Способы быстрого и точного определения места повреждения электрического кабеля

Способы определения мест повреждений кабельных линий

При повреждении кабельной линии определяют предварительно зону повреждения, а затем уточняют и выявляют место повреждения, применяя в зависимости от характера повреждения индукционный, акустический, петлевой, емкостный, импульсный методы или метод колебательного разряда (рис. 1 и 2).

Индукционный метод (см. рис. 1,а) применяется при пробое изоляции между двумя или тремя жилами кабеля и малом переходном сопротивлении в месте пробоя. Метод основан на принципе улавливания сигналом на поверхности земли при пропуске по кабелю тока 15—20 А частотой 800—1000 Гц. При прослушивании над кабелем слышно звучание (наиболее сильное — над местом повреждения и резко снижающееся за местом повреждения).

Для поиска применяют прибор типа КИ-2М и др., ламповый генератор 1000 Гц с выходной мощностью 20 ВА (типа ВГ-2) для кабелей длиной до 0,5 км, машинный генератор (типа ГИС-2) 1000 Гц, мощностью 3 кВА (для кабелей длиной до 10 км). Индукционным методом определяют также трассу кабельной линии глубину заложения кабеля и место расположения муфт.

Рис. 1. Методы (схемы) определения места повреждения кабельной линии: а — индукционный, б — акустический, в — петлевой, г — емкостный

Рис. 2. Изображение на экране прибора ИКЛ места повреждения в кабельной линии: а — при коротком замыкании жил кабеля, б — при обрыве жил кабеля.

Акустический метод (см. рис. 1,б) используют для определения непосредственно на трассе места всех видов повреждений кабельной линии при условии создания в этом месте звукового удара, воспринимаемого на поверхности земли при помощи акустического аппарата. Для создания электрического разряда в месте повреждения кабеля должно быть сквозное отверстие, образуемое при прожигании кабеля газотронной установкой, а также достаточное переходное сопротивление для образования искрового разряда. Искровые разряды создаются генератором импульсов, а воспринимаются приемником звуковых колебаний типа АИП-3, АИП-Зм и др.

Петлевой метод (см. рис. 1,в) применяется в случаях, когда жила с поврежденной изоляцией не имеет обрыва, одна из неповрежденных жил имеет хорошую изоляцию, а величина переходного сопротивления в месте повреждения не превышает 5 кОм. При необходимости снижения величины переходного сопротивления изоляцию дожигают кенотроном или газотронной установкой. Питание схемы — от аккумулятора, а при больших переходных сопротивлениях — от сухой батареи БАС-60 или БАС-80. Для определения места повреждения на одном конце кабеля соединяют неповрежденную жилу с поврежденной, а на другом конце к этим жилам присоединяют измерительный мост с гальванометром, питаемых аккумулятором или батареей. Уравновешивая мост, определяют место повреждения по формуле

где L х — расстояние от места измерения до места повреждения, м, L — длина кабельной линии (если линия состоит из кабелей разного сечения, длину приводят к одному сечению, эквивалентному сечению наибольшего отрезка кабеля), м, R1 , R2 — сопротивления плеч моста, Ом.

Отклонение стрелки прибора в обратном направлении при перемене концов проводов, присоединяющих прибор к жилам, свидетельствует о том, что повреждение находится в самом начале кабеля со стороны места измерения.

Емкостным методом (см. рис. 1,г) определяют расстояния до места повреждения при обрыве жил кабеля в соединительных муфтах. При обрыве одной жилы измеряют ее емкость C1 сначала с одного конца, а затем емкость C2 этой же жилы с другого конца, после чего делят длину кабеля пропорционально полученным емкостям и определяют расстояние до места повреждения l х, пользуясь формулой

При глухом заземлении поврежденной жилы с одного конца измеряют емкость одного участка и целой жилы , а затем определяют расстояние до места повреждения по формуле

Если емкость С1 оборванной жилы можно замерить только с одного конца, а остальные жилы имеют глухое заземление, то расстояние до места повреждения можно определить по формуле

где С o — удельная емкость жилы для данного кабеля, принимаемая по таблицам характеристик кабелей.

Для измерения емкостным методом применяют генераторы частотой 1000 Гц и мосты: постоянного тока (только при чистом обрыве жил) и переменного тока (при чистых обрывах жил и при переходных сопротивлениях 5 кОм и выше).

Импульсным методом (см. рис. 2) определяют место и характер повреждения. Метод основан на измерении прибором ИКЛ интервала времени t х, мкс, между моментом подачи импульса и приходом его отражения, определяемого из равенства

где n — количество масштабных отметок на экране прибора ИКЛ,

c — цена деления масштабной отметки, равная 2 мкс.

Расстояние l х от начала линии до места повреждения находят, приняв скорость распространения v импульса по кабелю равной 160 м/мкс, по формуле

Метод колебательного разряда применяется для выявления «заплывающих» пробоев изоляции, возникающих в кабельных муфтах вследствие образования в них при испытаниях полостей, играющих роль искровых промежутков. Для определения места пробоя на поврежденную жилу подают напряжение от кенотронной установки, а по показаниям прибора (ЭМКС-58 и др.) определяют расстояние до места пробоя.

Определение места повреждения кабеля

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:

  1. Устанавливаются границы зоны, в пределах которой находится аварийный участок.
  2. 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.

Поиск повреждений кабеля индукционным методом

Обозначения:

  1. Задающий генератор.
  2. Расположение соединительных элементов.
  3. Защита кабеля.
  4. 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.

Экран прибора ИКЛ с отображением отраженного импульса в случае замыкания (а) и обрыва (b) кабеля

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.

Различные схемы, применяемые при акустическом методе поиска повреждений кабеля

Обозначения:

  1. Поиск устойчивого короткого замыкания между токоведущей жилой и оболочкой кабеля.
  2. Схема для поиска заплывающих пробоев.
  3. Применение работоспособных токопроводящих элементов (задействована емкость жил).
  4. 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.

