук определенной частоты над неповрежденными токопроводящими элементами.
По характеру звукового сигнала можно определить не локацию дефекта, позиции муфт для соединения, топографию трассы (трассировку), включая наличие защитных труб. Ниже представлен рисунок, где показан уровень изменения сигнала над различными участками КЛ.
Обозначения:
- Задающий генератор.
- Расположение соединительных элементов.
- Защита кабеля.
- Дефектное место.
Импульсный метод
Как уже упоминалось выше, данный способ относится к относительным, то есть, позволяющим установить дефектную зону повреждения (как правило, межфазное КЗ). Принцип работы заключается в подаче специальным прибором эталонного высоковольтного импульса в КЛ и последующим определением удаленности аварийного участка по отраженному сигналу импульсных токов.
В приведенном на рисунке примере расстояние до дефектного участка определяется следующим образом:
tx – интервал времени между посланным и отраженным электрическим сигналом, измеряется в микросекундах. Как видно из рисунка, он равен 3,5 мкс. Учитывая, что скорость распространения импульса (v) примерно равна 160,0 м/мкс, то для решения необходимо применить следующую формулу: lx = ( tx*v ) / 2, где lx – расстояние от генератора импульсов до поврежденного участка кабеля. В результате мы получим ( 3.5 * 160 ) / 2, то есть, 280,0 метров.
Обратим внимание, что в некоторых приборах по форме отраженного сигнала можно судить о характере дефекта.
Акустический метод
Технология основана на формировании в дефектном участке искровых разрядов, сопровождающимися звуковыми импульсами. Зафиксировать их можно используя обычный стетоскоп, прикладывая акустическую головку к земле, либо применяя специальный акустический приемник. Над дефектным участком разряды звуковых частот будут максимально громкими.
Обозначения:
- Поиск устойчивого короткого замыкания между токоведущей жилой и оболочкой кабеля.
- Схема для поиска заплывающих пробоев.
- Применение работоспособных токопроводящих элементов (задействована емкость жил).
- Схема для поиска обрыва.
Видео по теме:
Емкостной метод
Технология данного метода позволяет проводить поиск повреждения, в частности обрыва токоведущих элементов кабеля, путем измерения емкости жил. Как известно данный параметр напрямую зависит от длины кабеля. С упрощенной схемой высоковольтных колебаний для такого устройства можно ознакомиться ниже.
Обозначения:
- R1, R2, R3 – регулируемые резисторы.
- Cэ – эталонный высоковольтный конденсатор.
- L – расстояние до места обрыва.
- Lк – общая длина КЛ.
- 1 – токоведущие элементы кабеля.
- 2 – защитная оболочка.
- 3 – место обрыва.
Подбирая сопротивление переменных резисторов, добиваются минимального отклонения стрелки прибора Г, что указывает на равновесие между плечами моста, что говорит о следующем соотношении R1 / R2 = Сx / Сэ , это позволяет установить емкость поврежденной жилы Сx = Сэ* (R1 / R2) .
Подобным способом производим определение емкости на другом конце КЛ, то есть, подключаем к нему генератор и повторяем измерения. В результате, вычисляем расстояние до поврежденной зоны: L = Lk * С1 / ( C1 + C2 ), где С1 и С2 – емкости поврежденных токоведущих элементов кабеля, измеренные в начале и конце КЛ.
Метод колебательного разряда
Данный способ позволяет более эффективно определить расстояние до дефекта кабеля, известного, как заплывающий пробой. Для этой цели в поврежденную линию подаются импульсные колебательные разряды, после чего на экран спецприбора (например, ЭМКС58) выводятся данные о расстоянии до дефектного места.
Принципа работы данного метода во многом напоминает импульсный способ дефектоскопии.
Метод петли
Данный способ хорошо работает в тех случаях, когда в месте нарушения изоляции нет обрыва токоведущих элементов кабеля, а переходное сопротивление в месте дефекта не более 5,0 кОм. При несоответствии последнего условия может быть выполнен прожиг кабеля (прожигание изоляции для уменьшения переходного сопротивления). Упрощенный пример электрической схемы для метода петли показан ниже.
Обозначения:
- Г – гальванометр.
