Методы поиска неисправностей в кабельных линиях: методы, достоинства и недостатки
Неисправности в кабельных линиях (КЛ), как низковольтных, так и высоковольтных происходят из-за влияния следующих факторов:
- сезонные подвижки грунта;
- естественное старение изоляции;
- нарушения технологии прокладки;
- проведение земляных работ в охранной зоне КЛ;
- воздействие внешних факторов, оказывающих разрушающее воздействие на броню и оболочку кабелей (блуждающие токи, агрессивная среда, тепловое воздействие).
Основываясь только на этих возможных причинах возникновения повреждений, найти точное место замыкания невозможно даже при прокладке КЛ по эстакадам, кабельным полкам. При правильном отключении замыкания в кабеле релейной защитой, на нем может не остаться никаких следов явного повреждения. Для локализации мест повреждения существуют специальные методы.
Анализ характера повреждения кабеля
С этого начинается отыскание места повреждения любой КЛ. Измеряется сопротивление изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В как между фазами, так и между фазами и оболочкой кабеля.
Смысл в этом действии не только в определении характера повреждения (фаза-фаза, фаза-оболочка или их комбинации). Для выработки последовательности дальнейших действий важна сама величина сопротивления изоляции.
Для успешного использования рефлектометров или генераторов высоковольтных импульсов необходимо, это сопротивление было близко к нулю.
Если сопротивление порядка килоом, его нужно довести до состояния полного металлического замыкания. Для этого применяют устройства прожига.
Самый худший случай, когда сопротивление изоляции ничем не отличается от нормального, а пробой наступает при испытании кабеля на достаточно больших величинах напряжения.
Прожиг кабелей
Установки прожига кабелей имеют несколько ступеней для переключения выходного напряжения. Чем меньше это напряжение, тем больший ток обеспечивает выходной трансформатор установки. В пределах одной ступени некоторые устройства могут дополнительно регулировать выходные параметры в незначительных пределах.
Задача установки: создать устойчивое дуговое замыкание в месте замыкания, которое расплавит материал жил кабеля и создаст там контактный мостик.
Для начала выбирается ступень с минимально возможным напряжением на выходе, при котором наступает пробой. Величину тока через место повреждения контролируют по амперметру, расположенному рядом с киловольтметром на панели управления.
По истечении некоторого времени, необходимого для разогрева металла, напряжение начинают снижать. Если установка позволяет менять выходные параметры плавно, то выставляют минимально возможное значение напряжения, при котором еще горит дуга. Процесс повторяют до тех пор, пока не будет достигнута минимальная ступень регулирования.
Удостоверившись, что сопротивление поврежденного участка достигло величины единиц Ом, можно приступать к локализации места повреждения. Если нет – процесс повторяют.
Наиболее неуловимыми в плане прожига являются повреждения в битумных или компаундных кабельных муфтах. Во время прожига заполнитель в муфте плавится, а после остывания вновь заполняет место повреждения, увеличивая его сопротивление. Иногда приходится отыскивать в земле кабельные муфты, основываясь на данных кабельного журнала, откапывать их и наблюдать состояние в процессе прожига. Характерный шум внутри муфты или выделение газов через поврежденную наружную оболочку укажет точку повреждения.
Применение рефлектографов для поиска кабеля
Приборы, называемые измерителями неоднородностей кабельных линий, служат для определения дальности от места измерения до повреждения. Еще их называют рефлектографами.
Прибор посылает в линию зондирующий импульс и улавливает его отражения, происходящие от всех участков, на которых изоляция изменяется. Сигнал отражается от поворотов, выходов из земли на поверхность и обратно, участков, расположенных в трубах. Но главное – он отражается от мест с обрывами и замыканиями.
Итогом работы прибора является рефлектограмма, которую он воспроизводит на экране лучевой трубки. Современные модели для этой цели имеют жидкокристаллический дисплей. В местах замыканий на рефлектограмме будут четкие провалы сигнала вниз, в местах обрывов и в конце линии сигнал резко прыгает вверх.
При наведении маркера на место аномалии прибор покажет расстояние до нее в метрах. Зная расположение кабельной трассы на плане, можно с некоторой точностью определиться с зоной поисков повреждения.
Измерение на «здоровых» жилах кабеля позволяют определить общую длину линии. Если прибор показал расстояние до места, соизмеримое с общей длиной трассы, более точное измерение проводят с другого конца линии.
