- Причини і види пошкоджень кабельних ліній
- Коротко про ремонт кабельної лінії
- Методики визначення пошкодження кабелю в землі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Як правило, з'єднання споживачів з джерелами електроенергії (трансформаторними та розподільними підстанціями) здійснюється за допомогою кабельних ліній (КЛ). Це пов'язано з тим, що у даного способу є маса переваг перед повітряними лініями (ВЛ). Але, якщо трапилася аварія на КЛ, то пошук місця пошкодження кабелю без спеціальних приладів, практично неможливий. Сьогодні ми розглянемо кілька способів, що дозволяють локалізувати аварійну ділянку кабельної траси, прокладеної в землі.
Причини і види пошкоджень кабельних ліній
Існує багато чинників, що негативно впливають на цілісність силових кабелів, до найбільш поширених з них можна віднести наступні:
- Переміщення грунту, може бути викликана аварією водопровідних, каналізаційних або теплових мереж, а також сезонним явищем, наприклад, весняним оттаиванием.
- Перевищення допустимих норм експлуатації КЛ, що може привести до термічного перевантаження лінії, викликаної збільшенням струмового навантаження.
- Освіта в КЛ високого рівня електричного струму від транзитного КЗ.
- Механічне пошкодження при земляних роботах без урахування проходження підземних комунікацій і глибини траси.
- Помилки при прокладанні КЛ. Як приклад можна привести порушення технології з'єднання жив кабельними муфтами.
- Заводський брак.
Зауважимо, що при відкритому прокладанні кабельних трас деякі перераховані вище причини пошкоджень зустрічаються вкрай рідко. Зокрема, знижується ймовірність впливу переміщення грунту і механічні дії внаслідок земляних робіт. Крім цього зони пошкодження відкритих КЛ, в більшості випадків, можна виявити при візуальному огляді, без задіяння спецметоди.
Розібравшись з причинами, перейдемо до видів ушкоджень, оскільки від цього безпосередньо залежить, яким методом буде локалізована аварійну ділянку КЛ.
Найчастіше ремонтним бригадам доводиться стикатися з такими видами несправностей:
- Дефект, викликаний повним або частковим обривом КЛ. Найчастіше причиною аварії є проведення земляних робіт без визначення проходження кабельних трас. Дещо рідше причиною даного пошкодження може стати КЗ в сполучних муфтах.
- У силових кабелях (більш 1 кВ), часто зустрічається пробою одній з жив на землю (однофазне замикання). Струм витоку, як правило, це викликано зниженням якості ізоляції в процесі експлуатації КЛ.
- Міжфазні пошкодження, а також види металевих замикань, можуть виникнути в будь-яких лініях, причина пошкоджень така ж, як і в попередньому пункті.
- Планове випробування кабелю, при якому задіюється високий рівень напруги, показують низьку надійність ізоляції, і призводить до виникнення пробою. При певних обставинах така лінія може продовжувати експлуатуватися, але через низький рівень її надійності, аварія може проявитися в будь-який час.
Коротко про ремонт кабельної лінії
Ремонтні роботи на кабельних лініях прийнято класифікувати на планові і аварійні. Що стосується обсягу таких робіт, то у перших він, як правило, капітальний, у других - поточний.
При капітальних роботах проводиться планова заміна КЛ, прокладка нових трас і т.д. При необхідності також виконується ремонт і / або модернізація супутнього обладнання. До останніх відносяться вентиляційні системи і освітлення кабельних тунелів, а також насоси для відкачування грунтових вод. З огляду на специфіку планових робіт, при їх проведенні не потрібно локалізація дефектних ділянок.
Зовсім інакше йде справа при аварійному ремонті. Щоб не розкопувати всю трасу, слід точно визначити місце обриву проводу, пробою ізоляції і т.д. Для цієї мети застосовуються різні способи, для яких задіюється спецобладнання. Детально про це буде розказано нижче.
Методики визначення пошкодження кабелю в землі
Як правило, дефектоскопія кабелю здійснюється в два етапи:
- Встановлюються межі зони, в межах якої знаходиться аварійна ділянка.
- Проводиться пошук точного місця пошкодження в певній зоні.
Відповідно на першому етапі застосовуються відносні способи, а на другому широко використовуються технології з підвищеною точністю виявлення місць пошкоджень. Перелічимо основні методики дефектоскопії і особливості їх застосування.
індукційний метод
Ця технологія дозволяє визначити локацію, де стався пробій ізоляційного шару струмопровідних елементів кабелю. Для цього за допомогою спеціального генератора в КЛ подається змінний струм з силою до 20, 0 ампер і частотою від 800, 0 до 1200, 0 герц. В результаті, навколо КЛ формується електромагнітне поле певної інтенсивності. Якщо помістити в нього антенну рамку підключену до навушників через підсилювач, то можна почути звук певної частоти над неушкодженими струмопровідними елементами.
За характером звукового сигналу можна визначити не локацію дефекту, позиції муфт для з'єднання, топографію траси (трасування), включаючи наявність захисних труб. Нижче представлений малюнок, де показаний рівень зміни сигналу над різними ділянками КЛ.
позначення:
- Генератор, що задає.
- Розташування елементів.
- Захист кабелю.
- Дефектне місце.