Мост переменного тока, используемый в емкостном методе обнаружения повреждения кабеля

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.

Экран прибора РЕЙС-305 с указанием расстояния до поврежденного участка кабеля

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.

Устройство для поиска повреждения кабеля методом петли

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.

Читайте также:  Материалы для гидроизоляции цокольного этажа и правила их применения

Локализация повреждения кабеля методом накладной рамки

Обозначения:

  1. Накладные рамки.
  2. Место пробоя изоляции.

Поиск обрыва кабеля в бетонной стене и под гипсокартоном с помощью трассоискателя

Методы определения места повреждения кабеля

1. Виды повреждений кабельных линий

Повреждения в трехфазных кабельных линиях (КЛ) могут быть следующих видов:

  1. замыкание одной жилы на землю;
  2. замыкание двух или трех жил на землю либо двух или трех жил между собой;
  3. обрыв одной, двух или трех жил без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
  4. заплывающий пробой, проявляющийся в виде КЗ (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий («заплывающий») 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.

2. Методы определения зон повреждения кабельных линий

Выбор метода определения места повреждения кабеля зависит от характера повреждения, места прокладки и переходного сопротивления в месте повреждения. При повреждении КЛ ориентировочно определяют зону (место локализации) повреждения, и после этого различными методами уточняют место повреждения на трассе. Для более точного определения зоны повреждения поиск желательно выполнять с одного конца КЛ несколькими методами. Если такая возможность отсутствует, более точный результат дает поиск одним методом с обоих концов кабеля.

Для поиска зоны повреждения используют:

  • метод прожигания изоляции (разрушающий метод),
  • импульсный метод;
  • метод колебательного разряда;
  • метод петли;
  • емкостный метод.

Метод прожигания изоляции. В этом случае устанавливают место, где сопротивление между жилами или между жилой и оболочкой будет минимальным. Для уточнения места повреждения необходимо снизить переходное сопротивление до минимального предела. Для этого при помощи генератора высокой частоты или трансформатора выполняют прожигание изоляции. Процесс прожигания протекает по-разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля. Обычно через 15 – 20 с сопротивление уменьшается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается уменьшить только до 2000 – 3000 Ом. В муфтах процесс прожигания кабеля проходит более длительно, иногда несколько часов, причем сопротивление резко меняется: то снижается, то снова возрастает, – пока не установится процесс, и сопротивление не начнет снижаться устойчиво. Это разрушающий метод определения места повреждения кабеля.

Импульсный метод применяется для определения зоны повреждения кабеля при переходном сопротивлении до 150 Ом в любых случаях, кроме заплывающего пробоя. Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в КЛ высокого и низкого напряжения – величина постоянная и равна V=160 м/мкс.

Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно (Tx) определяют расстояние до точки повреждения кабеля (Lx, м):

Измерения производятся рефлектометрами (например, РЕЙС-105Р). На экране прибора имеется линия масштабных отметок и линия импульсов. По форме отраженного импульса можно судить о характере повреждения. Отрицательное значение отраженный импульс имеет при КЗ, положительное – при обрыве жил.

Метод колебательного разряда применяется при заплывающих пробоях кабелей. Для измерения на поврежденную жилу от испытательной установки подается напряжение, которое плавно поднимается до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера. Период колебаний определяет расстояние до точки повреждения, так как электромагнитная волна распространяется в кабеле с постоянной скоростью. Измерения выполняются рефлектометрами.

Метод петли основан на измерении сопротивлений при помощи моста постоянного тока. Применение метода возможно при повреждении одной или двух жил кабеля и при наличии одной неповрежденной жилы. При повреждении трех жил можно использовать жилу рядом проложенного кабеля. Для этого поврежденную жилу накоротко присоединяют к целой жиле кабеля, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяют регулируемые сопротивления моста.

Равновесие моста будет при условии, о.е.:

Сопротивление жилы кабеля прямо пропорционально его длине, поэтому расстояние до точки повреждения, м:

где R1 и R2 – регулируемые сопротивления моста, Ом;

L – полная длина линии, м.

К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени, меньшую точность, необходимость устанавливать «закоротки». Поэтому метод «петли» сейчас вытесняется другими методами: емкостным, импульсным методами, методом колебательного разряда и другими.

Методы непрерывно совершенствуются.

Емкостный метод применяется для определения расстояния от конца линии до места обрыва одной или нескольких жил КЛ 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. При обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считаем, что длина кабеля делится пропорционально измеренным емкостям С1 и С2, тогда:

После определения зоны повреждения в этот район для определения места повреждения направляется оператор, который использует акустический, индукционный метод или метод накладной рамки.

Акустический метод. Сущность акустического метода состоит в создании в месте повреждения искрового разряда и прослушивании на трассе звуковых колебаний, вызванных этим разрядом над местом повреждения. Этот метод применяют для обнаружения на трассе всех видов повреждения с условием, что в месте повреждения может быть создан электрический разряд и это место ориентировочно известно. Для возникновения устойчивого разряда необходимо, чтобы величина переходного сопротивления в месте повреждения превышала 40 Ом.

Слышимость звука на поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения и мощности разрядного импульса. Возможная глубина прослушивания колеблется от 1 до 5 м. Применять этот метод для открыто проложенных кабелей, кабелей, проложенных в каналах и в туннелях, не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звука по металлической оболочке кабеля можно допустить большую ошибку в определении места повреждения.

В качестве генератора импульсов применяется 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 пьезомагнитной или электромагнитной системы, преобразующие механические колебания грунта в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя звуковой частоты. Над местом повреждения сигнал наибольший.

Индукционный метод применяют для непосредственного отыскания мест повреждения кабеля на трассе:

  • при замыкании изоляции жил между собой или на землю;
  • при обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на земле;
  • для определения трассы и глубины залегания кабеля;
  • для определения местоположения соединительных муфт.