Интересное видео о рефлектометре Искра-3М смотрите в видео ниже:
Использование генератора высоковольтных импульсов
Использование генератора высоковольтных импульсовДля точной локализации места для предстоящих раскопок используется другой метод.
Для этого к поврежденным жилам подключается установка, служащая для создания в поврежденной точке мощного акустического сигнала. Это – генератор высоковольтных импульсов (ГВИ).
Простейший такой генератор состоит из источника высокого напряжения с загрубленной защитой, к выходу которого подключен конденсатор. Кабель подключается к установке через разрядник.
При зарядке конденсатора до величины пробоя разрядника через него проскакивает искра. В кабель уходит высоковольтный импульс, в месте повреждения он спровоцирует резкий пробой. Звук от этого пробоя слышен с поверхности земли. Обнаружить место с наибольшей амплитудой звука можно акустическим датчиком.
Современные генераторы высоковольтных импульсов не имеют в своем составе разрядников. Их роль выполняют специальные контакторы.
Ещё одно видео о поиске неисправности в кабельной линии:
Трассоискатели для поиска кабеля
Трассоискатели для поиска кабеляПрежде, чем начать искать повреждение на местности, нужно определиться с точным расположением кабеля на ней. Эта операция проводится после получения данных от измерителя неоднородностей, перед применением ГВИ.
В общем случае для этого используются неповрежденные жилы. Их замыкают на одном конце линии. С другого конца на них подают прерывистый акустический сигнал от специального генератора, входящего в комплект трассоискателя.
Сам же трассоискатель внешне похож на прибор, использующийся для поиска в земле металлов. Проходя с ним поперек трассы с кабелем, ищут максимум звукового сигнала. Место засекают любыми доступными способами и выполняют поиск немного дальше по трассе. Можно двигаться вдоль линии, постоянно контролируя наличие звукового максимума и делая пометки на земле.
В случае чистого замыкания между жилами трассоискателем можно найти и место повреждения, если подать сигнал на эти жилы. После повреждения сигнал резко пропадет.
Таким образом, отыскание мест повреждений КЛ – это целый комплекс работ, требующих наличия специального оборудования. Так отыскиваются повреждения на всех кабельных линиях. Но при замыканиях в кабелях из сшитого полиэтилена методы поиска имеют некоторые особенности.
Индукционный метод поиска повреждений кабеля :: Ангстрем
С помощью индукционного метода поиска локализуются обрывы жил, замыкания жила-жила, жила-оболочка, двух- и трехфазные замыкания устойчивого характера при различных значениях переходного сопротивления в месте дефекта. Основные принципы поиска индукционным методом, изложенные в статье реализуются с применением специализированного оборудования. Указанные в статье конкретные величины параметров получены при использовании поискового оборудования семейства КП-100К, КП-250К и КП-500К производства компании «АНГСТРЕМ» (применение иного оборудования с использованием указанных в статье величин параметров может оказаться безуспешным).
Для всех видов повреждений перед началом ОМП* определяют и размечают трассу кабеля.
* ОМП — определение места повреждения
Поиск обрыва жилы
Генератор поисковый подключается к кабельной линии по схеме «оборванная жила-броня» — Рис. 1 (а)
Рис.1. Непосредственное подключение генератора по схеме «оборванная жила — броня»
Этот вариант поиска использует наличие распределенной емкости кабельной линии. Сигнальный ток генератора протекает через подключенную к нему поврежденную жилу, распределенную емкость кабеля и броню кабельной линии. При удалении от начала кабеля ток в подключенной жиле постепенно убывает из-за ответвления на распределенную по длине емкость. Соответственно интенсивность поля, вокруг кабеля, при удалении от точки подключения к генератору также убывает. Напряженность магнитного поля над кабелем в месте обрыва становится нулевой. Характер изменения магнитного поля вдоль кабельной линии показано на Рис. 1 (б).
Как видно из графика точность определения места обрыва невысока. Чтобы уменьшить погрешность определения места обрыва целесообразно подключать генератор поочередно к разным концам поврежденной жилы, проводя поиск на участке, к которому подключен генератор.
Для увеличения напряженности магнитного поля над кабельной линией, необходимо увеличить ток, протекающий по кабелю. Это позволит более четко отслеживать сигнал. Увеличения тока можно добиться уменьшением емкостного сопротивления, либо увеличением частоты генератора. Уменьшить емкостное сопротивление можно увеличив погонную емкость кабеля параллельным соединением нескольких жил кабеля.
