Nevyhnutelné materiální a finanční ztráty, které jsou důsledkem poruchy kabelového vedení (CL), nás nutí hledat nejúčinnější způsoby eliminace škod, které tyto ztráty minimalizují. Správná volba metody a zařízení pro vyhledávání míst poškození určuje efektivitu řešení problému, tzn. maximální pravděpodobnost správného určení místa poškození a minimální čas strávený na tom. Příčiny defektů v kabelech jsou velmi různorodé. Mezi hlavní patří: mechanické nebo korozní poškození, výrobní vady, vady montáže připojovacích a koncových spojek, vysychání izolace lokálním přehřátím kabelu a stárnutím izolace.

Hlavní typy poškození napájecích kabelů

  • jednofázový zkrat k zemi;
  • mezifázový zkrat; porucha mezi fázemi a zemí;
  • přerušení žil kabelu bez uzemnění nebo s uzemněním přerušených i nepřerušených vodičů;
  • plovoucí průraz, projevující se ve formě zkratu (průrazu) při vysokém napětí a mizení (plovoucí) při jmenovitém napětí.

Klasifikace metod ZHN

Rýže. 1 - Vzdálené metody

Rýže. 1 – Vzdálené metody

Rýže. 2 - Topografické metody

Rýže. 2 – Topografické metody

Druhy poškození a základní metody vyhledávání

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Základní metody určování míst poškození kabelového vedení

Distanční (relativní) metody

    spočívá v tom, že do kabelového vedení jsou vysílány elektrické impulsy (sondovací impulsy), které se šířící se po vedení částečně odrážejí od nehomogenit vlnové impedance a vracejí se do místa, odkud byly vyslány. Pomocí doby, kterou puls potřebuje k cestě do nehomogenity a zpět, která je úměrná vzdálenosti k ní, se vypočítá vzdálenost. Můžete určit vzdálenost k místu poškození, přerušení vodiče, délku kabelu, určit vzdálenosti k nehomogenitám, spojkám, poškození jednofázového a mezifázového kabelu.
  • Kapacitní metoda Lze použít, když jsou žíly kabelu zlomené. Vzdálenost k bodu zlomu je určena hodnotou naměřené kapacity vodičů kabelu. Měření se provádí pomocí AC můstků. Střídavé můstky lze použít k měření kapacity při přerušení s izolačním odporem v místě poškození minimálně 300 Ohmů. Při nižších odporech klesá přesnost měření pod přípustnou hodnotu.
  • Metoda oscilačního výboje používá se při určování vzdálenosti k místům jednofázové poruchy s přechodovým odporem v místě poruchy řádově 10-100 kiloohmů. Pomocí vysokonapěťového testovacího stroje se napětí na poškozeném jádru kabelu zvýší až do bodu průrazu. Zkrat v nabitém jádru kabelu má za následek vznik elektromagnetických vln, které se šíří z místa průrazu v místě defektu na začátek a konec kabelového vedení. Analýzou napěťových diagramů oscilačního procesu můžete vypočítat vzdálenost k defektu.
  • Vlnová metoda se používá, pokud je odpor v místě poškození od nuly do stovek kiloohmů. Způsob je implementován následovně. Při poruše jiskřiště instalace vysokonapěťového usměrňovače je do vedení vyslána vysokonapěťová elektromagnetická vlna z nabitého kondenzátoru, která v místě poškození kabelového vedení vytvoří průraz, který způsobí vlnový oscilační proces. v obvodu kondenzátorového vedení. Když elektromagnetická vlna vyslaná z kondenzátoru dosáhne místa poškození, dojde k průrazu, pokud odpor v místě poškození není roven nule Ohm, po kterém se čelo vlny odražené od poškození vrátí do místa odeslání – kondenzátor, se od něj odrazí a vrátí se na místo poškození. Pokud je odpor v místě poškození blízký nule, k výboji nedojde a vlna se odrazí od zkratu. Tento proces bude pokračovat, dokud vlna nezhasne. Měřením časové závislosti napětí na kabelových svorkách během oscilačního procesu je možné stanovit dobu, za kterou vlna dosáhne místa průrazu a vypočítat vzdálenost k němu.
  • Metoda smyčky je založena na měření proudového odporu žil kabelu (obvykle pomocí můstku). Slouží k určení místa poškození ochranné plastové izolace. Přesnost určení vzdálenosti k místu poškození je nízká a činí asi 15 % naměřené délky.
ČTĚTE VÍCE
Co je lepší instalovat elektroměr v soukromém domě?