По этому методу на поверхности земли с помощью приемной рамки фиксируют изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока от долей ампера до 20 А (звуковой частоты 800÷1200 Гц). Диапазон определяется в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, наводимая в рамке, зависит от распределения тока в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер изменения поля, можно по ориентации рамки определить трассу прохождения и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи «жила – жила», для этого выжиганием однофазные замыкания переводят в двух- и трехфазные или создают искусственную цепь «жила – оболочка кабеля», снимая заземление с цепи с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке кабеля.

Силовые линии поля от тока цепи «жила – земля» представляют собой концентрические окружности, центром которых является ось кабеля. Ток, идущий по прямому и обратному проводам, создает два концентрических магнитных поля, действующих в противоположных направлениях (поле от пары токов). При расположении жил в горизонтальной плоскости результирующее поле на поверхности земли наибольшее, а при расположении жил в вертикальной плоскости – наименьшее. Поскольку кабели имеют скрутку жил, то в рамке, расположенной вертикально и перемещаемой вдоль трассы кабеля, будут индуцироваться ЭДС, изменяющиеся от минимума при вертикальном расположении жил до максимума при горизонтальном расположении жил. При отыскании повреждения следует помнить, что сигнал за местом повреждения затухает на расстоянии не более половины шага.

Этим методом определяют трассу кабеля, глубину его прокладки, место расположения соединительных муфт (по усилению звучания в телефоне из-за увеличенного расстояния между жилами). Для определения глубины прокладки кабеля сначала находят линию его трассы и проводят черту. Затем, располагая ось рамки под углом 45º к вертикальной плоскости, проходящей через ось кабеля, устанавливают место исчезновения в рамке индуцированной ЭДС. Расстояние от этого места до трассы, отмеченной чертой, равно глубине залегания кабеля. При наличии защитной металлической трубы уровень звука резко уменьшается, так как труба является экраном.

Метод накладной рамки применяют для непосредственного обнаружения места повреждения кабеля. Метод основан на том же принципе, что и индукционный, удобен при открытой прокладке кабеля. При прокладке кабеля в земле необходимо открыть несколько шурфов в зоне повреждения, после этого к жиле и оболочке или между двумя жилами подключают генератор. На кабель накладывают рамку и поворачивают ее вокруг оси. До места повреждения будут прослушиваться два максимума и два минимума сигнала от поля пары токов. За местом повреждения при вращении рамки будет прослушиваться монотонный сигнал, вызванный магнитным полем одиночного тока.

За последние 15 – 20 лет обслуживания подземных телекоммуникационных трассы усложнилось, т.к. эксплуатируемых трасс стало больше, а средний «возраст» их увеличился, активизировались строительные работы. В городских условиях существуют проблемы вскрытия асфальтного покрытия и высокий уровень электромагнитных помех широкого спектра.

3. Современные способы поиска трасс прохождения кабельных линий и их повреждений

В настоящее время появились новые способы поиска трасс. Раньше поисковые приборы были простыми, дешевыми и состояли из поисковой антенны с датчиком и миниатюрного встроенного приемника со звуковой индикацией. Степень фильтрации была невысока, часто приемник представлял собой усилитель низкой частоты, выдающий звук в «чистом виде», без обработки.

Новое поколение приборов для поиска трасс более эффективно, они точнее, но и значительно дороже. Для уменьшения электромагнитных помех усложнили фильтрующий блок, а городские акустические шумы потребовали акустической отстройки. Все это привело к увеличению габаритов и веса прибора, и для обеспечения комфортной работы персонала в современных приборах приемник и поисковую антенну разделили.

Дальнейшее развитие шло по пути расширения сервисных возможностей приборов, например, цифровая индикация глубины закладки кабеля и величины тока. Для этого ввели второй горизонтальный датчик и предусмотрели возможность строго-вертикального направления антенны. Для поиска трассы по минимуму сигнала был встроен еще и вертикальный датчик. Совместная работа вертикального и горизонтального датчиков позволяет искать трассу не только по максимуму или минимуму, как это было в традиционных методах, но и по инвертируемому сигналу. Такой способ называют по-разному: «супермаксимум», «максимум+» и т.д. Его достоинство заключается в том, что он объединяет точность поиска «по минимуму» с удобством поиска по максимуму (рис. 1).

Рисунок 1 – Режим «супермаксимум» (в центре) объединяет удобство определения трассы по максимальному сигналу (слева) с точностью поиска по минимуму сигнала (справа)

Появление датчиков с различной ориентацией приема сигнала позволило включить в комплекс измерений фазовый анализ, который дает дополнительные данные:

  • за счет использования вертикального датчика стало возможно определять место измерения: справа или слева от кабеля;
  • нахождение «своего» кабеля в местах схождения коммуникаций. Эта проблема по мере уплотнения коммуникаций приобрела особую актуальность. Было замечено, что направление тока в соседних трассах противоположно в каждый момент времени, что означает сдвиг фаз на 180°. Это используют как признак, разделяющий кабели;
  • определение топологии поля для определения места прокладки кабеля при помощи устройства, которое с помощью датчиков с различной ориентацией оценивает расстояние до кабеля, глубину залегания и показывает их на плане, сопровождая цифровыми показаниями уровня сигнала (рис. 2).

Рисунок 2 – Устройство для изучения топологии магнитного поля а – слева от измерителя показан «свой» кабель, сигнал от генератора направлен вперед по кабелю; б – справа от измерителя «чужой» кабель – сигнал возвращается к генератору

Этот метод (контактный метод) основан на том, что при протекании тока через поврежденную оболочку на земле возникает разность потенциалов. Эту разность потенциалов снимают штырями, которые подключают к приемнику вместо антенны. Контактный метод на несколько порядков чувствительнее методов, основанных на определении амплитуды. Возможен пассивный поиск подземных коммуникаций, без подключения генератора.

