Как найти замыкание кабеля в земле - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Эксплуатация подземных силовых и телекоммуникационных кабелей связана с проведением плановых и ремонтно-восстановительных измерений, а также локализации повреждений в кабельных линиях.

В ходе плановых измерений зачастую проверяют первичные параметры: сопротивление изоляции, шлейфа, асимметрию. Зачастую для этих работ достаточно мостового измерителя.

Ремонтно-восстановительные работы – это более трудоемкий процесс, требующий хорошей подготовки специалистов и широкого спектра оборудования. Локализация дефекта требует выполнения следующих действий:

Определение наличия дефекта и его идентификация (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.)
Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).
Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателей или кабельных локаторов.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Определение расстояния до места повреждения кабеля под землей

Определение расстояния до дефекта производится одним из двух методов – рефлектометрическим (при помощи рефлектометров) и мостовым (при помощи кабельных мостов). Эти методы имеют существенные различия.

Кабельные мосты выполняют локализацию повреждения по сопротивлению и емкости кабеля. В ходе измерения они используют вспомогательные (заведомо исправные) жилы или пары кабеля, что позволяет измерить сопротивление (емкость) исправной пары, сравнить эти показания с аналогичными значениями на поврежденной паре и определить расстояние до дефекта. В ходе измерений они чаще всего используют напряжение 180В — 500В, что позволяет определить даже незначительные повреждения изоляции кабеля.

Кабельные рефлектометры посылают в пару импульс амплитудой примерно 20В (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяется тип повреждения и расстояние до него. Этот метод не позволит определить незначительные повреждения изоляции, зато с легкостью обнаружит перепутанные пары, параллельные отводы, пупиновские катушки и др.

Для повышения эффективности эти методы все чаще совмещают в одном корпусе прибора. В таком исполнении, например, представлены приборы ИРК-ПРО Альфа и КБ Связь Сова. Такие функции имеют и описанные выше анализаторы SideKick Plus и Riser Bond 6000DSL.

Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).

Локализация повреждения на местности

После того, как приблизительное расстояние до повреждения известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя или кабельного локатора и начинается трассировка кабеля. Трассировать и искать дефект поврежденного кабеля лучше начинать на расстоянии 200-300 метров от определенного кабельным мостом или рефлектометром места дефекта, от ближайшей муфты, кабельного ящика или другого места, расположение которого точно известно. Причем если трассировка начинается от кабельного шкафа или ящика, генератор нужно установить в этом месте.

Трассировку и локализацию дефектов можно производить параллельно или последовательно. В первом случае сначала «отбивается» трасса при помощи трассоискателя, после этого производится локация повреждения при помощи кабельного локатора. Во втором случае трассировка и локализация повреждений ведется одновременно: один специалист производит трассировку линии, другой – локализацию повреждений. Для таких случаев существуют приборы с одним генератором, но двумя приемниками, например Поиск-310Д-2М (2). Существуют также приборы, совмещающие не только средства поиска и локализации повреждений, но и средства предварительной диагностики и определение расстояния до повреждения. Среди них можно выделить прибор ToneRanger от компании Greenlee. К его преимуществам можно отнести:

Высокая точность локализации повреждения
Отсутствие зависимости результатов диагностики от длины и температуры кабеля, разности сечения жил различных участков, количества участков, наличие воды в кабеле и муфтах
Измерение таких параметров как:
Сопротивление изоляции
Сопротивление шлейфа
Емкость
Определение расстояния до повреждения
Локализация повреждений:
Пониженное сопротивление изоляции
Короткое замыкание
Обрыв
Перепутанные пары
Идентификация пар кабеля
В ходе измерений не осуществляет влияния на передачу информации в соседних DSL линиях
Всепогодное вибро- и ударопрочное исполнение

Трассировка кабеля подробно описана в разделе «Трассировка и идентификация инженерных коммуникаций (кабели, трубопроводы и т.д.)», поэтому не будем на ней останавливаться тут. Уже в ходе трассировки можно локализовать некоторые повреждения кабеля, такие как обрыв или короткое замыкание пары.

Локализация повреждений изоляции кабеля, как говорилось выше, производится при помощи кабельного локатора. Составными его частями являются контактные штыри (или, как изображено на рисунке — А-образная рама) и генератор сигнала.

