Определение места повреждения кабеля

Кабельные линии, являясь частью инфраструктуры, подвергаются различным видам повреждений. Причины возникновения последствий разные: механические воздействия, старение изоляции, воздействие агрессивных сред или электрические перегрузки. Независимо от причины, быстрое и точное определение места повреждения кабеля имеет большое значение для эффективного проведения ремонтных работ.

Основные методы определения места повреждения кабеля

В современной практике применяется несколько методов и технологий для локализации повреждений кабельных линий.

Импульсный

Наиболее распространенный способ определения места повреждения кабеля (ОМП), основанный на измерении времени прохождения электрического импульса от источника до места повреждения и обратно. С его помощью определяются различные виды дефектов, даже однофазные и межфазные замыкания, обрывы жил.

Суть импульсной методики поиска повреждения кабеля заключается в следующем:

• в кабельную линию посылается кратковременный импульс тока малой амплитуды и небольшим напряжением в несколько вольт;
• при достижении места дефекта или неоднородности металла часть импульса отражается и возвращается к источнику;
• специальный прибор под названием рефлектометр измеряет время прохождения импульса туда и обратно.

После чего проводятся расчеты, которые определяют расстояние от источника до поврежденного участка. Для этого используется формула: L=t*v/2, где t – временной период, за который импульс проходит путь до поврежденного места и обратно, v – скорость, с которой распространяется импульс в кабеле. Например, для силовых линий 3-35 кВ скорость – 160 м/мкс.

Для реализации этого способа используются специальные приборы — рефлектометры. Они позволяют визуализировать отраженный сигнал на экране и точно определить место повреждения.

Преимущества методики импульсного метода определения места повреждения кабельных линий: высокая точность – до 1 метра, можно определить разные повреждения, простота процесса. Основным ограничением является его неэффективность при повреждениях кабеля с высоким сопротивлением. Метод работает надежно, когда переходное сопротивление на поврежденном участке не превышает 150-200 Ом.

Для преодоления ограничений классического импульсного метода при высокоомных повреждениях применяется его модификация – импульсно-дуговой вариант.

1. В кабельную линию подается высоковольтный импульс – десятки киловольт.
2. В поврежденном месте образуется кратковременная электрическая дуга.
3. Низкое сопротивление последней позволяет отразить импульс рефлектометра.

Способ эффективный, особенно для кабельной продукции с полиэтиленовой оболочкой. Он не требует прожига оболочки изоляции.

Метод колебательного разряда

Используют для определения места повреждения в кабельных линиях, особенно при высокоомных повреждениях и "заплывающих" пробоях. Последние образуются в соединительных муфтах.

Суть метода поиск места повреждения кабеля заключается в следующем:

• на поврежденную жилу кабеля подается высокое напряжение от специального источника – кенотронная испытательная установка;
• испытательное напряжение плавно повышается до уровня пробоя;
• при достижении напряжения пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера;
• по периоду этих колебаний определяется расстояние до места повреждения.

При пробое изоляции на поврежденном участке образуется электрическая дуга, сопротивление которой близко к нулю. Вдоль линии в сторону источника начинает распространяться электромагнитная волна, которая отражается от начала линии и движется обратно к месту повреждения. Процесс повторяется, создавая затухающие колебания.

На основе полученных данных проводится расчет расстояние до поврежденного места, для чего используется формула:

L=tv/4, где t – период колебаний, v — скорость распространения электромагнитной волны в кабеле.

Метод колебательного разряда определения повреждения кабеля эффективен при высокоомных изъянах, где другие технологии могут быть неэффективны. Подходит для различных типов кабелей и не требует их прожига. Позволяет обнаруживать сложные виды повреждений. Но способ требует использования специального оборудования: генератор высоковольтных импульсов, рефлектометр. Он менее точен на очень длинных линиях или при сложных дефектах. Для проведения требуется опыт, особенно для интерпретации результатов.

Акустический способ поиска повреждения кабеля

Этот метод определения повреждения кабеля – один из наиболее универсальных и эффективных способов локализации различных типов дефектов в кабельных линиях.

Суть метода:

• в месте повреждения создаются мощные электрические разряды с помощью специального высоковольтного оборудования;
• разряды генерируют звуковые колебания, которые распространяются через грунт и фиксируются на поверхности земли с помощью чувствительных акустических приемников;
• оператор перемещается вдоль трассы кабеля с акустическим датчиком – геомикрофоном;
• на поврежденном участке звуковой сигнал будет максимальным, а точка с наиболее громкими щелчками соответствует точному месту.