Вместе с тем контактный метод имеет два недостатка:

  • трудоемкость. Метод достаточно точный, если место дефекта известно хотя бы приблизительно. В противном случае требуется обследовать весь кабель. Для высокоомных дефектов зона чувствительности резко снижается: уже для повреждений с сопротивлением около 100 кОм зона обнаружения находится в радиусе более 1 м от повреждения. Найти такое повреждение сложно;
  • для городов с развитым асфальтным покрытием применение контактного метода невозможно. В сельской местности трудности связаны с особенностями ландшафта, почвы и погодных условий.
Читайте также:  Возведение крыши и перекрытия в домах из соломенных блоков

Для городских условий был разработан двухчастотный амплитудный метод, который может полностью заменить традиционный амплитудный метод, при котором повреждение ищут по резкому спаду сигнала. Недостатком традиционного поиска является то, что он должен быть непрерывным, а изменение сигнала может происходить по разным причинам. Двухчастотный амплитудный метод работает сразу на двух частотах: 273 Гц и 2 кГц. Низкочастотный сигнал 273 Гц чувствителен к повреждению изоляции, а сигнал с частотой 2 кГц является опорным и изменяется с глубиной залегания кабеля или положением относительно него измерителя точно так же, как и низкочастотный сигнал.

При отсутствии повреждения соотношение сигналов вдоль кабеля практически не изменяется. Если кабель поврежден, то изменение сигнала частотой 273 Гц значительно, а изменение сигнала 2 кГц практически не наблюдается.

Прибор анализирует соотношение уровня сигналов на двух частотах и определяет поврежденный участок, сравнивая соотношения сигналов на концах исследуемого участка. В городских условиях он работает на расстоянии до 100 м, что позволяет найти поврежденный участок кабеля на интервале1 км за 10 измерений. Затем на поврежденном участке можно провести следующие измерения, разбив его на более короткие отрезки. Это существенно облегчает работу специалистам-кабельщикам. Следует отметить, что чувствительность двухчастотного амплитудного метода на порядок выше традиционных способов поиска повреждений, а также позволяет проводить поиск на недоступных для измерения участках.

Облегчение и ускорение работы специалистов во все более усложняющихся условиях поиска трасс прокладки кабеля и поврежденных мест — общий итог применения всех перечисленных инновационных методов, разработанных в последние годы.

К сожалению, применение этих методов все еще сдерживается высокими ценами производителей на трассо-поисковые приборы.

Определение мест повреждения скрытой проводки

Лампочки гаснут, напряжение в розетках падает до нуля, а электроприборы превращаются в элемент интерьера… «Нет света», — констатируем в таком случае. Если электричество пропало по вине поставщика, то зачастую ничего лучшего, чем надеяться на оперативность ремонтной бригады, предпринять невозможно. Но очень часто причиной неполадок со светом становятся повреждения кабеля, который пролегает в стене «пострадавшего» помещения. И тогда либо самостоятельно, либо с помощью профессионального электрика необходимо искать место повреждения и «лечить» провод. Благо лечение – дело нескольких минут, но вот найти, где лечить – обычно проблемный и трудоемкий процесс. Постараемся выяснить, как отыскать место повреждения проводки точнее, быстрее и с наименьшим уроном для пострадавшего помещения.

Как и почему

В большинстве случаев внутри помещений выполняется скрытая проводка. Кабель находится в гофротрубе, которая уложена в штробы и покрыта штукатуркой. В зданиях старого фонда провод уложен прямо в штробы и также покрыт слоем штукатурки. Сверху — побелка или обои (краска, стеновые панели, гобелен и т. д.).

Хотя кабель и прячется в стене, существует вероятность его повреждения. К «травмам» могут приводить множество причин: прежде всего, никто не отменял естественное старение изоляции и жил. Особенно с годами эксплуатации портятся алюминиевые провода. А старый кабель подвержен чрезмерному нагреву, особенно в местах соединения и на сгибах. Из-за нагрева разрушается изоляция и окисляются плохие контакты. Систематические перегрузки электропроводки заметно ускоряют процессы старения.

Но и новый кабель может «болеть», в основном из-за некачественного монтажа: в местах чрезмерного излома жил, которые могут попросту перегреться или перегореть. Еще одна распространенная причина – случайный механический пробой электрических проводов при ремонтных работах.

Как результат перечисленного — короткое замыкание либо перегорания (обрывы).

Разведочные работы

Итак, если произошло ЧП, нужно прежде всего проверить напряжение на входе в помещение и исправность пробок (автоматов). Если обнаруживаем, что автоматические выключатели либо пробки во взведённом состоянии, то есть смысл искать проблему внутри дома. Если Вы обнаружили автомат в выключенном положении и при его включении он выключается, то налицо короткое замыкание. Нужно убедиться в его отсутствии в розетках, выключателях и электроприборах. А дальше ничего не остается, как приниматься за поиски повреждения внутри стен.

Чтобы хотя бы приблизительно определить местность для поисковых работ, пригодится логическое мышление, аналитические способности и минимальные теоретические знания.

Обычный правильный способ, по которому строится разводка по розеткам и выключателям – лучевой. То есть, от распределительной (дозовой) коробки к каждой розетке и выключателю подведен отдельный кабель. В любом случае поиск пойдет быстрее и эффективнее при наличии схемы электропроводки или в случае, когда точно известно, что проводку прокладывали по правилам.

Итак, нужно найти дозовую коробку и вскрыть ее. Там находятся несколько скруток. Полезно померить сопротивление между всеми линиями в распределительной коробке. Если какой-либо из них покажет близкое к нулю напряжение – это указание на подозреваемую линию, вдоль которой целесообразны дальнейшие поиски. Можно померить сопротивление между линиями выключателей и в розетках: может быть, удастся выйти на место повреждения и без участия дозовых коробок.