Генератор подключается к линии и подает в нее импульсы высокого напряжения. Локализация выполняется с помощью контактных штырей или А-образной рамы с индикаторами. А-рама состоит из двух соединённых между собой контактных штырей, измеряющих разность потенциалов в точке, находя место утечки тока в землю. Определение точки утечки выполняется после отсоединения кабеля от штатного заземления. Заземлённый генератор подсоединяют к экрану или жиле кабеля, создавая условия для возвращения «стёкшего» тока путём наименьшего сопротивления. Контактные штыри или А-раму передвигают параллельно кабельной линии (над ней), в сторону предполагаемого повреждения, периодически втыкая в землю, сверяя показания индикаторов.

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно). Смещение индикатора на шкалу плюс указывает, что повреждение кабеля находится между А-рамой и концом кабеля, а смещение на минус, что прибор находится между генератором и А-рамой. Перемещением А-рамы по направлению к повреждению определяется место, в котором индикатор покажет обратное направление. Повернув раму на 90 градусов, двигаясь в сторону дефекта необходимо найти следующую точку, в которой индикатор покажет обратное направление. Если стрелка находится посредине «0» – это значит, что повреждение изоляции находится непосредственно между точками соприкосновения с землей (А-рамы). Эта точка – цель поиска.

При локализации повреждений показания приёмника могут изменяться в зависимости от глубины залегания кабеля, неоднородности почвы (сухая или влажная, песок или глина) и присутствия металлических предметов непосредственно возле линии. Чтобы не отвлекаться на поиск подобных «неполадок», необходимо учесть следующее:

возле повреждения показания индикатора меняются резко в одной точке;
величина максимальных показаний индикатора должна соотноситься с величиной сопротивления повреждения;
утечку можно проверить «на минимум», воткнув штыри на большей удалённости друг от друга (если рядом несколько повреждений, этот способ не подходит).

Выводы

Станет ли процесс локализации повреждений кабелей под землей чрезмерно затратным или нет, в равной степени зависит от профессионализма ремонтной бригады, и возможностей импульсного локатора и качества его исполнения. В этом случае пословица: «Скупой платит дважды», приобретает особую актуальность.

Видео — Технологии поиска трасс подземных кабельных линий

Видео — Поиск и идентификации трасс инженерных коммуникаций

Видео — Электронная маркировка подземных кабельных линий – практическое применение

Посмотреть:

Цены на трассоискатели кабельных линий
Цены на рефлектометры для кабельных линий

См. также:

Источник

Как правило, соединения потребителей с источниками электроэнергии (трансформаторными и распределительными подстанциями) осуществляется при помощи кабельных линий (КЛ). Это связано с тем, что у данного способа есть масса преимуществ перед воздушными линиями (ВЛ). Но, если случилась авария на КЛ, то поиск места повреждения кабеля без специальных приборов, практически невозможен. Сегодня мы рассмотрим несколько способов, позволяющих локализовать аварийный участок кабельной трассы, проложенной в земле.

Причины и виды повреждений кабельных линий

Существует много факторов, негативно влияющих на целостность силовых кабелей, к наиболее распространенным из них можно отнести следующие:

Подвижка грунта, может быть вызвана аварией водопроводных, канализационных или тепловых сетей, а также сезонными явлениями, например, весенним оттаиванием.
Превышение допустимых норм эксплуатации КЛ, что может привести к термической перегрузки линии, вызванной увеличением токовой нагрузки.
Образование в КЛ высокого уровня электрического тока от транзитного КЗ.
Механическое повреждение при земляных работах без учета прохождения подземных коммуникаций и глубины трассы.
Ошибки при прокладке КЛ. В качестве примера можно привести нарушения технологии соединения жил кабельными муфтами.
Заводской брак.

Заметим, что при открытой прокладке кабельных трасс некоторые перечисленные выше причины повреждений встречаются крайне редко. В частности, снижается вероятность влияния подвижки грунта и механические воздействия вследствие земляных работ. Помимо этого зоны повреждения открытых КЛ, в большинстве случаев, можно обнаружить при визуальном осмотре, без задействования спецметодов.

Разобравшись с причинами, перейдем к видам повреждений, поскольку от этого напрямую зависит, каким методом будет локализирован аварийный участок КЛ.