Преимущество метода в его универсальности, потому что подходит для поиска повреждений кабеля в земле разного типа. При этом у него высокая точность локализации поврежденных участков и возможность применения на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Но методика эффективна при переходном сопротивлении на поврежденном месте не менее 40 Ом. При этом глубина залегания кабельной линии не должна превышать 5 м. Акустические шумы и электромагнитные помехи могут снижать точность определения. И способ не подходит для трасс, проложенных в тоннелях или на лотках.

Индукционный метод определения места повреждения кабеля

Метод основан на принципах электромагнитной индукции. Вокруг кабеля, который находится под напряжением, всегда формируется электромагнитное поле. Поэтому по жиле пропускается переменный ток с частотой от 480 Гц до 10 кГц. Ток создает вокруг кабеля электромагнитное поле, которое определяется на поверхности земли с помощью специального приемника. Последний регистрирует напряженность этого поля.

Сам процесс:

• генератор звуковой частоты подключается к кабелю на одном из его концов;
• оператор перемещается вдоль предполагаемой кабельной трассы с индукционным приемником;
• при прохождении над неповрежденными участками фиксируется максимальный уровень сигнала;
• в зоне, где повреждена оболочка, наблюдается резкое снижение уровня сигнала.

К преимуществам индукционного метода можно отнести высокую точность определения трассы и места обрыва оболочки. Также точно определяется глубина залегания кабельной линии. Лучше использовать для трасс, проложенных в земле, воде и непроводящих трубах.

Емкостный

Методика эффективна при обрывах жил и некоторых видах повреждений изоляции. Основана на том, что емкость кабеля прямо пропорциональна его длине. При обрыве жилы или изоляции эта зависимость нарушается, что позволяет определить поврежденную зону.

Измерения проводятся так:

• измеряется емкость поврежденной жилы относительно земли или других жил с обоих концов кабельной трассы;
• полученные значения сравниваются с паспортной погонной емкостью;
• на основе полученных данных вычисляется расстояние до места повреждения.

Расчет проводится по формуле: L=L_o x C₁/C₁+C₂, где L_o – это общая длина кабельной линии, C₁ – емкость участка от начала линии до места повреждения, C₂ – емкость участка от места повреждения до конца линии.

Емкостный метод определения повреждения кабеля менее точен, чем импульсный. Точность снижается при низком сопротивлении изоляции в месте повреждения – менее 300 Ом. Также неэффективен при коротких замыканиях.

Метод определения места повреждения кабеля прожигом

Используется, если другие методики неэффективны из-за высокого переходного сопротивления в месте повреждения.

Суть способа:

• на поврежденную жилу подается высокое напряжение от специальной установки;
• напряжение постепенно повышается до возникновения пробоя в месте повреждения;
• после пробоя напряжение снижается, а ток увеличивается, что приводит к снижению сопротивления на поврежденном участке;
• процесс продолжается до образования устойчивого низкоомного соединения – токопроводящего мостика.

Поэтому процесс делят на три этапа. Предварительный высоковольтный прожиг, когда подается высокое напряжение – до 60-70 кВ, при низком токе до момента образования пробоя. Здесь используются установки с напряжением не менее 60 кВ. Далее напряжение снижается, а ток увеличивается. Цель – преобразовать однофазное замыкание в двух- или трехфазное. Здесь используются установки с напряжением 20-25 кВ. Третий этап – дожиг. Это когда подается низкое напряжение и высокий ток – 20-60 А.

Способ определение места повреждения кабеля с прожигом эффективный, но может привести к дополнительному повреждению трассы. Требуется для проведения поиска специальное оборудование и квалифицированный персонал. Нельзя применять для кабельных линий с особо важными характеристиками.

Важность точного определения места повреждения кабеля трудно переоценить. Оно сокращает время и затраты на ремонт и минимизирует негативное влияние на потребителей электроэнергии. В условиях растущей зависимости общества от бесперебойного электроснабжения эффективность этого процесса становится все более критичной. Поэтому поиском поврежденных кабельных участков должны заниматься профессионалы, в арсенале которых есть все необходимое оборудования. При этом компания должна предложить не одну из вышеперечисленных технологий.

Лицензии и сертификаты

Отзывы наших клиентов