Если произошел обрыв, то, возможно, в какой-то части помещения свет есть. Это сокращает область поисков. Если напряжение отсутствует в одной розетке или не включается одна лампа — налицо линия, в которой произошел обрыв.

В ином случае желательно с первой распределительной коробки, проверяя наличие напряжения на ее скрутках. Если все в порядке – нужно найти следующую дозовую коробку и провести ту же процедуру, что и в первой дозе. Если какая-либо скрутка в этой дозе не подает признаков напряжения, значит, обрыв находится между дозами.

Итак, за отправную точку поисков берут последнюю распределительную коробку, подающую признаки напряжения.

Поисковые работы

И далее возможен, скажем так, очевидный, но экстенсивный путь решения проблемы: вскрывать штукатурку, начиная от этой распределительной коробки, следуя по маршруту кабеля вплоть до места повреждения. Шум и пыль, потраченные нервы и время – и все ради того, чтобы залатать кусок кабеля на участке не более чем в пару сантиметров. Вдвойне обидно, если и проводка, и ремонт относительно новый, а всего в одной точке необходимо исправить огрех.

Но даже трассу кабеля в стене далеко не всегда возможно определить. Хорошо, если его укладывали так, как предписывают правила: параллельно потолку и перпендикулярно к выключателям и розеткам. Если же в целях экономии кабель укладывался по кратчайшему пути, который точно не известен хозяину помещения, то, быть может, отслеживая его маршрут от коробки до какого-либо места назначения (другой коробки, люстры, выключателя или розетки) придется снять большинство имеющейся в комнате штукатурки. Но если даже трасса и будет вычислена успешно, то найти повреждение без вскрытия штукатурки вдоль трассы не удастся. Во избежание неоправданного разрушения ремонта, сделанного с любовью, как профессиональные электрики, так и «домашние» используют бесконтактные приборы для определения напряжения.

Парк доступных устройств достаточно велик: от пробников типа MS-58М для обнаружения проводки до профессиональных трассоискателей, позволяющих искать трассу кабеля и повреждения на трассе в различных местах прокладки – дерево, бетон, кирпич. В быту можно использовать комбинированный прибор по образцу MS-48NS. Работает контактным и бесконтактным способом, позволяя определять наличие переменного напряжения на проводнике, обнаруживать фазу, прозванивать цепь и бесконтактным способом находить кабель под напряжением, проходящий в стене.

В зависимости от типа и «профессионализма» прибора, он может помочь отыскать и обрыв, и замыкание «без шуму и пыли». Приборы показывают место повреждения достаточно точно – до 10-13 см. Таким образом можно минимизировать область «вскрытия».

Завершающий этап

После того, как с помощью прибора место повреждения найдено, необходимо приступать к устранению «поломки». Если проводка находится в штробах, то придется делать небольшое вскрытие в области найденного участка (если оно еще не выполнено при «розыске»). Больное место излечивается с помощью простого набора инструментов и/или изоленты, после чего можно восстановить испорченный стеновой декор. Если кабель уложен в канале или трубе, то все даже проще: кабель вытягивается, ремонтируется (или даже полностью меняется участок — на выбор), снова протягивается в канал и восстанавливаются соединения в разветвительных коробках, розетках, выключателях.

После этого электроснабжение можно считать возобновленным в полном объёме.

Определение мест повреждения кабеля

Мы проводим поиск кабельных линий, трассировку, поиск мест повреждения. В работе используем приборы :

  1. Рефлектометр компьютерный РЕЙС 405 ;
  2. Рефлектометр РЕЙС 305, 105М ;
  3. Генератор ГП-500К, ГП 500Б, ГП-100К ;
  4. Приёмник поисковый ПП-500К
  5. Рамка поисковая АР-500 ;
  6. Генератор импульсный высоковольтный ГИ-20/2 ;
  7. Digiphone Plus, NT — приемник ударных волн;
  8. Аппарат прожига кабелей АПК-14-7000 .

Методы поиска : акустический, индукционный, с применением прожига и дожига изоляции.

Также наша электролаборатория производит испытание высоковольтного кабеля

Стоимость работ

от 18000 рублей

  • Выезд на объект и проведение работ

от 20000 рублей

  • Поиск повреждения кабеля из сшитого полиэтилена

Повреждение кабельных линий: способы и методы обнаружения

Большинство крупных электрических соединений между потребителями энергии и источниками осуществляется при помощи кабельных линий. Чаще всего это система параллельных друг другу кабелей, муфт и крепежей. Повреждение даже в самой малой степени чревато как минимум экономическими потерями.

Наиболее частые повреждения

Кабельные линии возможно протянуть подземным или надземным способом. При этом характер их повреждений будет схожим. Чаще всего происходит следующее:

  • бывают повреждены одна или несколько жил. Замыкание при этом осуществляется на грунт;
  • повреждены несколько жил с замыканием друг на друга;
  • разрыв кабеля с заземлением;
  • разрыв без заземления;
  • возникновение так называемого «заплывающего пробоя», когда замыкание происходит при повышении напряжения, после нормализации ситуация стабилизируется;
  • нарушена целостность изоляционного слоя.

Любое повреждение требует скорейшего устранения. Так как происходит нарушение схем подачи энергии, ставится под сомнение надежность всего электроснабжения конечных пользователей. Это оказывает влияние и на технико-экономические показатели всей сети в целом.

На фото видно, что мы имеем дело с низкоОмным пробоем, такое место повреждения найти проще всего.

Причинами повреждений могут быть:

  • в различные сезоны происходит подвижка грунта. Например, в весенний период в результате резкого оттаивания отдельных участков, линии могут испытывать излишнее натяжение, которое приводит к разрыву;
  • нарушение условий подачи, в частности перегрузки по току;
  • нарушения при технологии прокладки линий;
  • работы вблизи линий с нарушением границ;
  • линии могут подвергаться воздействию транзитных токов.