Для повышения точности определения места повреждения можно рекомендовать следующую последовательность действий. Генератор подключают к одному концу кабеля. Следуют вдоль трассы, контролируя уровень сигнала на приемнике. При уменьшении сигнала до определенного уровня, например, до 5 ед. отмечают на трассе эту точку. Затем генератор подключают к другому концу кабеля и повторяют процедуру. Расстояние между двумя отмеченными точками с одинаковым уровнем сигнала делят пополам. Это и будет наиболее вероятная точка обрыва.
Поиск междуфазного повреждения
При стандартной по глубине прокладке кабеля этот вид повреждения как правило не вызывает затруднений в его локализации. Генератор для поиска повреждений кабеля подключаются к двум замкнутым в месте повреждения жилам кабельной линии по схеме, показанной на Рис. 2.
Рис.2. Схема подключения генератора к двум поврежденным жилам кабельной линии в случае их короткого замыкания.
Сигнальный ток генератора протекает непосредственно по поврежденным жилам кабельной линии во встречных направлениях. Как известно в этом случае магнитное поле, создаваемое током обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля. Генератор при поиске включен в режиме непрерывной генерации. Поиск производится на минимальной частоте — 480 Гц. Эта частота оптимальна с точки зрения минимизации потерь и наводок на соседние коммуникации и позволяет локализовать междуфазные повреждения на расстояниях в несколько километров.Если выбранный сигнальный ток остается стабильным, значит, сопротивление в точке повреждения кабеля не изменяется под воздействием протекающего тока. Это гарантирует успех поиска не зависимо от величины переходного сопротивления в точке повреждения — стабильность сопротивления дефекта здесь ключевой фактор. В случаях, когда замыкание произошло в результате аварии его сопротивление, как правило, близко к нулю и достаточно стабильно. Повреждения обнаруженные в процессе испытания могут иметь очень большие сопротивления. Если это сопротивление не меняет свою величину при протекании тока от поискового генератора и приемник обладает достаточной чувствительностью, то для локализации места повреждения можно применять индукционный метод поиска (без прожига). Однако элементарный расчет показывает, что такая ситуация возможна только для достаточно низких переходных сопротивлений.
Кроме того, минимальный сигнальный ток позволяет минимизировать сигнал, наведенный на близко расположенные коммуникации и помехи на приемник от этих коммуникаций.
Если в месте повреждения есть электрический контакт поврежденной жилы с оболочкой желательно устранить его, например, воздействуя на ненужный контакт высоковольтным импульсом.
При движении оператора с приемником вдоль трассы кабельной линии уровень принимаемого сигнала будет периодически уменьшаться и увеличиваться. Это объясняется наличием повива (скрутки) жил кабельной линии. Из-за повива жил и взаимовлияния магнитных полей от двух противоположно направленных токов в жилах вокруг кабеля возникает результирующее спиральное поле («твист-эффект»). На индикаторе приемника это и будет проявляться периодическим изменением сигнала с шагом повива. На Рис. 3 (а) показаны повив двух короткозамкнутых жил кабельной линии и токи в них. На Рис.3 (б) приведен график уровня сигнала при движении с горизонтально расположенной катушкой приемника вдоль трассы кабельной линии. На Рис.3 (в) показано распределение магнитных полей от двух свитых жил в разрезе А–А и В–В кабельной линии. При вертикальном расположении поисковой катушки слышимость также периодически изменяется из-за скрутки, рис. 3 (г). В точке повреждения может быть, как увеличение, так и уменьшение уровня сигнала. Это зависит от ориентации жил в месте повреждения. После прохождения места повреждения уровень сигнала снижается до нуля, периодически меняющийся сигнал обусловленный шагом скрутки отсутствует. Наличие сигнала скрутки до места повреждения и отсутствие после — главный признак, позволяющий точно локализовать место междуфазного повреждения. Следует помнить, что сигнал с шагом повива будет наблюдаться при глубине прокладки кабеля не превышающей шаг повива более чем на 20…50%.