- R1 и R2 – переменные резисторы, измерение сопротивления которых осуществляется после уравновешивания моста.
- Lk – длина КЛ.
- L – расстояние до дефектного участка.
- 1 – токопроводящие элементы кабеля.
- 2 – перемычка между целой и дефектной жилой.
После уравновешивания моста, расстояние до обрыва вычисляется по формуле: .
Метод накладной рамки
Данный вариант поиска повреждения в КЛ можно рассматривать в качестве одной из разновидностей индукционного способа, когда необходимо найти пробой между токоведущим элементом кабеля и его металлической оболочкой (броней). Данная технология рассчитана на поиск дефектных мест при открытой прокладке кабельных трасс, но ее можно успешно использовать и КЛ уложенных в грунт. В последнем случае требуется выкопать шурфы в зоне локализации дефекта.
Обозначения:
- Накладные рамки.
- Место пробоя изоляции.
Поиск обрыва кабеля в бетонной стене и под гипсокартоном с помощью трассоискателя
В быту также найдется применение для методик дефектоскопии кабеля, особенно когда необходимо определить точное место повреждения скрытой проводки. Вскрытие трассы, особенно, когда речь идет о бетонных стенах, допустимо только при общем ремонте. Поэтому наиболее щадящим способом в данном случае будет применение специальных приборов — трассоискателей. Чтобы не повторятся, рекомендуем к прочтению статью https://www.asutpp.ru/iskatel-skrytoj-provodki.html, где подробно рассматривается данная тема.
Эксплуатация подземных силовых и телекоммуникационных кабелей связана с проведением плановых и ремонтно-восстановительных измерений, а также локализации повреждений в кабельных линиях.
В ходе плановых измерений зачастую проверяют первичные параметры: сопротивление изоляции, шлейфа, асимметрию. Зачастую для этих работ достаточно мостового измерителя.
Ремонтно-восстановительные работы – это более трудоемкий процесс, требующий хорошей подготовки специалистов и широкого спектра оборудования. Локализация дефекта требует выполнения следующих действий:
-
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 трассодефектоискателей или кабельных локаторов.
Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация
Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.
Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.
Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.
Определение расстояния до места повреждения кабеля под землей
Определение расстояния до дефекта производится одним из двух методов – рефлектометрическим (при помощи рефлектометров) и мостовым (при помощи кабельных мостов). Эти методы имеют существенные различия.
Кабельные мосты выполняют локализацию повреждения по сопротивлению и емкости кабеля. В ходе измерения они используют вспомогательные (заведомо исправные) жилы или пары кабеля, что позволяет измерить сопротивление (емкость) исправной пары, сравнить эти показания с аналогичными значениями на поврежденной паре и определить расстояние до дефекта. В ходе измерений они чаще всего используют напряжение 180В – 500В, что позволяет определить даже незначительные повреждения изоляции кабеля.
Кабельные рефлектометры посылают в пару импульс амплитудой примерно 20В (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяется тип повреждения и расстояние до него. Этот метод не позволит определить незначительные повреждения изоляции, зато с легкостью обнаружит перепутанные пары, параллельные отводы, пупиновские катушки и др.
Для повышения эффективности эти методы все чаще совмещают в одном корпусе прибора. В таком исполнении, например, представлены приборы ИРК-ПРО Альфа и КБ Связь Сова. Такие функции имеют и описанные выше анализаторы SideKick Plus и Riser Bond 6000DSL.
Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).
Локализация повреждения на местности
После того, как приблизительное расстояние до повреждения известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя или кабельного локатора и начинается трассировка кабеля. Трассировать и искать дефект поврежденного кабеля лучше начинать на расстоянии 200-300 метров от определенного кабельным мостом или рефлектометром места дефекта, от ближайшей муфты, кабельного ящика или другого места, расположение которого точно известно. Причем если трассировка начинается от кабельного шкафа или ящика, генератор нужно установить в этом месте.