Поиск повреждения кабеля

Большая часть кабельных линий прокладывается под землей. Выгода такого способа в следующем:

  • не требуется сооружать громоздкие конструкции. В случае наземного размещения линии это необходимо. Таким образом предотвращается сознательное их повреждение;
  • полностью прекращается доступ посторонних лиц. Любые работы на линии будут проводиться исключительно силами специализированных организаций;
  • за счет подземной прокладки можно сократить длину. Это происходит за счет того, что линия проводится по самому кратчайшему и прямому пути между источником и потребителем.

При всех наглядных плюсах у такого способа размещения трассы есть и свой минус. Самый большой из них – сложное отыскание мест повреждений кабельных линий, поскольку открытая прокладка позволяет проводить регулярный визуальный осмотр и своевременно осуществлять ремонт. Для подземной же это довольно затруднено.

Отыскание повреждений кабельных линий начинается с определения предварительной зоны, где произошло нарушение. Только после этого уточняется конкретное место, а затем и тип повреждения. В зависимости от того, с какой по характеру поломкой пришлось столкнуться специалистам, они подбирают оптимальную методику.

Методы выявления повреждений

После того, как определено место повреждения кабеля или трассы, этот участок отсоединяют от запитки и от подключенного оборудования. При этом все методики можно разделить на относительные и абсолютные. Первые не очень точны. Фактически они всего лишь более точно определяют зону, где случилось повреждение. Вторая группа методов способна указать точное место аварии.

На этом фото можно увидеть показания рефлектометра рейс-405, примерное расстояние до места обрыва.

У каждого из них имеются свои особенности. В конкретном случае может использоваться свое сочетание методов. Для быстрого устранения любых форм аварий лучше всего обратиться к профессионалам. Ведь для подобных работ требуются специалисты не только с соответствующим образованием, квалификацией и допусками, но еще и опытом. Немаловажно в этом случае и техническое оснащение.

Подготовка к поиску

Как это ни странно, но поиск начинается с проведения испытаний. Для этого проверяют:

  • фазную изоляцию. При этом изучают сопротивление изоляционных слоев каждой из жил по отношению к грунту;
  • линейную изоляцию. Это сопротивление изоляционных слоев отдельных жил по отношению друг к другу;
  • неприкосновенность токоведущих жил, наличие разрывов.

Все эти характеристики проверяются в отношении обоих концов участка трассы, вышедшей из строя или демонстрирующей признаки неполадок.

При этом нужно создать условия, когда сопротивление между жилами и оболочкой будет минимальным. Замеры производятся мультиметром. Условия создаются при прожигании изоляционного слоя специальной аппаратурой – кенотронами, трансформаторами или высокочастотными генераторами.

В результате работы оборудования в кабель подается высокое напряжение, создающее пробой в изоляционном слое поврежденного участка. Через такой пробой происходит утечка тока через расплавленную изоляцию. Фактически состояние изоляции сознательно ухудшается для того, чтобы его можно было обнаружить одним из далее рассматриваемых методов.

Относительные методы поиска

К таким методам относят те, которые могут иметь некоторую погрешность.

Этот способ подходит для выявления повреждений любых типов, за исключением заплывающего пробоя. В процессе осуществления поиска измеряется временной период между стартом импульса тока и моментом фиксации его возврата от места повреждения.

Возможно это благодаря тому, что скорость таких импульсов в кабельных трассах неизменна. Это 160 м/мкс. Все замеры осуществляются линейкой приборов ИКЛ. Получаемые с их помощью значения позволяют установить не только место, но и характеристики повреждения. Например, отрицательные – показатель короткого замыкания, а положительные – обрыва жил.

Этим способом пользуются на линиях, состоящих из нескольких кабелей. При этом один или два могут быть повреждены, а третий – обязательно исправен. В случае использования этого метода создается мост постоянного тока между имеющейся исправной жилой и поврежденной.

При помощи замеров и соответствующих расчетов можно легко выяснить приблизительное расстояние до точки разрыва или пробоя. Недостатком такого способа являются довольно обширные временные затраты на проведение измерений и вычислений.

Способ позволяет определить расстояние до зоны с повреждением от конца участка трассы. Точно так же, как и в случае с предыдущим методом, создается мост электротока постоянного или переменного характера. Далее производятся замеры, выявляющие емкость оборванной жилы, высчитывается расстояние до зоны обрыва.

Все вышеуказанные методы позволяют выявить участок, но не с конкретную точку. Для уточнения следует использовать далее один из абсолютных способов.

Абсолютные методики поиска

Это наиболее точные способы выявления зон повреждения. Их использование становится доступным после того, как определен участок трассы, имеющий подозрительные показания.

При выполнении поиска может использоваться специальный генератор импульсов, а также приемники колебаний звукового характера. Применяется эта методика в случае повреждений практически любых видов и непосредственно на самой линии.

В зоне нарушения изоляции создается искровый разряд, звук от колебаний которого фиксируется приборами. При этом слышимость определяется глубиной залегания кабельной трассы и плотности поверхностного грунта. Идеальным считается расстояние с поверхности до кабеля от 1 до 5 метров.

Невозможно точно определить точку повреждения при использовании методики на открытых линиях, либо линиях, проложенных в каналах и туннелях. В этом случае свойства распространения звука кардинально меняются, что не дает возможности точно рассчитать место повреждения.

Метод особо действенен в следующих случаях:

  • при пробоях изоляционного слоя отдельных жил. Даже если они пришлись не на землю, а на рядом проходящий кабель;
  • при обрыве в сочетании с пробоем, аналогичным указанному выше;
  • для обнаружения элементов, обеспечивающих соединение отдельных частей трассы в единое целое;
  • для выяснения глубины пролегания кабельной линии.