Topografické (absolutní) metody

    je založena na poslechu přes místo poškození zvukových vibrací, které vznikají v místě poškození v okamžiku jiskrového výboje z elektrických impulsů vyslaných do kabelového vedení. je založena na fixaci na povrchu země podél trasy elektrických potenciálů vytvářených proudy protékajícími pláštěm CL v zemi. je založeno na řízení magnetického pole kolem kabelu, které vzniká proudem, který jím protéká ze specializovaného generátoru. Posouzením úrovně magnetického pole se zjišťuje přítomnost CL a hloubka jeho výskytu a místo poškození se určuje podle charakteru změny a úrovně pole. Tato metoda se používá k přímému vyhledání míst poškození na kabelu v případě porušení izolace mezi žilami nebo k zemi, porušení se současným porušením izolace mezi žilami nebo k zemi, k určení kabelu trasu a její hloubku, určit umístění spojek.

Podívejme se na hlavní vlastnosti a vlastnosti potřebné pro vyhledávací zařízení

  • Vysoká selektivita přijímače. Tento parametr poskytne odolnost proti elektrickému šumu, což vám umožní úspěšně provádět vyhledávání v přítomnosti silných zdrojů pravidelného rušení.
  • Vysoká citlivost přijímače. V kombinaci s vysokou selektivitou zajistí vyhledávání komunikací se slabým signálem ve velkých hloubkách.
  • Kvalita a časová stabilita výstupního signálu generátoru. To zajistí jak potřebnou selektivitu, tak dostatečnou odolnost proti rušení. Signál generátoru navíc neovlivní činnost jiných elektronických zařízení.
  • Výstupní výkon generátoru je dostatečně velký, což umožňuje provoz na hlubokých (až 10 metrů) zakopaných a dlouhých (až několik desítek kilometrů) kabelových vedeních. Tento požadavek je na ruské poměry naprosto nezbytný. Jako zařízení pro dodatečné spalování kabelů je také možné použít výkonný a spolehlivý generátor s velkým výstupním proudem.
  • Vysoká spolehlivost generátoru, poskytující neomezenou dobu provozu pro aktivní i reaktivní zátěže v rozsahu od zkratu po volnoběh s možnými náhlými změnami velikosti.
  • Vysoká výkonnostní charakteristika. Minimální rozsah provozních teplot: od -30 °C do +40 °C.
  • Dostatečný soubor pracovních frekvencí generátoru a frekvenčních kanálů přijímače, zajišťující zaručený výkon funkcí vyhledávání trasy a určování míst závad.
  • Všestrannost, tzn. schopnost pracovat pomocí indukčních, akustických a potenciálních metod. Žádoucí vlastnost, která umožňuje minimalizovat potřebnou sadu zařízení.

Všechny výše uvedené vlastnosti a charakteristiky umožňují maximální účinnost, tzn. s minimálním vynaložením času, peněz a zaručenými výsledky vyhledávat místa poškození kabelových vedení.

ČTĚTE VÍCE
Můžete použít motorový olej k mazání řetězu pily?

V dnešní době se hledání místa poškození kabelu provádí pomocí moderních vyhledávacích sad. Profesionální vyhledávací sady, jako jsou například KP-500K, KP-250K a KP-100K, vám umožní vyhledat místo defektu a určit hloubku kabelu v co nejkratším čase.

Pomocí metody indukčního vyhledávání jsou lokalizovány přerušení vodiče, zkraty mezi jádrem, jádrem a pláštěm, dvou- a třífázové zkraty stabilní povahy při různých hodnotách přechodového odporu v místě defektu. . Základní principy vyhledávání pomocí induktivní metody uvedené v článku jsou realizovány pomocí specializovaného zařízení. Konkrétní hodnoty parametrů uvedené v článku byly získány pomocí vyhledávacího zařízení rodin KP-100K, KP-250K a KP-500K vyrobených společností ANGSTREM (použití jiného zařízení využívajícího hodnoty parametrů specifikované v článku může být neúspěšné). U všech typů poškození se před spuštěním FMD (určení místa poškození) určí a označí trasa kabelu.

Hledání přerušení drátu

Vyhledávací generátor je připojen ke kabelovému vedení podle schématu „zlomené jádro-pancíř“ – obr. 1 (a)

Obr. 1 - Přímé zapojení generátoru podle schématu „přerušený drát - pancíř“.

Obr. 1 – Přímé zapojení generátoru podle schématu „přerušený drát – pancíř“.

Tato možnost vyhledávání využívá dostupnost distribuované kapacity kabelových linek. Signální proud generátoru protéká poškozeným jádrem, které je k němu připojeno, rozloženou kapacitou kabelu a pancířem kabelového vedení. Jak se vzdalujete od začátku kabelu, proud v připojeném jádru postupně klesá v důsledku větvení na kapacitu rozloženou po délce. V souladu s tím intenzita pole kolem kabelu také klesá se vzdáleností od místa připojení ke generátoru. Síla magnetického pole nad kabelem v bodě přerušení se stane nulovou. Charakter změny magnetického pole podél kabelového vedení je znázorněn na Obr. 1(b).