Рис.3. Изменение сигнала кабельной линии из-за повива
На рис. 4 показана кабельная линия с муфтой и участком, имеющим увеличение глубины залегания. Вверху приведена зависимость интенсивности магнитного поля кабельной линии от длины. Над муфтами и другими неоднородностями кабельной линии интенсивность магнитного поля изменяется. Непосредственно над муфтой уровень сигнала увеличивается за счёт большего расстояния между жилами в муфте. Длина интервала с максимальным уровнем сигнала увеличивается относительно шага скрутки кабеля (c>d, рис. 4). За муфтой сигнал опять меняется по уровню с шагом скрутки. По этим признакам определяется место расположения муфты на кабеле. В местах, где кабельная линия плавно уходит на большую глубину наблюдается плавное уменьшение интенсивности магнитного поля. В местах, требующих особой защиты кабельной линии от механических повреждений, кабель прокладывают в металлических трубах. В этих случаях из-за экранирования наблюдается значительное ослабление интенсивности магнитного поля. В месте короткого замыкания между жилами кабельной линии ток от индукционного генератора меняет свое направление, структура магнитного поля вокруг кабеля изменяется, и компенсация от жил проявляется более слабо. Поэтому над местом повреждения интенсивность магнитного поля увеличивается (Рис. 4), а после прохождения места повреждения плавно уменьшается, при этом сигнал от шага скрутки практически не наблюдается.
Трудности при локализации междуфазного повреждения возникают, когда кроме основного полезного сигнального тока протекающего по жилам кабеля присутствуют, так называемые, токи растекания. Эти токи возникают, если кроме основного пути для тока (генератор — жила 1 — повреждение — жила 2 — генератор) существуют пути утечки тока на «землю». Например, в месте повреждения есть утечка или замыкание на оболочку и броню. Ток растекания в отличие от сигнального является током одиночного проводника. Поле, создаваемое таким током, убывает обратно пропорционально расстоянию от кабеля в то время как поле сигнального (ток пары проводников) обратно пропорционально квадрату расстояния. Понятно, что в таком случае токи растекания даже значительно меньшие сигнального могут создать поле «забивающее» полезное поле сигнального тока. Радикально решить эту проблему можно ликвидировав замыкание или утечку в месте повреждения и разорвав все связи кабеля с землей. Однако если кабель имеет не одно повреждение и заземленные муфты такое решение проблематично.
Статья подготовлена специалистами отдела инноваций © ООО «АНГСТРЕМ»
Поиск однофазных повреждений индукционным методом :: Ангстрем
Считается, что более половины всех повреждений подземных силовых кабелей составляют, так называемые, однофазные повреждения (ОП), т.е. замыкания «жила-оболочка». Если же отнести к таковым замыкания двух или трех фаз на оболочку, то их суммарная доля достигает 90%. Локализация таких повреждений возможна одним из трех основных топологических методов – акустическим, потенциальным, индукционным.
Выбор метода определяется характеристиками и условиями конкретного повреждения – глубиной залегания, переходным сопротивлением в месте дефекта, наличием и уровнем токов растекания и другими. Нам неизвестна статистика, определяющая долю из общего количества ОП локализованных индукционным методом (ИМ). Хотя есть основания считать, что эта доля значительна. И если локализация ИМ повреждений вида две жилы–оболочка или три жилы-оболочка не вызывает особых затруднений, то для случая жила-оболочка ситуация иная. Среди некоторой части специалистов профессионально занимающихся поиском мест повреждений подземных электрокабелей сложилось прочное убеждение, что ИМ поиска не очень приемлем для таких однофазных повреждений.
Если кабель очень длинный, очень старый, глубоко проложен, имеет множество муфт на своем протяжении - это и есть самый трудный случай для использования ИМ. В этом случае неизбежно возникают токи растекания через место повреждения и далее через оболочку, броню, или заземленные муфты. Эти токи создают сигнал, мешающий поиску, доминирующий над полезным (информативным) сигналом. Это в свою очередь объясняется тем, что полезный сигнал от тока, протекающего по цепи жила-оболочка уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля, а сигнал помехи от токов растекания обратно пропорционален расстоянию от кабеля. Известные способы компенсации токов растекания, чтобы выделить полезный сигнал достаточно сложны в реализации. На практике намного проще использовать, например, акустический метод предварительно подготовив для этого объект, т.е. кабель.
Идеальный случай, в котором для поиска ОП может использоваться ИМ это кабель, уложенный на стандартной глубине, без соединительных муфт, его можно изолировать от земли и повреждение только одно. При поиске на таком кабеле будет присутствовать главный информативный признак, присущий поиску междуфазных повреждений - наличие сигнала повива до места повреждения и отсутствие его после этого места. Нужно отметить, что для описанного случая не обязательно иметь величину сопротивления в месте повреждения меньше одного Ома, что считается необходимым условием при использовании ИМ. Если повреждение носит устойчивый характер, то величина сопротивление в этом месте не имеет значения. Хватило бы тока для создания необходимого уровня сигнала. Приемник ПП-500А (ПП-500К) с его чувствительностью и избирательностью обеспечивает такую возможность.