Трассировку и локализацию дефектов можно производить параллельно или последовательно. В первом случае сначала «отбивается» трасса при помощи трассоискателя, после этого производится локация повреждения при помощи кабельного локатора. Во втором случае трассировка и локализация повреждений ведется одновременно: один специалист производит трассировку линии, другой – локализацию повреждений. Для таких случаев существуют приборы с одним генератором, но двумя приемниками, например Поиск-310Д-2М (2). Существуют также приборы, совмещающие не только средства поиска и локализации повреждений, но и средства предварительной диагностики и определение расстояния до повреждения. Среди них можно выделить прибор ToneRanger от компании Greenlee. К его преимуществам можно отнести:
-
Высокая точность локализации повреждения
-
Отсутствие зависимости результатов диагностики от длины и температуры кабеля, разности сечения жил различных участков, количества участков, наличие воды в кабеле и муфтах
-
Измерение таких параметров как:
-
Сопротивление изоляции
-
Сопротивление шлейфа
-
Емкость
-
Определение расстояния до повреждения
-
Локализация повреждений:
-
Пониженное сопротивление изоляции
-
Короткое замыкание
-
Обрыв
-
Перепутанные пары
-
Идентификация пар кабеля
-
В ходе измерений не осуществляет влияния на передачу информации в соседних DSL линиях
-
Всепогодное вибро- и ударопрочное исполнение
Трассировка кабеля подробно описана в разделе «Трассировка и идентификация инженерных коммуникаций (кабели, трубопроводы и т.д.)», поэтому не будем на ней останавливаться тут. Уже в ходе трассировки можно локализовать некоторые повреждения кабеля, такие как обрыв или короткое замыкание пары.
Локализация повреждений изоляции кабеля, как говорилось выше, производится при помощи кабельного локатора. Составными его частями являются контактные штыри (или, как изображено на рисунке – А-образная рама) и генератор сигнала.
Генератор подключается к линии и подает в нее импульсы высокого напряжения. Локализация выполняется с помощью контактных штырей или А-образной рамы с индикаторами. А-рама состоит из двух соединённых между собой контактных штырей, измеряющих разность потенциалов в точке, находя место утечки тока в землю. Определение точки утечки выполняется после отсоединения кабеля от штатного заземления. Заземлённый генератор подсоединяют к экрану или жиле кабеля, создавая условия для возвращения «стёкшего» тока путём наименьшего сопротивления. Контактные штыри или А-раму передвигают параллельно кабельной линии (над ней), в сторону предполагаемого повреждения, периодически втыкая в землю, сверяя показания индикаторов.
В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно). Смещение индикатора на шкалу плюс указывает, что повреждение кабеля находится между А-рамой и концом кабеля, а смещение на минус, что прибор находится между генератором и А-рамой. Перемещением А-рамы по направлению к повреждению определяется место, в котором индикатор покажет обратное направление. Повернув раму на 90 градусов, двигаясь в сторону дефекта необходимо найти следующую точку, в которой индикатор покажет обратное направление. Если стрелка находится посредине «0» – это значит, что повреждение изоляции находится непосредственно между точками соприкосновения с землей (А-рамы). Эта точка – цель поиска.
При локализации повреждений показания приёмника могут изменяться в зависимости от глубины залегания кабеля, неоднородности почвы (сухая или влажная, песок или глина) и присутствия металлических предметов непосредственно возле линии. Чтобы не отвлекаться на поиск подобных «неполадок», необходимо учесть следующее:
-
возле повреждения показания индикатора меняются резко в одной точке;
-
величина максимальных показаний индикатора должна соотноситься с величиной сопротивления повреждения;
-
утечку можно проверить «на минимум», воткнув штыри на большей удалённости друг от друга (если рядом несколько повреждений, этот способ не подходит).
Выводы
Станет ли процесс локализации повреждений кабелей под землей чрезмерно затратным или нет, в равной степени зависит от профессионализма ремонтной бригады, и возможностей импульсного локатора и качества его исполнения. В этом случае пословица: «Скупой платит дважды», приобретает особую актуальность.
Видео – Технологии поиска трасс подземных кабельных линий
Видео – Поиск и идентификации трасс инженерных коммуникаций
Видео – Электронная маркировка подземных кабельных линий – практическое применение
Посмотреть:
- Цены на трассоискатели кабельных линий
- Цены на рефлектометры для кабельных линий
См. также:
В процессе эксплуатации и на этапе монтажа кабельных линий, проложенных под землей, возникают непредвиденные механические повреждения изоляции и токоведущих жил. Это может быть связано с нарушением нормальных режимов работы, неаккуратным ведением монтажных работ на других коммуникациях, расположенных в нескольких метрах от места прокладки и не относящихся к линии электроснабжения.