Jak je z grafu patrné, přesnost určení místa zlomu je nízká. Aby se snížila chyba při určování místa přerušení, je vhodné připojovat generátor střídavě k různým koncům poškozeného jádra a provádět průzkum v oblasti, ke které je generátor připojen.

Pro zvýšení intenzity magnetického pole nad kabelovým vedením je nutné zvýšit proud protékající kabelem. To vám umožní sledovat signál jasněji. Zvýšení proudu lze dosáhnout snížením kapacity nebo zvýšením frekvence generátoru. Kapacitu lze snížit zvýšením lineární kapacity kabelu paralelním připojením několika žil kabelu.

Pro zvýšení přesnosti určení místa poškození lze doporučit následující sled akcí. Generátor je připojen k jednomu konci kabelu. Sledují trasu a sledují úroveň signálu na přijímači. Když signál klesne na určitou úroveň, například na 5 jednotek. Označte tento bod na trase. Generátor se poté připojí na druhý konec kabelu a postup se opakuje. Vzdálenost mezi dvěma označenými body se stejnou úrovní signálu je rozdělena na polovinu. To bude nejpravděpodobnější bod zlomu.

ČTĚTE VÍCE
Kdo je zodpovědný za drát od sloupu k domu?

Hledejte mezifázovou poruchu

Při standardní hloubce uložení kabelu tento typ poškození obvykle nezpůsobuje potíže s jeho lokalizací Generátor pro vyhledávání poškození kabelu je připojen na dva vodiče kabelového vedení, uzavřené v místě poškození, podle znázorněného schématu na Obr. 2.

Obr. 2 - Schéma připojení generátoru ke dvěma poškozeným vodičům kabelového vedení v případě zkratu.

Obr. 2 – Schéma připojení generátoru ke dvěma poškozeným vodičům kabelového vedení v případě zkratu.

Proud signálu generátoru protéká přímo poškozenými vodiči kabelového vedení v opačných směrech. Jak je v tomto případě známo, magnetické pole vytvořené proudem je nepřímo úměrné druhé mocnině vzdálenosti od kabelu. Při vyhledávání je generátor zapnut v režimu kontinuálního generování. Vyhledávání se provádí s minimální frekvencí – 480 Hz. Tato frekvence je optimální z hlediska minimalizace ztrát a rušení sousedních komunikací a umožňuje lokalizovat mezifázové poruchy na vzdálenosti několika kilometrů.

Před zahájením hledání poškození je nutné zvolit a nastavit minimální proud generátoru, při kterém přijímač s jistotou přijímá signál generátoru s maximální citlivostí. Implementace tohoto pravidla vyžaduje dva operátory. Jeden z operátorů reguluje úroveň proudu signálu, postupně jej zvyšuje a současně fixuje jeho stabilitu. Druhý operátor, umístěný nad kabelovou trasou v zóně poškození s přijímačem PP-500A nebo PP-500K, zaznamenává okamžik výskytu signálu dostatečného pro spolehlivé vyhledávání. V praxi stačí signálový proud, aby při maximální citlivosti přijímače zajistil úroveň signálu 25. 50 % plného rozsahu jeho indikátoru. I když při výběru může být rozhodující osobní zkušenost operátora. Například pro kabel AAB o průřezu 50 cm70, položený v hloubce XNUMX cm při frekvenci generátoru 480 Hz a v krátké vzdálenosti od místa připojení generátoru k poškození stačí proud 100. 200 mA. Frekvenční provoz 9796 Hz vyžaduje podstatně větší proud.

Pokud zvolený signální proud zůstane stabilní, znamená to, že se odpor v místě poruchy kabelu vlivem protékajícího proudu nemění. To zaručuje úspěšnost hledání bez ohledu na hodnotu přechodového odporu v místě poškození – stabilita odolnosti proti defektu je zde klíčovým faktorem. V případech, kdy ke zkratu došlo v důsledku nehody, je jeho odpor obvykle blízký nule a je poměrně stabilní. Poškození zjištěná během testování může mít velmi vysokou odolnost. Pokud tento odpor při proudění z vyhledávacího generátoru nemění svou hodnotu a přijímač má dostatečnou citlivost, pak lze pro lokalizaci místa poškození použít metodu indukčního vyhledávání (bez vypalování). Elementární výpočet však ukazuje, že taková situace je možná pouze pro dostatečně nízké přechodové odpory.

ČTĚTE VÍCE
Mohu na svém televizoru používat bezdrátová sluchátka?

Navíc minimální proud signálu umožňuje minimalizovat signál indukovaný do blízkých komunikací a rušení přijímače z těchto komunikací.

Pokud je v místě poškození elektrický kontakt mezi poškozeným jádrem a pláštěm, je vhodné jej eliminovat např. vystavením nepotřebného kontaktu vysokonapěťovému impulsu.