імпульсний метод
Як уже згадувалося вище, даний спосіб відноситься до відносним, тобто, що дозволяє встановити дефектну зону пошкодження (як правило, міжфазне КЗ). Принцип роботи полягає в подачі спеціальним приладом еталонного високовольтного імпульсу в КЛ і подальшим визначенням віддаленості аварійної ділянки по відбитому сигналу імпульсних струмів.
У наведеному на малюнку прикладі відстань до дефектного ділянки визначається наступним чином:
t x - інтервал часу між посланим і відбитим електричним сигналом, вимірюється в мікросекундах. Як видно з малюнка, він дорівнює 3, 5 мкс. З огляду на, що швидкість поширення імпульсу (v) приблизно дорівнює 160, 0 м / мкс, то для вирішення необхідно застосувати наступну формулу: l x = (t x * v) / 2, де l x - відстань від генератора імпульсів до пошкодженої ділянки кабелю . В результаті ми отримаємо (3.5 * 160) / 2, тобто, 280, 0 метрів.
Звернемо увагу, що в деяких приладах за формою відбитого сигналу можна судити про характер дефекту.
акустичний метод
Технологія заснована на формуванні в дефектному ділянці іскрових розрядів, що супроводжуються звуковими імпульсами. Зафіксувати їх можна використовуючи звичайний стетоскоп, прикладаючи акустичну головку до землі, або застосовуючи спеціальний акустичний приймач. Над дефектним ділянкою розряди звукових частот будуть максимально гучними.
позначення:
- Пошук сталого короткого замикання між токоведущей житлової та оболонкою кабелю.
- Схема для пошуку запливають пробоїв.
- Застосування працездатних струмопровідних елементів (задіяна ємність жив).
- Схема для пошуку обриву.
Відео по темі:
ємнісний метод
Технологія даного методу дозволяє проводити пошук пошкодження, зокрема обриву струмоведучих елементів кабелю, шляхом вимірювання ємності жив. Як відомо, даний параметр безпосередньо залежить від довжини кабелю. З спрощеною схемою високовольтних коливань для такого пристрою можна ознайомитися нижче.
позначення:
- R 1, R 2, R 3 - регульовані резистори.
- C е - еталонний високовольтний конденсатор.
- L - відстань до місця обриву.
- L до - загальна довжина КЛ.
- 1 - струмопровідні елементи кабелю.
- 2 - захисна оболонка.
- 3 - місце обриву.
Підбираючи опір змінних резисторів, домагаються мінімального відхилення стрілки приладу Г, що вказує на рівновагу між плечима моста, що говорить про наступному співвідношенні R 1 / R 2 = С x / С е, це дозволяє встановити ємність пошкодженої жили С x = С е * ( R 1 / R 2).
Подібним способом виробляємо визначення ємності на іншому кінці КЛ, тобто, підключаємо до нього генератор і повторюємо вимірювання. В результаті, обчислюємо відстань до пошкодженої зони: L = L k * З 1 / (C 1 + C 2), де З 1 і С 2 - ємності пошкоджених струмоведучих елементів кабелю, виміряні на початку і кінці КЛ.
Метод коливального розряду
Даний спосіб дозволяє більш ефективно визначити відстань до дефекту кабелю, відомого, як запливати пробою. Для цієї мети в пошкоджену лінію подаються імпульсні коливальні розряди, після чого на екран спецприладу (наприклад, ЕМКС58) виводяться дані про відстані до дефектного місця.
Принципу роботи даного методу багато в чому нагадує імпульсний спосіб дефектоскопії.
метод петлі
Даний спосіб добре працює в тих випадках, коли в місці порушення ізоляції немає обриву струмоведучих елементів кабелю, а перехідний опір в місці дефекту не більше 5, 0 кОм. У разі невідповідності останньої умови може бути виконаний прожиг кабелю (пропалювання ізоляції для зменшення перехідного опору). Спрощений приклад електричної схеми для методу петлі показаний нижче.
позначення:
- Г - гальванометр.
- R1 і R2 - змінні резистори, вимірювання опору яких здійснюється після врівноваження моста.
- L k - довжина КЛ.
- L - відстань до дефектної ділянки.
- 1 - струмопровідні елементи кабелю.
- 2 - перемичка між цілою і дефектної жилою.
Після врівноваження моста, відстань до обриву обчислюється за формулою:.
Метод накладної рамки
Даний варіант пошуку пошкодження в КЛ можна розглядати в якості одного з різновидів індукційного способу, коли необхідно знайти пробій між струмоведучих елементом кабелю і його металевою оболонкою (бронею). Дана технологія розрахована на пошук дефектних місць при відкритому прокладанні кабельних трас, але її можна успішно використовувати і КЛ покладених в грунт. В останньому випадку потрібно викопати шурфи в зоні локалізації дефекту.
позначення:
- Накладні рамки.
- Місце пробою ізоляції.
Пошук обриву кабелю в бетонній стіні і під гіпсокартоном за допомогою трасошукача
У побуті також знайдеться застосування для методик дефектоскопії кабелю, особливо коли необхідно визначити точне місце пошкодження прихованої проводки. Розтин траси, особливо, коли мова йде про бетонних стінах, допустимо тільки при загальному ремонті. Тому найбільш щадним способом в даному випадку буде застосування спеціальних приладів - трасошукачів. Щоб не повторяться, рекомендуємо до прочитання статтю https://www.asutpp.ru/iskatel-skrytoj-provodki.html, де докладно розглядається дана тема.