Кабель и провод
Определение мест повреждения кабельных линий. Поиск повреждения кабеля.
Виды повреждений кабельных линий.
По характеру повреждений в трехфазных кабельных линиях различают следующие их виды: повреждение изоляции, вызывающее замыкание одной фазы на землю; повреждение изоляции, вызывающее замыкание двух или трех фаз на землю либо двух или трех фаз между собой; обрыв одной, двух или трех фаз без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил; заплывающий пробой изоляции; повреждения линии одновременно в двух или более местах, каждое из которых может относиться к одной из вышеуказанных групп.
Аналогичные виды повреждений могут быть и в четырех-жильных кабельных линиях до 1000 В.
Наиболее распространенным видом повреждения кабельных линий является повреждение изоляции между жилой и металлической оболочкой кабеля или муфты, т.е. однофазное повреждение.
Для определения места повреждения необходимо иметь малое переходное сопротивление в месте повреждения кабельной линии. Снижение переходного сопротивления до необходимого уровня осуществляется прожиганием изоляции в месте повреждения кенотронно-газотронной установкой.
При прожигании мест повреждений кабельных линий, проложенных в туннелях, коллекторах, подвалах и других помещениях, необходимо выставлять наблюдателей для обнаружения мест повреждений и предотвращения возможности возгорания кабелей.
Перед производством измерений кабельная линия должна быть отсоединена разъединителями от питающего источника, а от линии должны быть отсоединены все электроприемники.
После проведения всех необходимых измерений составляется схема вида повреждения кабельной линии, которая заносится в протокол измерения.
Методы определения мест повреждений кабельных линий. В кабельных линиях определяют сначала зону повреждения, а затем уточняют место повреждения непосредственно на трассе.
Для определения зоны повреждения линии применяют следующие методы: импульсный, колебательного разряда, петли и емкости.
Для определения места повреждения непосредственно на трассе рекомендуется применять следующие методы: индукционный, акустический и метод накладной рамки.
Импульсный метод применяется для определения расстояния до места повреждения в кабельных и воздушных линиях (при однофазных и межфазных замыканиях, а также при обрывах жил).
Работы производят с помощью приборов ИКЛ-5, Р5-1А, Р5-5, которые посылают в кабель кратковременный импульс переменного тока. Дойдя до места повреждения, импульс тока отражается и возвращается обратно. Характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв) определяют по изображению, появляющемуся на экране электронно-лучевой трубки. Расстояние до места повреждения можно определить, зная время прохождения импульса и скорость его распространения.
При измерениях приборами ИКЛ-5, Р5-1А погрешность обычно не превышает 1,5 %, а прибором Р5-5 — 0,5 %, что вполне допустимо. Достоинствами этого метода являются быстрота, наглядность и простота измерений; возможность определения любых видов повреждений, в том числе в разных местах кабеля при условии, что переходное сопротивление не превышает 200 Ом. При этом, как правило, достаточно произвести измерения только на одном конце линии, не производя никаких присоединений на противоположном ее конце, а путем непосредственного измерения расстояний от конца линии до места повреждения кабеля по экрану или шкале калиброванной задержки независимо от длины и типа кабельной линии.
Метод колебательного разряда заключается в измерении периода (полупериода) свободных колебаний, возникающих в заряженной кабельной линии при пробое изоляции в месте повреждения от выпрямительной установки. При пробое изоляции происходит разряд в кабеле колебательного характера. Период колебаний Т этого разряда соответствует времени четырехкратного пробега волны до места повреждения, поэтому
Т = 2t = 4lx / V ,
где lx — расстояние до места пробоя, м; V — скорость распространения волны колебания, равная 160-103 км/с.
Обычно прибором ЭМКС-58М измеряют только время полупериода колебания. Тогда lx = t/2V .
Расстояние до места повреждения фиксируется по шкале прибора, градуированной в километрах.
Метод петли применяют для определения зоны повреждения при одно- и двухфазных замыканиях при наличии одной неповрежденной жилы или параллельного кабеля с неповрежденными жилами.
Метод основан на принципе измерительного моста постоянного тока, позволяющего определить отношение сопротивлений поврежденной жилы кабеля от места измерения до точки замыкания и обратной петли. Для этого поврежденную и неповрежденную жилы кабеля соединяют на одном конце линии перемычкой в форме петли (рис. 1).
Рис. 1. Схема определения места повреждения кабеля методом петли: 1 — фазы испытываемой кабельной линии; 2 — перемычка (зако-ротка); r1, r2 —регулируемые плечи моста; L — длина кабельной линии; lx — расстояние от конца линии до места повреждения
В результате образуется четырех-плечевой мост: регулируемые сопротивления r1, r2 и сопротивления жил кабеля (поврежденной и неповрежденной). После уравновешивания моста с помощью сопротивлений r1 и r2 расстояние от места измерения до места повреждения линии определяется по формуле
lx = 2Lr1 /(r1 + r2), м, где L — длина кабельной линии, м.
Метод емкости применяют для определения зоны повреждения при обрывах одной или нескольких жил кабельной линии, если хотя бы с одной стороны от повреждения изоляция не пробита. Основа метода — зависимость емкости кабеля от его длины. Емкость оборванной жилы измеряют с помощью моста переменного тока (рис. 2, а) или баллистического гальванометра на постоянном токе (рис. 2, б).
