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.
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.
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.
Все статьи /
19.11.2019
Как найти место повреждения кабеля?
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.
Методы поиска повреждения в кабельной линии
Поиск места повреждения в кабельной линии, общие положения, классификация повреждений
Традиционно для электроснабжения используются кабели с пропитанной бумажной-изоляцией. Известно большое количество различных видов кабелей высокого напряжения. Кабели подразделяются по следующим признакам:
- по роду тока, например, для передачи мощности переменным током и кабели для передачи мощности постоянным током;
- по количеству токоведущих жил;
- по количеству фаз переменного тока: трехфазные кабели и трехфазные группы однофазных кабелей;
- по типу изоляции: кабели с твердой изоляцией (сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина) и кабели с бумажно-масляной изоляцией (пропитка маслом, масло низкого давления, масло высокого давления).
Для разбора основных тезисов по поиску места повреждения кабельной линии разберем, пример, с наиболее частовстречающимся распространенным повсеместно, бронированным высоковольтным кабелем АСБ.
Более подробно с возможностями кабельной электролаборатории можно ознакомиться на странице с описанием услуг.
С услугой по поиску места повреждения можно прочитать на соотвествующей странице.
Из чего состоит силовой кабель
- Три алюминиевые токопроводящие жилы
- Фазная изоляция каждой жилы из пропитанной бумаги.
- Заполнение.
- Поясная изоляция.
- Экран.
- Оболочка из алюминия или свинца.
- Защитный слой или подушка под броню.
- Броня из двух стальных лент.
- Наружное покрытие.
Какие повреждения встречаются наиболее часто
Повреждения кабелей могут быть одноместными и многоместными. Каждое из повреждений кабеля может иметь низкое или высокое переходное сопротивление, и поэтому они называются, соответственно, низкоомными или высокоомными (с сопротивлением более 100 Ом).
Случаются неустойчивые повреждения, носящие дуговой характер или это так называемые «заплывающие» дефекты, когда кабель способен к самозалечиванию на какой-то промежуток времени. Способностью к «восстановлению» обладают маслонаполненные кабеля или заливные компаудные муфты, особенно старого советского производства. Такое повреждение все равно вновь проявляет себя и вызывает определенные трудности при его поиске.
Виды повреждений
- Короткое замыкание между жилами и оболочкой, то есть однофазные или однополосные замыкания и междуфазные с землей и без земли. Такие повреждения называют продольными.
- Обрыв или нарушение главной изоляции кабеля или его внешней оболочки, эти повреждения относят к поперечному типу.
Где чаще всего происходят повреждения
С точки зрения места возникновения повреждения бывают:
- непосредственно в кабеле;
- в концевой или соединительной муфте;
- в дополнительном оборудовании (например, в коробке транспозиции экранов).
Если исключить внешние повреждения от воздействия посторонних факторов, например, обрыв в связи с производством работ, проводимых в непосредственной близости с кабельной линией, то в самый вероятный дефект находится в кабельной муфте.
Кабельная муфта самое уязвимое, самое слабое звено во всей кабельной линии.
Как в концевой, так и в соединительной кабельной муфте может произойти все что угодно:
- междуфазное с «землей» замыкание;
- между фазное со всеми тремя жилами.
По характеру повреждения замыкание бывает различное. Например, просто металлическое замыкание, но это самое редкое повреждение, потому как релейная защита не дает перегореть кабелю полностью.
Чаще всего повреждения случаются во время плановых испытаний. Как это происходит. Например, эксплуатируемый кабель вывели для ремонта. Во время повышения испытательного напряжения, например, при достижении 10 -15 кВ произоисходит пробой. Изоляция в месте пробоя может иметь вполне приемлемый вид, который вряд ли отличается от целой изоляции, но такой кабель в работу вводить уже нельзя.
Пробой случился при напряжении выше номинального, но никто не даст гарантию, что не будет реального пробоя, который произойдет в процессе эксплуатации кабеля, когда ток утечки не разогреет место и не случится короткое замыкание.