Как выполнить поиск места повреждения кабеля под землей и в стене, мы расскажем далее, предоставив существующие методики и приборы для обнаружения аварийного участка.
Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:
- Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
- Поиск места аварии на установленном участке трассы.
Существует несколько методов отыскания поврежденной зоны:
- Импульсный метод;
- Петлевой метод;
- Акустический метод;
- Индукционный метод;
- Метод шагового напряжения.
Импульсный метод.
Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Испытания следует проводить на полностью отключенной линии.
Метод петли.
Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока. Это один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.
Акустический метод.
Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов. В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.
Метод шагового напряжения.
Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 в метре от первого.
Индукционный метод.
Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства. Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.
Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.
Найти и обезвредить. Срочный ремонт телефонного кабеля
Кабельные линии регулярно подвергаются неблагоприятному воздействию. Среди самых частых причин повреждений: земляные работы и сдвиги грунта, старение или окончание расчетного срока эксплуатации, перенапряжение, тепловая перегрузка, коррозия, неквалифицированная прокладка кабеля, заводской брак.
Итак, в ходе очередных плановых измерений кабельной линии, ее первичные параметры оказались в неудовлетворительном состоянии. Неисправны несколько пар, вероятно нарушилась герметичность в районе установки соединительных муфт.
Этот рассказ будет о том:
- Как найти место повреждения кабеля под землей.
- Как определить расстояние до дефекта при помощи рефлектометрического метода.
- Как определить наличие дефекта и его идентифицировать (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.).
- Как локализовать повреждение на местности при помощи трассодефектоискателя.
Определение расстояния до дефекта будем производить рефлектометрическим методом при помощи прибора РД Мастер. Кабельный рефлектометр посылает в пару импульс (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяет тип повреждения и расстояние до него.
Опыт использования РД-Мастер показал, что это отличный прибор и справляется со своими задачами на “отлично”. Минимальные измеряемые расстояния в РД-Мастере от пятидесяти метров. Для поиска повреждений в квартирах он оказался совершенно неэффективным, а при поиске на улице, где кабель имеет длину, превышающую пятьдесят метров (и если еще знать его траекторию залегания) – отличный прибор.
В приборе есть фиксация плавающего дефекта и возможность наложения двух диаграмм друг на друга. Фиксация плавающего дефекта показывает расстояние до места заплыва, а также незаменима при поиске плохого контакта.
Импульсный рефлектометр РД Мастер
Мы имеем дело с кабелем ТППэпЗ 10х2х0,5.
ТППэпЗ 10х2х0,5 – кабель телефонный с 20 медными жилами, с экраном из алюмополимерной ленты, в изоляции и оболочке из полиэтилена с гидрофобным заполнением. При длине кабельной линии 360 метров, на рефлектограмме видны значительные затухания на расстоянии 175 метров.
Учитывая тот факт, что на этом расстоянии имеются ранее установленные соединительные муфты, одно из предположений заключается в том, что произошло нарушение герметичности муфтового соединения.
Рефлектограмма кабельной линии
Проверять такие параметры, как сопротивление изоляции, шлейфа, емкости жилы по отношению к земле, будем при помощи прибора ИРК-ПРО.
ИРК-ПРО 7.4 предназначен для определения расстояния до участка с пониженным сопротивлением изоляции кабеля, определения места обрыва или перепутывания жил кабеля. Прибор ИРК-ПРО 7.4 также позволяет измерять сопротивления изоляции и сопротивления шлейфа, омической асимметрии, измерения электрической емкости всех типов кабелей связи.