Чаще всего ремонтным бригадам приходится сталкиваться со следующими видами неисправностей:

Дефект, вызванный полным или частичным обрывом КЛ. Чаще всего причиной аварии является проведение земляных работ без определения прохождения кабельных трасс. Несколько реже причиной данного повреждения может стать КЗ в соединительных муфтах.
В силовых кабелях (более 1кВ), часто встречается пробой одной из жил на землю (однофазное замыкание). Ток утечки, как правило, это вызвано снижением качества изоляции в процессе эксплуатации КЛ.
Межфазные повреждения, а также виды металлических замыканий, могут возникнуть в любых линиях, причина повреждений такая же, как и в предыдущем пункте.
Плановое испытание кабеля, при котором задействуется высокий уровень напряжения, показывают низкую надежность изоляции, и приводит к возникновению пробоя. При определенных обстоятельствах такая линия может продолжать эксплуатироваться, но из-за низкого уровня ее надежности, авария может проявиться в любое время.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Методики определения повреждения кабеля в земле

Как правило, дефектоскопия кабеля осуществляется в два этапа:

Устанавливаются границы зоны, в пределах которой находится аварийный участок.
Производится поиск точного места повреждения в определенной зоне.

Соответственно на первом этапе применяются относительные способы, а на втором широко используются технологии с повышенной точностью поиска повреждений. Перечислим основные методики дефектоскопии и особенности их применения.

Индукционный метод

Эта технология позволяет определить локацию, где произошел пробой изоляционного слоя токопроводящих элементов кабеля. Для этого при помощи специального генератора в КЛ подается переменный ток с силой до 20,0 ампер и частотой от 800,0 до 1200,0 герц. В результате, вокруг КЛ формируется электромагнитное поле определенной интенсивности. Если поместить в него антенную рамку подключенную к наушникам через усилитель, то можно услышать звук определенной частоты над неповрежденными токопроводящими элементами.

По характеру звукового сигнала можно определить не локацию дефекта, позиции муфт для соединения, топографию трассы (трассировку), включая наличие защитных труб. Ниже представлен рисунок, где показан уровень изменения сигнала над различными участками КЛ.

Поиск повреждений кабеля индукционным методом

Обозначения:

Задающий генератор.
Расположение соединительных элементов.
Защита кабеля.
Дефектное место.

Импульсный метод

Как уже упоминалось выше, данный способ относится к относительным, то есть, позволяющим установить дефектную зону повреждения (как правило, межфазное КЗ). Принцип работы заключается в подаче специальным прибором эталонного высоковольтного импульса в КЛ и последующим определением удаленности аварийного участка по отраженному сигналу импульсных токов.

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:

t_x – 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: l_x= ( t_x*v ) / 2, где l_x – 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:

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

Видео по теме:

Емкостной метод

Технология данного метода позволяет проводить поиск повреждения, в частности обрыва токоведущих элементов кабеля, путем измерения емкости жил. Как известно данный параметр напрямую зависит от длины кабеля. С упрощенной схемой высоковольтных колебаний для такого устройства можно ознакомиться ниже.

Мост переменного тока, используемый в емкостном методе обнаружения повреждения кабеля

Обозначения:

R₁, R₂, R₃ – регулируемые резисторы.
C_э – эталонный высоковольтный конденсатор.
L – расстояние до места обрыва.
L_к – 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 = С_x/ С_э , это позволяет установить емкость поврежденной жилы С_x= С_э* (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 = L_k* С₁ / ( C₁ + C₂ ), где С₁и 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.
L_k – 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.

Локализация повреждения кабеля методом накладной рамки

Обозначения:

Накладные рамки.
Место пробоя изоляции.

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

В быту также найдется применение для методик дефектоскопии кабеля, особенно когда необходимо определить точное место повреждения скрытой проводки. Вскрытие трассы, особенно, когда речь идет о бетонных стенах, допустимо только при общем ремонте. Поэтому наиболее щадящим способом в данном случае будет применение специальных приборов — трассоискателей. Чтобы не повторятся, рекомендуем к прочтению статью https://www.asutpp.ru/iskatel-skrytoj-provodki.html, где подробно рассматривается данная тема.

Источник

Кабельные линии (КЛ) особенно широко используются в городском коммунальном хозяйстве, обладая рядом преимуществ перед воздушными линиями. Кабельные линии, проложенные в земле, не занимают надземное пространство, имеют маленькую охранную зону и в целом более безопасны.