Электролаборатории для отыскания повреждений
Для поиска повреждений более целесообразно и экономически выгодно применять передвижные мобильные электроизмерительные лаборатории.
Что собой представляют электролаборатории
Обычно ЭТД – это автомобиль, на шасси которого установлен кунгфургон с начинкой из испытательного оборудования. Внутри находится собственная генераторная установка, которая обеспечивает работу в чистом поле.
- Фургон поделен на два отсека, в одном находится оператор с приборами и органы управления высоковольтным оборудованием, которое сосредоточено во второй части фургона.
- Для определения расстояния машина оборудована приборами для определения дистанции до места повреждения.
- Место оператора от высоковольтной части ограждено.
- В двери той части кузова, где размещено оборудование установлены блокировки, которые отключают напряжение при попытке открыть их в процессе испытаний.
- Для соединения приборов используются только гибкие кабеля, каждый из которых находится на предназначенной для него катушке.
- Для подключения установки используется 380 В. Присоединение ЭТЛ к питающей сети осуществляет персонал организации-заказчика, которому необходимы услуги лаборатории.
- Подключения высоковольтного испытательного оборудования производят работники электролаборатории с соблюдением требований наряда-допуска.
- Корпус ЭТЛ заземляется от электроустановки, на которой производятся испытания.
Автомобиль оборудован съемным сигнальным фонарем, который устанавливается при производстве испытаний. Когда он горит – это означает, что производятся испытания и высоковольтное оборудование в действии. При подаче испытательного напряжения, раздается кратковременный звуковой сигнал и загорается фонарь.
Выходить и заходить в лабораторию во время проведения испытаний запрещено.
Электротехническая лаборатория обладает всеми возможностями для предварительного и локального поиска повреждений в кабельной линии
Конструктивные особенности электроизмерительной лаборатории для оптимального подключения и выполнения рабочих испытательных процессов любого вида
Почему кабельная электроизмерительная лаборатория, а не переносные испытательные устройства
Никто не мешает иметь комплект испытательного оборудования.
Однако переносные испытательные установки надо перевозить, зачастую они обладают большим весом, например, как громоздкие установки для прожига.
Для переносного оборудования требуется собирать схемы, огораживать место испытания.
Иметь собственные переносные испытательные устройства не всегда выгодно экономически. Если на предприятии небольшое кабельное хозяйство, то выгоднее позвать исполнителя со стороны.
Собственные устройства для высоковольтного испытания и прожига требуют регулярной проверки в Ростехнадзоре и технического обслуживания. Для того, чтобы произвести проверку нужно затратить определенную сумму денег.
Конечно, если кабельное хозяйство солидное, а нагрузки значительные, то выбирается либо переносной комплект, либо автомобиль с испытательным оборудованием. Особенно, если с испытанием кабелей приходится сталкиваться по нескольку раз в месяц.
Рекомендуемые действия при отыскании повреждений на кабельной линии
Стандартный алгоритм поиска повреждений включает:
- Определение обстоятельств, которые сопровождают повреждение. Необходимо знать какая защита сработала при отключении, была ли «земля» или нет.
- По прибытии на место, помимо мероприятий обеспечивающих безопасное проведение работ, необходимо произвести замер сопротивления мегомметром между всеми фазами и между фазами и «землей». Требуется зафиксировать данные, это нужно для наблюдения динамики изменений сопротивления изоляции в процессе испытаний.
- Если кабель вышел из строя при испытании, во время подъема испытательного напряжения или на старте испытаний, в этом надо удостовериться и еще раз выполнить испытания с подъемом напряжения, то есть надо убедиться в достоверности наличии пробоя.
С прожига кабельной линии начинается поиск повреждения.
- Очень часто случается, что кабель выходит из строя, а испытания производят гораздо позже. Поэтому желательно выполнить пробой еще раз. Если сопротивление изоляции мегаомы, то кабель необходимо испытать и посмотреть при каком значении напряжения пробивается та или иная жила кабеля. Какая жила повреждена больше всего, она и будет отправной точкой. Конечно, со временем может оказаться, что хуже стали другие жилы. Тогда комбинацию жил можно будет изменить. Однако на состояние жил надо обязательно обращать внимание.