Специальным прибором, имеющим чувствительную рамку, регистрируются изменения в электромагнитном поле зоны, где проложена кабельная линия, по которой пропускается ток звуковой частоты. Следует знать, что точность определения зависит от присутствия помех и глубины расположения линии.

  • Методика накладной рамки.

Такой способ чаще всего применим на открытой линии. Для подземной нужно будет отрыть несколько шурфов. Сам метод аналогичен индукционному. Но в данном случае измерения производятся рамкой с поворотом вокруг оси кабеля.

Только профессионалы смогут с точностью подобрать необходимое сочетание методов для быстрого выполнения работ. Это обусловлено тем, что используются более совершенные знания, а также обширный опыт работ и современное оборудование. Совокупность всех представленных фактором не только повышает скорость осуществления процедур, но и точность установления зон.

А вот и результат нашей работы, найденный обрыв. Как выяснилось кабель перебили экскаватором, при организации новой стройплощадки.

Требования к персоналу

При проведении настолько сложных работ нельзя пользоваться подручными методиками. Недопустимо осуществление поиска людьми, имеющими лишь приблизительное понимание опасности в случае возникновения аварий на кабельных трассах.

Специалисты, занимающиеся проведением испытаний, должны иметь группу по энергобезопасности не ниже третьей, а руководители – не ниже четвертой. Даже охрана должна иметь не ниже второй группы по ЭБ.

Все работники должны обладать соответствующим образованием. Им необходимо получить допуски и пройти обучение по технике безопасности и охране труда. Но даже при наличии всех «корочек» только большой опыт работы сможет дать необходимые полноценные навыки, которые доведут соблюдение всех мер безопасности до автоматизма.

Фотографии с последних объектов :

Определение места повреждения кабеля

Производство и обслуживание кабелей и кабельных сетей – это хорошо знакомый и отлаженный процесс. Но повреждения кабеля всё равно случаются даже у профессионалов. Поэтому для ликвидации и предупредительной локализации повреждений очень важно иметь не только квалифицированный персонал, но и профессиональное оборудование.

Содержание статьи

Виды повреждений кабельных линий

Кабельные линии регулярно подвергаются неблагоприятному воздействию капризов природы. Но чаще всего неприятности происходят по вине человека. Например, при земляных работах или сдвигах грунта, среди самых частых причин повреждений можно назвать следующие: старение или окончание расчётного срока эксплуатации, перенапряжение, тепловая перегрузка, коррозия, неквалифицированная прокладка кабеля, дефекты производства, а также дефекты, возникающие при транспортировке и хранении.

  1. Короткое замыкание
    Поврежденная изоляция приводит к низкоомному замыканию двух или более проводников в месте повреждения.
  2. Замыкание на землю/ короткое замыкание на землю
    Повреждения могут возникать из-за замыкания на землю (низкоомное соединение с потенциалом земли) индуктивно заземленной сети или изолированной сети, и/или из-за короткого замыкания на землю заземленной сети. Еще один вид повреждения – двойное замыкание на землю, характеризующееся двумя замыканиями на землю на разных проводниках с отдельно расположенными начальными точками.
  3. Обрывы кабеля
    Механические повреждения и движение земной поверхности могут вызвать обрывы одного или нескольких проводников.
  4. Заплывающие повреждения
    Зачастую повреждение не стабильно, носит эпизодический характер и зависит от нагрузки на кабель. Причиной может быть высыхание кабелей с масляной изоляцией при низкой нагрузке. Еще одна причина – частичный разряд вследствие старения или электрического триинга в кабелях с полимерной изоляцией.
  5. Повреждения кабельной оболочки
    Повреждения внешней кабельной оболочки не всегда ведут к немедленному выходу кабельной линии из строя, но с течением времени могут вызывать повреждения кабеля, в частности, из-за проникновения влаги и повреждений изоляции.

Один участок может состоять из отрезков различных типов кабелей, особенно в густонаселённых местах с большим скоплением инженерных коммуникаций. Используются кабели с полимерной изоляцией или пропитанной бумажной изоляцией. На практике повреждения кабеля приходится определять на всех уровнях напряжения — как в низковольтных, так и в средне- и высоковольтных системах. Поэтому для каждодневного использования целесообразно применять оборудование для поиска повреждений кабеля, разработанное для средне- и высоковольтного диапазона, однако с таким же успехом могло бы использоваться и в низковольтных системах.

Поиск повреждений кабеля в нестандартных ситуациях к содержанию

Методика поиска повреждений кабеля предполагает следующий логический порядок выполнения действий в четыре этапа: При анализе повреждения устанавливаются характеристики дефекта и определяется дальнейшие действия. При предварительной локализации дефекта определяется место дефекта с точностью до одного метра. Далее выполняется точная локализация места повреждения, чтобы по возможности ограничить объем экскавации грунта и минимизировать время ремонта.

  1. анализ повреждения;
  2. предварительная локализация
  3. идентификация кабелей
  4. точная локализация

Повреждения кабеля необходимо локализовать быстро и точно, чтобы обеспечить условия для последующих ремонтных работ и ввода линии в эксплуатацию. Как можно быстрее и как можно точнее: главное — правильно выбрать метод измерения!

При работе с протяжёнными кабельными линиями может случиться так, что распространённый метод импульсной рефлектометрии окажется непригодным по причине слишком сильного угасания измерительного импульса или его отражения. Здесь на помощь может прийти метод импульсного тока (ICM). Для поиска заплывающих, т.е. нерегулярных и зависящих от напряжения повреждений – отлично подходит метод затухающего сигнала (Decay).