Опытные специалисты пытаются найти свои специфические варианты использования ИМ для поиска ОП.
Специалисты «Московских кабельные сетей» в тех случаях, когда невозможно перевести однофазное повреждение в междуфазное уже много лет используют вариант поиска, названный методом «аномалии нуля». Предварительно, с помощью установки прожига, сопротивление в месте повреждения снижают до долей Ом. Генератор подключается между жилой и броней кабеля. Оператор, находясь в зоне повреждения над КЛ с вертикально установленной антенной МА-500, регулировкой чувствительности приемника устанавливает минимальные показания индикатора (не более 20% длины шкалы). При перемещении точно над трассой КЛ произойдет резкое увеличение показаний индикатора над местом повреждения. После прохождения места повреждения показания индикатора станут такими же, как и до него. При использовании данного метода следует точно знать места расположения муфт, т.к. они дают ложное увеличение сигнала. Увеличение может возникать и в неповрежденной части кабеля. В таких случаях место повреждения находится в последней точке увеличения сигнала. По данным МКС этим методом можно точно определить место повреждения примерно в 60% случаев. В остальных случаях определяется зона повреждения - 20…30 м.
В одном из подмосковных предприятий используют ИМ для поиска мест повреждений на кабелях СПЭ. Понятно, что на этих кабелях все повреждения априори будут однофазными.
Локализация ОП в кабеле с изоляцией СПЭ требует обязательного выполнения нескольких условий:
-
Поврежденный кабель должен быть отключен с обоих концов, как жила, так и оболочка.
-
Поисковый генератор должен иметь изолированный от земли выход. Сопротивление изоляции не менее 1МОм.
-
Сопротивление в месте повреждения, прожигом доводится до значения менее 1 Ом. Прожиг осуществляется током не более 10…20А, чтобы не проплавить тонкую оболочку. (Здесь очень удобно применение генераторов семейства ГП-100К — ГП-500К, позволяющих отслеживать динамику изменения сопротивления в процессе прожига).
-
Трасса кабеля должна быть достаточно точно размечена в зоне повреждения.
- Генератор подключается между жилой и оболочкой. Антенна МА-500 параллельна КЛ и расположена точно над кабелем. Сигнал, принимаемый оператором, будет постоянен вдоль всей длины КЛ до места повреждения. В месте повреждения наблюдается т.н. «перелив» сигнала – резкое повышение уровня, резкое падение и столь же резкое повышение до первоначального значения с последующим плавным затуханием до нуля на протяжении 1,5…2м. Либо может наблюдаться резкое снижение до нуля, затем возврат на прежний уровень с последующим плавным затуханием.
Как вариант, поиск может осуществляться с вертикальным расположением антенны МА-500. В месте
повреждения линия нулевого сигнала будет отклоняться от трассы КЛ, как изображено на рисунке:
Как видим оба описанных выше варианта похожи.
Здесь приведены два примера новых или малоизвестных применений индукционного метода. Микроэлектроника, цифровые технологии дают новые качества и возможности современному оборудованию для реализации данного метода. Не исключено, что существуют еще и другие пока не открытые возможности индукционного метода.
Статья подготовлена специалистами отдела инноваций © ООО «АНГСТРЕМ»
Определение места повреждения силового кабеля и кабельных линий
Определение мест повреждения кабельных линий (ОМП), наравне с подтверждением и испытаниями кабеля, является основной задачей электролаборатории при проведении работ по ремонту и восстановлению кабельных линий.
В Москве и крупных городах Московской области Протокол определения места повреждения является необходимым основанием для открытия Ордера на проведение земляных и строительных работ.
Базовое предложение на поиск места повреждения силовых кабелей, проложенных в земле
Базовое предложение на поиск места повреждения подходит для всех типов силовых кабелей, проложенных в земле и кабельных каналах. Под определением места повреждения кабеля, проложенного в земле, понимают поиск точки на поверхности, под которым искомое повреждение находится.
Поиск места повреждения кабеля
Описание: Поиск места повреждения силового кабеля напряжением до 10 кВ, проложенного в земле с оформлением Протокола определения места повреждения и принятием Решения по составу земляных работ, необходимых для его ремонта
Примечание: Оформляемый Протокол определения места повреждения кабельной линии заверяется круглой печатью электролаборатории и выдается Заказчику непосредственно на месте проведения работ. При необходимости, возможна последующая обработка — перенос данных Протокола ОМП на геоподоснову, спутниковый снимок и пр.