В то же время, повреждения такого кабеля сложнее локализовать, а их устранение требует применения специальной технологии и более затратно.

Повреждение кабеля — виды и причины

В подавляющем ряде случаев, нарушение работоспособности кабеля происходит в результате снижения сопротивления его изоляции до недопустимо низкого уровня. Изоляция может постепенно деградировать в процессе эксплуатации под воздействием рабочего напряжения и внешних факторов — перепадов температуры, влажности. Обычно это происходит, когда не соблюдаются условия эксплуатации кабеля. Например, кабельная оболочка может быть не рассчитана на воздействие ультрафиолета, смазочных материалов, эксплуатацию вне допустимого диапазона температуры и наличие этих факторов ускоряют её разрушение.

Иногда со временем проявляется не замеченный изначально производственный брак. Но значительно чаще повреждение изоляционного слоя происходит в результате механических воздействий — при производстве земляных работ, колёсами транспортных средств, стрелой грузоподъёмного механизма, при просадке грунта и т.п. В этих случаях также может произойти обрыв одной или нескольких кабельных жил. Дополнительным фактором риска является наличие соединительных муфт на кабельной линии. Кроме перечисленного, повреждение броневого слоя и защитной оболочки кабеля может быть вызвано воздействием агрессивных реагентов, содержащихся в грунтовых водах или попадающих в кабельные траншеи извне.

В зависимости от того, какие изоляционные слои оказываются повреждёнными, в трёхфазном силовом кабеле возникают различные виды замыканий:

замыкание одной из фаз на землю;
междуфазное замыкание двух фаз;
трёхфазное замыкание.

Замыкания могут быть короткими, либо через переходное сопротивление, если изоляционные свойства утрачены лишь частично.

Поиск места повреждения кабеля — основные методы

Иногда место повреждение кабельной линии легко обнаруживается визуально по выгоревшей оболочке и следам копоти. Однако не редки случаи, когда быстродействующие защиты отключают питание линии на ранней стадии повреждения, признаки которого не обнаруживаются визуально. В таких ситуациях применяют специальное оборудование для определения мест повреждения, реализующее различные методы.

Индукционный метод заключается в подключении кабеля к источнику напряжения высокой частоты и прослушиванием трассы КЛ с помощью антенной рамки с наушниками. В месте повреждения уровень сигнала резко снижается.

Акустический метод реализуется путём создания периодических электрических разрядов в месте повреждения, которые сопровождаются звуковыми эффектами в виде щелчков. Локализация дефекта производится на слух либо с применением акустических приёмников (стетоскопов, микрофонов).

Импульсный метод основан на подаче в линию электрического сигнала и измерении времени возвращения его отражения. Расстояние от конца КЛ до места повреждения определяется при этом по расчётным формулам.

Методом прожига производится дожигание повреждённого изоляционного промежутка путём пропускания тока по образовавшемуся переходному сопротивлению. При этом в месте повреждения выделяется большое количество теплоты, изоляция плавится и горит с выделением дыма, что легко определяется визуально.

Как устранить повреждение кабеля — лучшие способы

Объём и вид ремонта кабельной линии определяется типом её повреждения. Ремонтные работы могут включать следующие процедуры:

восстановление разрушенного броневого покрова;
ремонт трещин, разрывов или проколов покровной оболочки;
установка соединительных муфт в местах пробоя кабеля;
замена повреждённых соединительных и концевых муфт.

Броневой покров восстанавливают пайкой, используя при необходимости дополнительные куски стальной ленты. Спаянные ленты брони покрывают антикоррозионным лаком на основе битума или полимерных композитов.

Повреждения защитных шланговых покрытий запаивают с помощью строительного фена. Места разрывов покрывают поливинилхлоридными заплатами или разрезными манжетами, одеваемыми на кабель. Незначительные отверстия можно заплавить, применяя присадочный пруток из ПВХ.

Значительные повреждения с замыканием жил могут быть восстановлены только одним способом — установкой соединительной муфты. Если же повреждённым оказывается значительный по длине участок, приходится делать кабельную вставку с двумя соединительными муфтами.

При монтаже муфты, зачищенные от изоляции жилы кабеля, соединяются при помощи втулок входящих в комплект. Изолирование соединённых жил в зависимости от типа муфты выполняется кабельной бумагой, битумным или эпоксидным компаундом. Более современные конструкции муфт содержат термоусаживаемые элементы на клеевой основе, которые при нагревании образуют плотное герметичное покрытие с хорошими изоляционными свойствами. Снаружи место соединения герметично закрывается защитным кожухом из металла или ПВХ.