Jak se operátor a přijímač pohybují po trase kabelového vedení, úroveň přijímaného signálu se bude periodicky snižovat a zvyšovat. To se vysvětluje přítomností zkroucení (zkroucení) žil kabelového vedení. Vlivem kroucení žil a vzájemného vlivu magnetických polí ze dvou opačně směrovaných proudů v žilách kolem kabelu vzniká výsledné spirálové pole („twist effect“). Na indikátoru přijímače se to projeví periodickou změnou signálu s přírůstky. Na Obr. Obrázek 3 (a) ukazuje položení dvou zkratovaných vodičů kabelového vedení a proudy v nich. Obrázek 3 (b) ukazuje graf úrovně signálu při pohybu s vodorovně umístěnou přijímací cívkou podél trasy kabelového vedení. Obrázek 3 (c) ukazuje rozložení magnetických polí ze dvou kroucených jader v úsecích A–A a B–B kabelového vedení. Když je hledací cívka umístěna svisle, slyšitelnost se také periodicky mění v důsledku kroucení, Obr. 3(d). V místě poškození může dojít ke zvýšení nebo snížení úrovně signálu. To závisí na orientaci jader v místě poškození. Po průchodu místem poškození se úroveň signálu sníží na nulu a nedochází k žádnému periodicky se měnícímu signálu kvůli kroku kroucení. Přítomnost signálu zkroucení před místem poškození a nepřítomnost po něm je hlavním znakem, který umožňuje přesně lokalizovat místo mezifázového poškození. Je třeba mít na paměti, že signál s roztečí vrstev bude pozorován, když hloubka položení kabelu nepřekročí rozteč vrstev o více než 20. 50 %.

Obr. 3 - Změna signálu kabelového vedení v důsledku kroucení

Obr. 3 – Změna signálu kabelového vedení v důsledku kroucení

Na Obr. Obrázek 4 ukazuje kabelové vedení se spojkou a řez s nárůstem hloubky. Výše je uvedena závislost intenzity magnetického pole kabelového vedení na jeho délce. Nad spojkami a jinými nehomogenitami kabelového vedení se mění intenzita magnetického pole. Přímo nad spojkou se úroveň signálu zvyšuje díky větší vzdálenosti mezi žilami ve spojce. Délka intervalu s maximální úrovní signálu se zvyšuje vzhledem k rozteči zkroucení kabelu (c>d, obr. 4). Za spojkou se signál opět mění v úrovni s krouceným krokem. Na základě těchto charakteristik se určí umístění spojky na kabelu. V místech, kde kabelové vedení plynule jde do velkých hloubek, je pozorováno postupné snižování intenzity magnetického pole. V místech, která vyžadují speciální ochranu kabelového vedení před mechanickým poškozením, je kabel uložen v kovových trubkách. V těchto případech je vlivem stínění pozorováno výrazné oslabení intenzity magnetického pole. V místě zkratu mezi vodiči kabelového vedení mění proud z indukčního generátoru svůj směr, mění se struktura magnetického pole kolem kabelu a kompenzace od vodičů se jeví slaběji. Nad místem poškození se tedy intenzita magnetického pole zvyšuje (obr. 4) a po průchodu místem poškození plynule klesá, přičemž signál z kroucení prakticky není pozorován.

ČTĚTE VÍCE
Kolik metrů čtverečních je přiděleno na dítě na základě mateřského kapitálu?

Obr. 4 - Kabelové vedení s nehomogenitami a rozložením magnetického pole po jeho délce

Obr. 4 – Kabelové vedení s nehomogenitami a rozložením magnetického pole po jeho délce

Obtíže při lokalizaci mezifázového poškození vznikají, když kromě hlavního užitečného signálního proudu protékajícího žilami kabelu existují tzv. roznášecí proudy. Tyto proudy vznikají, pokud kromě hlavní cesty pro proud (generátor – jádro 1 – porucha – jádro 2 – generátor) existují cesty pro únik proudu do země. Například v místě poškození dojde k netěsnosti nebo zkratu pláště a pancíře. Šířící proud je na rozdíl od signálního proudu proudem jednoho vodiče. Pole vytvořené takovým proudem se zmenšuje nepřímo se vzdáleností od kabelu, zatímco pole signálu (proud dvojice vodičů) se zmenšuje nepřímo se čtvercem vzdálenosti. Je jasné, že v tomto případě šíření proudů i výrazně nižších než je signálový proud může vytvořit pole, které „ucpe“ užitečné pole signálního proudu. Tento problém lze radikálně vyřešit odstraněním zkratu nebo netěsnosti v místě poškození a přerušením všech spojení mezi kabelem a zemí. Pokud má ale kabel více poškození a spojky jsou uzemněné, je takové řešení problematické.