- После всех измерений и испытаний необходимо убедиться годится ли сопротивление изоляции в настоящий момент для последующих действий. Изоляция R = 0 МОм, килоом или омы, последнее наилучший вариант для испытаний.
- Для того, чтобы привести сопротивление кабеля к той величине, которая годится для проведения поиска можно использрвать устройство прожига, например, АПУ-1-3М.
Какие бывают методы дистанционного поиска повреждения
Когда прожиг произведен, в работу вступают дистанционные методы определения места повреждения.
Дистанционные методы поиска
- Импульсный.
- Волновой.
- Петлевой.
- Ёмкостной.
- Колебательного разряда.
Используются различные типы рефлектометров, например, RIF-9, он подает в кабель зондирующий импульс, который отражается от всех неоднородностей, что в нем есть. Импульс возвращается обратно и прибор измеряя время между посылкой сигнала и его возвращением рисует рефлектограмму. Изменения в графике показывают на каком расстоянии находится повреждение.
Точно показать на карте или схеме, где находится место повреждения невозможно.
Поэтому требуется выехать в район на местности, где находится кабель. Дистанционный метод необходим для предварительного места определения где проложен кабель.
Если место прохождения трассы кабеля неизвестно, ее важно уточнить, использовав для этого или соседний кабель, или поврежденный, подав на кабель сигнал со специального генератора. Для этого используют, например, генератор КП-500К, который подает в кабель напряжение со звуковой частотой.
Применяя комплекты для поиска кабельных линий определяют трассу. Комплекты называемые «слухачами» используются для поиска как не эксплуатируемых, так и действующих кабелей. С помощью сигнала можно определить местоположение трассы кабеля.
Сделав засечки с помощью подручных средств, вы обозначите место прохождения трассы. Это простое дейстиве существенно облегчит работу в дальнейшем.
Топографические методы точного определения месторасположения повреждения кабеля
После выполнения трассирования, применяются топографические методы для точного определения места повреждения.
Топографические методы
- Индукционный. В кабель подается сигнал, который слышен до места повреждения, после места его звучание прекращается. КП-500К.
- Акустический. Посылка в кабель высоковольтных импульсов, щелчок в месте повреждения слышен довольно четко и громко. Прибор: ГП-36.
- Потенциальный. Метод основан на измерении разности потенциалов на поверхности земли до повреждения и после повреждения по трассе. Прибор: КП-500К.
После определения места повреждения трасса вскрывается. Место пробоя, где был щелчок, явственно очень хорошо видно. Иногда в этом месте находится соединительная муфта, тогда все определено. Муфта или место пробоя вырезаются, устанавливается ремонтная вставка, проводится высоковольтное испытание повышенным напряжением.
После испытаний кабель вводится в эксплуатацию.
Важное дополнение по поводу ремонта муфты
Особенность установки ремонтной муфты.
Перед тем как произвести ремонт оба конца кабеля надо разделать, развести в стороны и закоротить перемычками в воздухе и выполнить высоковольтное испытание. Зачем?
Повреждение не всегда бывает одно, иногда их два или несколько. Пока ток короткого замыкания был в кабеле, он мог причинить еще что-то. Могут появится места в кабеле, которые ток кз мог прожечь, перегреть или испортить иным способом.
Лучше, до ввода в работу, испытать разделенный на участки кабель, чем испытывать кабель полностью впоследствии. Все равно после соединения и установки муфты придется испытать кабель повышенным напряжением. Не зная наверняка о том целые ли участки кабеля вы соединили, вы будете грешить на качество установленной соединительной муфты.
Нормативные документы
Поиск кабеля
Нормативные документы включают стандарты и методические указания по определению места повреждения силовых кабелей высокого напряжения. Документация предназначена для инженерно-технического персонала электроизмерительных лабораторий, для специалистов, работающих в электрических сетях и промышленных предприятиях