В случае, если наиболее распространённые методы определения мест повреждений кабеля, такие как метод импульсной рефлектометрии (TDR) или метод вторичного импульса/мультиимпульсный метод (SIM/MIM) оказались неэффективными, причиной может быть слишком сильное угасание измерительного сигнала на больших расстояниях, существенно усложняющее оценку импульса. Другой причиной может стать высокая ёмкость кабеля, препятствующая импульсному разряду, используемому в методе SIM/MIM, поскольку при выполнении SIM-измерения емкость импульсного конденсатора должна значительно превышать ёмкость кабеля. Поэтому в случае очень длинных кабелей рекомендуется использовать другой метод, а именно — метод импульсного тока ICM (Impulse Current Method).

Первая возможность — с помощью импульсного генератора с замкнутым импульсным переключателем зарядить кабель постоянным током до напряжения пробоя, что позволит использовать собственную ёмкость кабеля. Это повысит потенциальную ёмкость импульса. Тогда расстояние от импульсного генератора до повреждения импульсная энергия будет преодолевать не самостоятельно, а «переноситься» ёмкостью кабеля. Кроме того не требуется учитывать время ионизации, как в случае с импульсами.

Обнаружение повреждения с помощью импульсов тока к содержанию

При использовании метода импульсного тока в кабель подается импульс напряжения, чтобы в месте повреждения спровоцировать пробой. Этот пробой приводит к возникновению переходной волны, которая несколько раз проходит между местом повреждения и концом кабеля. При этом в каждой точке отражения она меняет свою полярность, поскольку в обоих случаях речь идет о низкоомных соединениях.

На основании интервала времени, с которым повторяется это отражение, можно определить расстояние до места повреждения (l=t*v/2 – измерительный кабель). Такой метод лучше всего предназначен для работы с длинными кабелями, поскольку распространяющийся по кабелю импульс очень широк (высокая энергия импульса).

У коротких кабелей множественные отражения накладываются друг на друга, что не позволяет определить временной интервал. Однако при использовании с длинными кабелями метод импульсного тока даёт хорошие результаты предварительной локализации дефектов.

Для анализа переходного импульса служит индуктивный датчик, регистрирующий ток в кабельной оболочке. Сигналы датчика отображаются с помощью импульсного рефлектометра (приборы BAUR серии IRG). На основании интервала времени между вторым и третьим, или между третьим и четвертым импульсом можно рассчитать расстояние. Для этого пользователю необходимо лишь отметить два следующих друг за другом пика или фронта отображаемой прибором IRG переходной волны. Расстояние от генератора импульсного напряжения до места повреждения равняется разнице рассчитанных прибором расстояний в метрах до обоих пиков (см. рис. ниже).

Расстояние до повреждения наглядно определяется по графику программного обеспечения импульсного рефлектометра. Чтобы на экране были отображены по возможности все пики этой переходной волны, диапазон расстояния импульсного рефлектометра IRG следует настроить таким образом, чтобы он в несколько раз превышал длину кабеля.

Метод затухающего сигнала к содержанию

Для трудно обнаруживаемых повреждений и, прежде всего, для повреждений, возникающих при высоких напряжениях подходит метод затухающего сигнала.

Большинство повреждений средне- и даже высоковольтных кабелей можно определить с помощью стандартного импульсного напряжения до 32 кВ. Однако в случае периодически возникающих повреждений (заплывающих повреждений) может произойти так, что это напряжение является недостаточным для возникновения пробоя и не даёт возможности достоверно определить место повреждения. Тогда добиться цели позволит метод затухающего сигнала (метод Decay).

При использовании данного метода кабель подключается к источнику испытательного напряжения и его ёмкость «заряжается» до тех пор, пока воздействующее напряжение не приведет к пробою.

В случае использования метода затухающего сигнала, импульсный рефлектометр выполняет оценку волны напряжения, осциллирующей после пробоя между источником напряжения и местом повреждения. В качестве датчика используется емкостный делитель напряжения.

Оценка полученных данных также проста, как и при использовании метода ICM, выполняется с помощью импульсного рефлектометра IRG. На диаграмме оценки пользователь отмечает два следующих друг за другом положительных пика напряжения, фронта кривой напряжения или, например, две точки прохождения кривой через нуль и считывает расстояние. Разница этих двух значений, деленная на 2, за вычетом длины измерительного кабеля образует расстояние до повреждения.

Поскольку у источника генератора высокий выходной импеданс, напряжение отражается только в месте повреждения, прибор самостоятельно рассчитывает отображаемое расстояние по заданной формуле.

Как и при использовании метода импульсного тока, настройки для отображения результата должны быть сделаны таким образом, чтобы зона отображения в несколько крат превышала длину кабеля. Это позволит показать несколько осцилляций.

Дифференциальный метод сравнения к содержанию

Ещё один проверенный метод определения повреждений кабельных линий – это дифференциальный метод сравнения.

Дифференциальный метод сравнения или дифференциальный метод относится к методам предварительной локализации повреждений кабеля. Используется в разветвленных электросетях, где стандартные рефлектометрические методы не могут дать необходимых результатов. Этот метод позволяет выполнять предварительную локализацию высокоомных и заплывающих повреждений. Название «дифференциальный метод сравнения» происходит от того, что выполняется сравнение двух параллельно полученных ICM-графиков, возникающих после подачи импульсной волны. Для этого генератор импульсной волны одновременно подсоединяется к поврежденной и к исправной фазе. Измерение методом импульсного тока выполняется один раз без перемычки и второй раз — с установленной в конце кабеля перемычкой между исправной и поврежденной фазой.

Если повреждение расположено на главной жиле между генератором и перемычкой, измерительный прибор выдаёт расстояние от перемычки до места повреждения. Однако если повреждение расположено на ответвлении, то измерение показывает расстояние от перемычки до начала этого ответвления.

По причине сложности и трудоемкости процесса реализации данного метода, он используется относительно редко – только в случае нечасто встречающихся разветвленных средневольтных сетей.

В оборудовании BAUR используются все современные методы измерения с максимальным уровнем поддержки в процессе поиска повреждений.

Добавить комментарий