Чем ниже изоляция, тем проще найти повреждение. А если в том же кабеле присутствует целая жила с хорошей изоляцией, то всё довольно просто. Коротим на противоположном конце линии повреждённую жилу с чистой, а со своей стороны включаем три провода прибора ИРК-ПРО: два провода “А” и “В” идут на “чистую” и повреждённую жилу соответственно. “С” заземляется.
| Номер пары | Сопротивление изоляции по отношению к земле, МОм | |
| 1-ый провод | 2-ой провод | |
| 0 | 1100 | 0,3 |
| 1 | 0,46 | 1,5 |
| 2 | 8 | 3000 |
| 3 | 900 | 3,2 |
| 4 | 2500 | 500 |
| 5 | 2,6 | 2000 |
| 6 | 4,9 | 1400 |
| 7 | 3,1 | 2,2 |
| 8 | 12 | 9 |
| 9 | 0,4 | 600 |
В приведённом примере, три пары не в норме. Имеются поврежденные три пары (расстояние до повреждения ориентировочно 175 м). Имеется обрыв экрана на расстоянии 175 м.
Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).
После того, как приблизительное расстояние до повреждения становится известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя и начинается трассировка кабеля. Для этих целей будем использовать прибор ПОИСК-410 Мастер.
Кабельный трассоискатель всегда состоял из двух частей – генератора сигнала (передатчика) и приемника (детектора). Первый подает на кабельную линию сигнал для последующего обнаружения, а второй – фиксирует его. С уверенностью можно сказать, что именно приемник и является “сердцем” трассоискателя.
Приступим к раскопкам
И вот первые результаты поиска:
Вскрытие тупиковой муфты
На фото муфта тупиковая МТ-45. Предназначена для защиты сростков кабелей ТПП и ТППэп ёмкостью от 10 до 50 пар с жилами диаметром от 0,32 до 0,5 мм. Муфта представляет собой только полиэтиленовый корпус в виде полиэтиленовой трубки, заглушенной с одной стороны. Метод монтажа кабелей ТПП и ТППэп в муфте МТ-45 заключается в соединении жил и экранов параллельно соединённых концов кабелей, помещении их в корпус муфты и в последующей заливке муфты саморасширяющимся полиуретановым герметиком ВИЛАД-31. Вот только смонтирована она явно без использования герметика ВИЛАД-31, а при помощи непонятной белой массы скорее похожей на мыло или солидол. Ну и, конечно же, синяя изолента. Известно же, что в любой непонятной ситуации следует использовать синюю изоленту – это “залог успеха”. Результат такого монтажа муфтового соединения – перед вами.
Монтаж соединительной муфты ВССК на 10 пар
Подготовка кабеля (кабель ТППэпЗ 10*2*0,5).
Зачищаем и обезжириваем оболочку кабеля с обоих концов на 250 мм.
Восстановление экрана кабеля
Нужно вставить основание соединителя экрана под оболочку кабеля, между экраном и поясной изоляцией кабеля до упора в обрез оболочки. Слегка постучим по оболочке, чтобы зубцы зацепились за оболочку. Оденем крышку на винт основания и стянем обе части одной гайкой.
На кабелях с наружным диаметром менее 20 мм нужно делать разрез оболочки длиной 25 мм со стороны диаметрально противоположной экранному соединителю.
Наденем экранную шину на винты соединителей и зафиксируем ее второй гайкой.
Сращивание кабеля
Равномерно распределяем одножильные соединители по окружности сростка так, чтобы диаметр сростка был одинаковым. Используем соединители типа Scotchlock UY2.
Заполнение сердечника кабеля компаундом
Накладываем по одному витку мастики на оболочку кабелей за экранным соединителем. Обернем пластиковый лист равномерно вокруг кольца из мастики так, чтобы линия на листе проходила под нижней частью сростка. Концы плотно примотаем лентой 88Т.
8882-А Герметизирующий гель, упаковка 90 мл. Предназначен для заливки методом самотека или под давлением в сростки кабелей с целью их герметизации на кабелях с полиэтиленовой изоляцией, не заполненных или заполненных гидрофобом, без его предварительного удаления. 8882 – это двухкомпонентный компаунд, не содержащий уретан. Он надежно герметизирует заполненный кабель, совместим с пластиком, используемым в телефонных соединителях. Совместим с поликарбонатами, медью и заполнителями. Не содержит изоцианатов. Материал герметика – полибутадиен.
Разорвем перемычку упаковки между составными частями компаунда и перемешаем их. Заполним получившуюся из пластиковой обертки емкость до уровня, когда компаунд полностью закроет соединители и проводники.