Повреждение кабеля в земле — особенности поиска и устранения

Наиболее сложным и ответственным является нахождение места повреждения подземной трассы КЛ. С учётом того, что для производства ремонта необходимо выполнить земляные работы, точность локализации повреждения имеет здесь наибольшую важность.

При подземном расположении КЛ обычно комбинируют несколько методов обнаружения. Например, с использованием акустического и индукционного методов определяют участок, на котором следует произвести раскопку. Комбинация методов позволяет максимально сузить участок поиска. После раскопки можно вторично использовать эти методы и применить прожиг, если повреждение не визуализировано.

Защита кабеля от повреждения

При прокладке КЛ выполняется предусмотренная проектом защита кабеля, необходимая при данных условиях эксплуатации и способе монтажа. К основным видам защитных конструкций относятся железобетонные лотки и плиты, шахты, тоннели и эстакады, металлические, полимерные и асбоцементные трубы.

При прокладке кабелей внутри помещений используются металлические или пластиковые гофрированные рукава.

Подземная прокладка осуществляется на песчаную подушку, предотвращающую повреждение КЛ при смещении слоёв грунта. На участках пересечения КЛ с автодорогами, прокладка выполняется в защитных трубах.

Источник

Поиск и определение места повреждения силового кабеля

Перед осуществлением монтажных работ кабель в обязательном порядке проверяется на наличие повреждений. Но иногда, во время испытаний после его укладки, выявляются определённые неполадки, для устранения которых необходимо провести поиск повреждения кабеля и его ремонт. Причиной дефектов кабеля могут являться его механические повреждения, нарушение технических условий, несоблюдение требований при монтаже муфт, а также другие факторы. Поиск обрыва кабеля, короткого замыкания или повреждений другого характера должен производиться быстро для того, чтобы избежать финансовых потерь, вызванных прекращением подачи тока, которое привело к простою оборудования и нарушению налаженного процесса работы.

В процессе эксплуатации кабеля возникают повреждения различного характера, причиной которых могут являться дефекты изготовления, нарушения правил эксплуатации, низкое качество монтажных работ.

Виды кабельных повреждений

однофазные (наиболее распространенные) – повреждение, при котором происходит замыкание одной из жил кабеля на его оболочку;
междуфазные (составляют примерно 20% от общего количества повреждений всех видов);
разрыв жил кабеля – происходит в результате смещения в местах расположения муфты слоев почвы. Также, в некоторых случаях, причинами разрывов являются заводской брак или определенные механические воздействия;
нарушение целостности наружной пластмассовой оболочки кабеля – возникает в результате механических воздействий вследствие перемещения слоев грунта, неправильных, неосторожных действий при прокладке.

Существует несколько методов, которые используют для того, чтобы выполнить поиск обрыва силового кабеля, однофазное или межфазное замыкание, другое его повреждение.

Методы поиска повреждения кабеля

Индукционный метод заключается в подключении генератора к жилам по определённой схеме ( зависимо от характера повреждения), согласовании нагрузки, использовании электромагнитного датчика, головных телефонов, которые позволяют произвести поиск повреждения силового кабеля. На участке повреждения наблюдается резкое возрастание сигнала генератора и последующее его затухание.
Акустический метод позволяет произвести поиск обрыва провода при помощи генератора, подключённого к жилам кабеля, акустического датчика и головных телефонов, при прослушивании кабельной линии в месте предполагаемого повреждения. На месте повреждения прослушиваются пощёлкивания определённой частоты.

Поиск короткого замыкания и обрыва в кабеле

Поиск короткого замыкания в кабеле или других его повреждений выполняется также и при помощи индуктивного метода, основанного на принципе электромагнитной индукции. Определение места короткого замыкания или повреждений различного характера производится при подключении к искомой трассе и искусственном создании вокруг неё переменного электромагнитного поля с определённой частотой. Магнитная составляющая данного поля индуцирует в замкнутом контуре, который в него внесён, переменный ток такой же частоты.Поиск обрыва провода, другого его механического повреждения или поиск короткого замыкания в кабеле осуществляется с учётом изменения в плоскости напряжённости магнитного поля при перемещении приёмного устройства.