Исходные данные: Доступ к одному из концов поврежденного кабеля, доступ к трассе прокладки кабельной линии (желательно наличие плана прокладки). На противоположном конце жилы должны быть разомкнуты
Стоимость: 15000 RUB
Операции, выполняемые электролабораторией после вскрытия траншеи, носят название подтверждение места повреждения кабеля и в Базовое предложение не входят.
В оказании услуги поиска места повреждения КЛ-0,4/10 кВ существует важный нюанс:
Убедиться в том, что повреждение находится именно там, где указала электролаборатория можно только после вскрытия кабельной трассы, что само по себе требует времени и денег.
Первостепенное значение здесь имеет вопрос — Требуется ли открытие Ордера на проведение земляных работ.
Задачи у электролаборатории при заказе определения места повреждения может быть две:
1. Определение места повреждения с подготовкой документов, необходимых для открытия (оформления) Ордера на проведение земляных работ.
2. Определение места повреждения в составе работ по ремонту кабеля, т.е. когда Ордер на проведение земляных работ уже открыт или не требуется.
Понятно, что стоимость и порядок действий для этих двух случаев различны.
Мы гарантируем точность и безошибочность нахождения места повреждения силового кабеля, но при условии, что сразу после вскрытия кабельной трассы наши специалисты будут вызваны для мероприятий по подтверждению повреждения подробнее сдесь , контрольной резки и проверки кабельной линии «в обе стороны» от вырезанного неисправного участка. Практика показала, что только такой подход позволяет быстро, без лишних проволочек и недоразумений, устранить повреждение силовой кабельной линии.
Более подробно о порядке ремонта силового кабеля 0,4/10 кВ можно прочитать здесь.
Стоимость определения места повреждения силового кабеля
Устанавливаемая нами цена за определение места повреждения кабельной линии, проложенной в земле зависит от:
- КЛ-0,4/10 кВ, протяженность до 350м, чистый обрыв — 15т.р.
- КЛ-0,4/10 кВ, протяженность до 3000м, заплывающий пробой — 25т.р.
- КЛ-0,4/10 кВ, сшитый полиэтилен, повреждение оболочки, протяженность до 350м — 20т.р.
Мы рекомендуем проводить вскрытие трассы прокладки КЛ сразу, в присутствии специалистов определившей место повреждения лаборатории. Это позволит провести все работы за один выезд, а, значит, подтверждение места повреждения обойдется Вам практически бесплатно.
Представление результатов отыскания места повреждения кабеля
«Протокол (Акт) об определении места повреждения» по результатам поиска повреждения КЛ оформляется непосредственно на месте проведения работ и передается Заказчику.
Пример Протокола определения места повреждения кабельной линии: КЛ-10 кВ, протяженность 3500м, кабель АСБлУ (3*240)
Повреждения кабельных линий, причины, классификация, методы поиска повреждений
После фиксирования факта повреждения кабеля, первоначально определяется предварительная зона, с последующим уточнением конкретного места и характера возможных дефектов.
Для этого применяют следующие методы дефектоскопии:
— акустический. Применяется для определения повреждений непосредственно на трассе с помощью искусственно созданного акустического удара, с последующей его регистрацией соответствующими приборами;
— индукционный. Основан на принципе детектирования радиосигнала, который возникает в месте пробоя изоляции при прохождении через кабель импульса частотой от 800 до 1000 Гц с силой тока 15-20 А;
— емкостной. Позволяет определять с помощью соответствующих формул определить расстояние до места повреждения в том случае, когда происходит обрыв жил кабельных линий в соединительной муфте;
— петлевой. Используется в случаях, когда у одной из неповрежденных токоведущих жил нарушена изоляция, в то время как с соседними неповрежденными проводниками сопротивление в месте повреждения не должно быть более 5 кОм. Место повреждения определяется путем дожигания специальной газовой установкой или кенотроном с последующим применением соответствующих методик;
— импульсный. Предполагает использование специального прибора ИКЛ, который фиксирует интервал времени от посылки импульса вдоль кабеля до его отражения, с последующей обработкой результатов;
— колебательный разряд. Используется для выявления пробоев изоляции, которые возникают в кабельных муфтах. Расстояние до места пробоя определяется с помощью подачи напряжения от кенотронного аппарата, с фиксацией результатов соответствующими приборами типа ЭМКС-58.