Развернем углы пластиковой обертки и свернем пакет в трубочку от обреза вниз по направлению к сростку. Подмотаем края пластиковой обертки к мастике лентой 88Т. Обернем сросток, заступив за края мастики, двумя слоями эластичной виниловой ленты EZ с перекрытием витков 50%.
Обмотаем с усилием весь сросток, заступив за края мастики, тремя слоями эластичной ленты EZ с перекрытием витков 50%. При обмотке заступаем на 2 см за края мастики. Зафиксируем конец эластичной виниловой ленты EZ от разматывания при помощи ленты 88Т.
Монтаж корпуса муфты
Сдвиньте полумуфты на росток. Обмотаем одним слоем мастики центральный стык и стыки с кабелем.
Для защиты мастики плотно обмотаем мастику двумя слоями виниловой ленты 88Т с перекрытием витков и заступая за края мастики на 20 мм с каждого края. Намотку начинаем с меньшего диаметра.
Монтаж термоусадочных трубок.
Готово.
Проводим измерения смонтированного участка кабельной линии.
Станет ли процесс локализации повреждений кабелей под землей чрезмерно затратным или нет, в равной степени зависит от профессионализма ремонтной бригады, и возможностей импульсного локатора и качества его исполнения. В этом случае пословица: “Скупой платит дважды”, приобретает особую актуальность.
Основные методы определения мест повреждения кабельных линий
Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.
Основные виды повреждений силовых кабелей
- однофазное замыкание на «землю»;
- межфазное замыкание; межфазное замыкание на «землю»;
- обрыв жил кабеля без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
- заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий (заплывающий) при номинальном напряжении.
Классификация методов ОМП
Виды повреждений и основные методы поиска
| Виды повреждений | Схема повреждения | Переходное сопротивление, Ом | Дистанционный метод | Топографический метод | Оборудование для определения мест повреждений |
|---|---|---|---|---|---|
| Замыкание фаз на оболочку кабеля |
|
Rп < 50 | Импульсный | Акустический |
РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А |
| 100 < Rп < 10 4 |
Мостовой |
Акустический, накладная рамка |
SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А |
||
 |
Rп ≤ 50 |
Импульсный |
Акустический, индукционный, накладная рамка |
РЕЙС-105М1, КП-500К | |
| 100 < Rп < 10 4 |
Петлевой (мостовой) |
Акустический |
РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А |
||
|
Rп ≤ 50 |
Импульсный |
Акустический |
РЕЙС-105М1, КП-500К | |
| 100 < Rп < 10 4 |
Мостовой |
Акустический, индукционный |
РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А |
||
| Замыкания между фазами |
|
Rп < 100 |
Импульсный |
Индукционный | РЕЙС-105М1, КП-500К |
| Обрыв жил с заземлением и без заземления |
|
Rп > 106 |
Импульсный, колебательного разряда |
Акустический, индукционный, накладная рамка |
РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К |
|
Rп > 106 |
Импульсный, колебательного разряда |
Акустический |
РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А |
|
| 0 < Rп < 5х103 |
Импульсный |
Акустический, индукционный |
РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К |
||
| Заплывающий пробой |
|
Rп > 106 |
Колебательного разряда | Акустический |
РЕЙС-305, SC40, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А |
Дистанционные (относительные) методы
- Импульсный метод заключается в том, что в кабельную линию посылаются электрические импульсы (зондирующие импульсы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально расстоянию до него вычисляют расстояние. Можно определить расстояние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
- Емкостный метод возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значению измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помощью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в месте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
- Метод колебательного разряда используется при определении расстояния до мест однофазных повреждений с переходным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к появлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
- Волновой метод используется, в том случае, если сопротивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряженного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произойдет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отразится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений временной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время колебательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
- Петлевой метод основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места повреждения невелика и составляет около 15% измеряемой длины.
Топографические (абсолютные) методы
-
Акустический метод поиска
основан на прослушивании над местом повреждения звуковых колебаний, возникающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию. -
Потенциальный метод поиска
основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами. -
Индукционный метод поиска
основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.
Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре
- Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
- Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
- Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
- Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
- Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
- Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
- Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
- Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.
Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.
В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.