Поиск трассы кабеля на обозначенном участке, поиск обрыва силового кабеля и других его повреждений выполняются инженерами-измерителями, представителями специализированных компаний. Они осуществляют поиск кабеля в земле с применением разнообразных методов и определённого оборудования и устройств.

Разработаны и успешно используются специальные приборы, которые помогают выявить проблемный участок кабеля, произвести определение места короткого замыкания и принять меры по устранению причины. Использование таких приборов значительно упрощает диагностику кабельных линий.

Поиск повреждения силового кабеля производится только после предварительной подготовки рабочего места: отключения кабеля с обеих сторон, его отсоединения, проверки схемы на отсутствие транзитных ответвлений. В некоторых случаях выполняется снижение сопротивления (при помощи прожигания изоляции).

В случае повреждения кабельной линии сначала определяется относительными методами зона повреждения, а затем, используя различные методы, производится непосредственный поиск повреждения кабеля. Применяются специальные приборы – трассоискатели, помогающие быстро и точно выполнить поиск трассы кабеля. Данные приборы позволяют осуществлять поиск скрытых коммуникаций (токопроводящих) как обесточенных, так и находящихся под напряжением. В том случае, если производится поиск скрытых коммуникаций, которые обесточены, потребуется особый генератор, имеющийся не в каждом комплекте трассоискателя.

В некоторых странах, при прокладке кабельных линий (неметаллических коммуникаций) используют специальные маркеры, которые позволяют выполнять успешный поиск обрыва кабеля при помощи трассоискателя в короткие сроки, но у нас данная технология особо не прижилась.

Из инновационных разработок можно отметить профессиональный обнаружитель кабелей, при помощи которого можно выполнить поиск кабеля в земле и других скрытых коммуникаций. Представляет он собой особое устройство в комплекте с передатчиком и приёмником.

Электролаборатория компании «Электрик-Мастер» имеет все необходимое оборудование и производит поиск места повреждения кабеля различными способами, в короткие сроки, с высокой точностью.

Источник

Основные методы определения мест повреждения кабельных линий

Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.

Основные виды повреждений силовых кабелей

однофазное замыкание на «землю»;
межфазное замыкание; межфазное замыкание на «землю»;
обрыв жил кабеля без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий (заплывающий) при номинальном напряжении.

Классификация методов ОМП

Рис. 1 — Дистанционные методы

Рис. 2 — Топографические методы

Виды повреждений и основные методы поиска

Виды повреждений	Схема повреждения	Переходное сопротивление, Ом	Дистанционный метод	Топографический метод	Оборудование для определения мест повреждений
Замыкание фаз на оболочку кабеля		Rп < 50	Импульсный	Акустический	РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А
100 < Rп < 10 ⁴	Мостовой	Акустический, накладная рамка	SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А
	Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-105М1, КП-500К
100 < Rп < 10 ⁴	Петлевой (мостовой)	Акустический	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А
	Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический	РЕЙС-105М1, КП-500К
100 < Rп < 10 ⁴	Мостовой	Акустический, индукционный	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А
Замыкания между фазами		Rп < 100	Импульсный	Индукционный	РЕЙС-105М1, КП-500К
Обрыв жил с заземлением и без заземления		Rп > 10⁶	Импульсный, колебательного разряда	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К
	Rп > 10⁶	Импульсный, колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
0 < Rп < 5х10³	Импульсный	Акустический, индукционный	РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К
Заплывающий пробой		Rп > 10⁶	Колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А

Дистанционные (относительные) методы

Импульсный метод заключается в том, что в кабельную линию посылаются электрические импульсы (зондирующие импульсы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально расстоянию до него вычисляют расстояние. Можно определить расстояние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
Емкостный метод возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значению измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помощью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в месте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
Метод колебательного разряда используется при определении расстояния до мест однофазных повреждений с переходным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к появлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
Волновой метод используется, в том случае, если сопротивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряженного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произойдет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отразится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений временной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время колебательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
Петлевой метод основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места повреждения невелика и составляет около 15% измеряемой длины.

Топографические (абсолютные) методы

Акустический метод поиска
основан на прослушивании над местом повреждения звуковых колебаний, возникающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
Потенциальный метод поиска
основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами.
Индукционный метод поиска
основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.

Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре

Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.

Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.

В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.

Источник