Основные причины повреждения кабельных линий
К главным недостаткам, которые существенно влияют на надежность кабелей, относятся такие показатели, как осущение , электрическое старение и высыхание изоляции. Это связано, прежде всего, с естественным разложением (кристаллизацией) пропиточного состава.
Проведение профилактических испытаний повышенным постоянным напряжением постоянного тока далеко не всегда позволяет выявлять не только естественное старение изоляции, но и другие, более существенные дефекты. В частности, такие исследования неэффективны, если изолятор в данный момент не отсырела. Поврежденный участок можно обнаружить лишь в том случае, если у оставшейся неповрежденной части изоляция не превышает 15-20 % .
Как правило, при аварии кабелю наносятся и вторичные повреждения (обжиг дугой, деформация за счет созданного внутреннего давления, поглощение влаги в поврежденном месте и т. д.).
Главным конструктивным элементом является внешняя оболочка, т. к. высокие диэлектрические характеристики силового кабеля обеспечиваются при отсутствии активного воздействия на него влаги и воздуха. Основной материал – свинец и алюминий.
Помимо заводского брака, который со временем может привести к повреждению кабеля, существуют и другие причины выхода его из строя:
— механические повреждения при прокладке или других строительных работах;
— вспучивание в виде спирали (иногда с образованием трещин) в результате воздействия в течение длительного времени периодических циклов нагревания и охлаждения, а также при значительных сетевых перегрузках;
— разрушение внешней оболочки под воздействием внешних механических факторов;
— естественная химическая коррозия из-за воздействия различных реагентов, содержащихся в почве;
— разрушение внешнего защитного слоя благодаря блуждающим токам от электрифицированного транспорта.
Визуально механическое повреждение наружной оболочки легко определяется по внешнему виду: как, правило, в этом случае деформирована как стальная броня, так и джутовая оплетка. При этом обычно резко снижаются и диэлектрические характеристики кабеля.
При локальных повреждениях делается специальная вставка, и линия готова к дальнейшей эксплуатации.
Свинцовая оболочка часто подвергается межкристаллическому разрушению, что визуально выражается в появлением на первом этапе сетки из мелких трещин. В дальнейшем это приводит к увеличению их размеров с последующим разрушением отдельных фрагментов.
При наличии в составе продуктов коррозии двуокиси свинца, можно смело утверждать о ее электрическом происхождении за счет блуждающих токов. Такой окисел имеет характерный коричневый тон. В то же время в результате химической коррозии образуются продукты белого цвета, которые иногда имеют бледно-желтый или бледно-розовый оттенок.
При монтаже муфт следует обратить особое внимание на влажность изоляторов, правильной укладке пропиточного материала и выделения необходимого объема канифоли.
Одним из самых слабых элементов изоляции являются воздушные включения. В них развиваются такие опасные процессы, как ионизация и частичные разряды. Именно с этим связано жесткое регламентирование совпадение бумажных лент. При несоблюдении этого регламента слой необходимой изоляции становится неустойчивым к изгибу.
В высоковольтных кабелях (20-35 кВольт) даже при незначительном нарушении изоляции из-за высокого напряжения начинается ионизация воздуха с появлением частичных разрядов.
При визуальном осмотре токопроводящих жил кабеля, прежде всего необходимо обратить внимание на такие характерные дефекты, как:
— неправильная форма секторной или круглой жилы;
— западание или, наоборот, выпирание отдельных элементов проволакивания;
— наличие заусениц на токопроводящих жилах.
Все эти дефекты способствуют искривлению напряженности электрического поля с образованием местных флуктуаций, что является уже серьезной проблемой при напряжении в сети более 10 кВольт.
Также возможны и другие, более грубые дефекты в жилах, которые могут быть связаны, в частности, что в результате неаккуратного проволакивания изоляция может быть повреждена механически. При этом могут быть и грубые дефекты в жилах, например, при возможных пересечениях в процессе укладки.
В такой ситуации токопроводящий провод может принять неправильную форму, а в изоляции возможно образование глубоких складок. Такой кабель нельзя использовать для прокладки.
При замене дефектных участков сети также необходимо учитывать весь комплекс изменений, который может возникнуть при горении дуги, а также образованию избыточных внутренних давлений.
Профилактические испытания , в связи с малой мощностью, не предполагают возникновение в сетевых сетях каких-либо дефектов.
Приборы для поиска трассы, места повреждения и обрыва кабеля под землей: трассоискатели и трассодефектоискатели :: Ангстрем
Поиск трассы и мест повреждений кабельных линий
Приборы для поиска трассы и мест повреждения кабеля
Оборудование производства компании «АНГСТРЕМ» позволяет осуществлять трассировку кабеля и поиск мест его повреждений.
Все трассодефектоискатели предприятие выпускает под наименованием «Комплекты поисковые». Они состоят из звукового генератора и высокочувствительного приемника. Данное оборудование реализует несколько методов поиска:
- индукционный,
- акустический,
- потенциальный,
- акустико-электромагнитный.
Поисковые комплекты – это универсальное оборудование для поиска обрыва кабельных линий, заплывающих пробоев, замыканий (короткое, междуфазное, однофазное, оболочки на землю). Компания «АНГСТРЕМ» выпускает КП трех типов, отличие между которыми заключается в выходной мощности генератора:
- КП-500К (500 Вт),
- КП-250К (250 Вт),
- КП-100К (100 Вт).
КП-500К — самый востребованный прибор для поиска повреждения кабеля под землей. Именно ему отдают предпочтение специалисты крупных энергетических организаций, средних и малых электротехнических предприятий. В течение более двух десятилетий своего существования этот комплект получил множество положительных отзывов. Его качество и надежность подтверждались практически опытом профессионалов.
Чем уникально данное оборудование?
Генератор ГП-500К — мощный источник высоковольтных импульсов напряжения, изготовленный в специально разработанном корпусе, защищающем устройство от попадания посторонних элементов и позволяющем эксплуатировать прибор в суровых условиях работы.
Приемник ПП-500К не имеет аналогов российского производства. Он позволяет:
- определять МП индукционным, акустическим и потенциальным методом,
- показывает расстояние до места повреждения и направление дальнейшего движения оператора,
- проводить трассировку подземного кабеля и коммуникаций,
- определять глубину залегания подземных коммуникаций,
- выбирать кабель из пучка,
- локализовать повреждения оболочки кабелей, в том числе с изоляцией из сшитого полиэтилена,
- находить места утечки жидкости из трубопровода.
Обладая таким уникальным функционалом Поисковые комплекты выгодны для приобретения. Цена трассодефектоискателя КП-500К (КП-250К, КП-100К) в несколько раз ниже стоимости импортных аналогов, а срок гарантии в 2 раза дольше.
| № п.п. | Вид повреждения | Переходное сопротивление в месте повреждения, Ом | Пробивное напряжение в месте повреждения, кВ | Рекомендуемый метод определения места повреждения | |
| Относительный | Абсолютный | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1. | Однофазное | 0 | 0 | Импульсный | Акустический, индукционный, метод накладной рамки. |
| 2. | Однофазное | 200-50000 | 0 | Волновой, Импульсно-волновой | Акустический |
| 3. | Однофазное | Свыше 500000 | От 1 до 50 (“заплывающий пробой”) | Колебательный разряд | Акустический, индукционно-импульсный |
| 4. | Междуфазное с замыканием двух жил на оболочку | 0-1000 | 0 | Импульсный | Акустический, индукционный |
| 5. | Междуфазное с замыканием двух жил на оболочку | 200-50000 | 0 | Волновой, Импульсно-волновой | Акустический, индукционный с предварительным снижением переходного сопротивления. |
| 6. | Междуфазное с замыканием всех трех жил на оболочку | 0 | 0 | Импульсный | Индукционный, акустический |
| 7. | Междуфазное с замыканием всех трех жил на оболочку | Свыше 500000 | От 1 до 50 | Колебательный разряд | Индукционно-импульсный, акустический |
| 8. | Междуфазное без замыкания на оболочку | 0-1000 | 0 | Импульсный | Индукционный с предварительным снижением переходного сопротивления |
| 9. | Растяжка фаз, пробой на оболочку КЛ | От 200 до 500000 | До испытательного | Импульсный | Акустический, индукционно-импульсный |
| 10. | Растяжка одной, двух, трех фаз | Свыше 500000 | До испытательного через растяжку на заземленные жилы КЛ | Импульсный | Акустический |
| 11. | Повреждение оболочки одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. | От 0 до 5000 | 0-1,5 | Петлевой | Метод постоянного напряжения (шагового потенциала) |
| 12. | Замыкание жилы на оболочку КЛ 10 – 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. | От 200 до 500000 | то 1 до 20 | Волновой, импульсно-волновой | Акустический |
| 13. | Обрыв одной, двух или трех жил (с замыканием или без замыкания фаз на оболочку) КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена. | От 200 до 500000 | От 1 до 20 | Импульсный | Акустический, индукционно-импульсный |