Рис. 2. Схемы определения зоны повреждения методом емкости: 1 — жилы испытываемого кабеля; 2 — место обрыва жилы; П1, П2 — переключатели; Сx — емкость в оборванной фазе; Сэ, Rф — регулируемые емкость и сопротивление; R1, R2 — регулируемые сопротивления по мостовой схеме; Т — телефон; G — гальванометр; Б — источник питания; Rш — резистор
В первом случае плечи моста переменного тока образуются регулируемыми комбинированными сопротивлениями R1 и R2, емкостью измеряемой жилы Сx и эталонной емкостью Сэ с регулируемым сопротивлением Rф. К одной диагонали моста подводят переменное напряжение звуковой частоты (обычно 1000 Гц), ко второй — подключают телефон или усилитель переменного тока со стрелочным индикатором. Регулируя сопротивления R1 и R2, эталонную емкость Сэ и сопротивление Rф, получают практически равные по величине и фазе падения напряжений на сопротивлениях R1 и R2 - Это соответствует минимальной слышимости (или минимальному отклонению стрелки индикатора), т.е. равновесию плеч моста R1 / R2 = Сx / Сэ.
Из полученного соотношения определяют емкость измеряемой жилы относительно земли:
Сх = СэR1/R2
Например, при обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считая, что длина кабеля пропорциональна измеренным емкостям С1 и С2, имеем
С1/lx = С2/(L - lx),
в результате получаем
lx = LС1(С1 + С2).
Для уточнения на трассе места повреждения кабеля пользуются индукционным (при повреждениях между жилами) и акустическим (при заплывающих пробоях) методами. При индукционном методе применяют генератор звуковой частоты. По поврежденным жилам кабеля пропускают ток звуковой частоты. Образующиеся вокруг кабеля электромагнитные колебания улавливаются приемной рамкой и прослушиваются телефоном на всей неповрежденной трассе кабеля (за местом повреждения звук в телефоне пропадает).
Г.Ф. Куценко
По характеру повреждений в трехфазных кабельных линиях различают следующие их виды: повреждение изоляции, вызывающее замыкание одной фазы на землю; повреждение изоляции, вызывающее замыкание двух или трех фаз на землю либо двух или трех фаз между собой; обрыв одной, двух или трех фаз без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил; заплывающий пробой изоляции; повреждения линии одновременно в двух или более местах, каждое из которых может относиться к одной из вышеуказанных групп.
Аналогичные виды повреждений могут быть и в четырех-жильных кабельных линиях до 1000 В.
Наиболее распространенным видом повреждения кабельных линий является повреждение изоляции между жилой и металлической оболочкой кабеля или муфты, т.е. однофазное повреждение.
Для определения места повреждения необходимо иметь малое переходное сопротивление в месте повреждения кабельной линии. Снижение переходного сопротивления до необходимого уровня осуществляется прожиганием изоляции в месте повреждения кенотронно-газотронной установкой.
При прожигании мест повреждений кабельных линий, проложенных в туннелях, коллекторах, подвалах и других помещениях, необходимо выставлять наблюдателей для обнаружения мест повреждений и предотвращения возможности возгорания кабелей.
Перед производством измерений кабельная линия должна быть отсоединена разъединителями от питающего источника, а от линии должны быть отсоединены все электроприемники.
После проведения всех необходимых измерений составляется схема вида повреждения кабельной линии, которая заносится в протокол измерения.
Методы определения мест повреждений кабельных линий. В кабельных линиях определяют сначала зону повреждения, а затем уточняют место повреждения непосредственно на трассе.
Для определения зоны повреждения линии применяют следующие методы: импульсный, колебательного разряда, петли и емкости.
Для определения места повреждения непосредственно на трассе рекомендуется применять следующие методы: индукционный, акустический и метод накладной рамки.
Импульсный метод применяется для определения расстояния до места повреждения в кабельных и воздушных линиях (при однофазных и межфазных замыканиях, а также при обрывах жил).
Работы производят с помощью приборов ИКЛ-5, Р5-1А, Р5-5, которые посылают в кабель кратковременный импульс переменного тока. Дойдя до места повреждения, импульс тока отражается и возвращается обратно. Характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв) определяют по изображению, появляющемуся на экране электронно-лучевой трубки. Расстояние до места повреждения можно определить, зная время прохождения импульса и скорость его распространения.
При измерениях приборами ИКЛ-5, Р5-1А погрешность обычно не превышает 1,5 %, а прибором Р5-5 — 0,5 %, что вполне допустимо. Достоинствами этого метода являются быстрота, наглядность и простота измерений; возможность определения любых видов повреждений, в том числе в разных местах кабеля при условии, что переходное сопротивление не превышает 200 Ом. При этом, как правило, достаточно произвести измерения только на одном конце линии, не производя никаких присоединений на противоположном ее конце, а путем непосредственного измерения расстояний от конца линии до места повреждения кабеля по экрану или шкале калиброванной задержки независимо от длины и типа кабельной линии.
Метод колебательного разряда заключается в измерении периода (полупериода) свободных колебаний, возникающих в заряженной кабельной линии при пробое изоляции в месте повреждения от выпрямительной установки. При пробое изоляции происходит разряд в кабеле колебательного характера. Период колебаний Т этого разряда соответствует времени четырехкратного пробега волны до места повреждения, поэтому
Т = 2t = 4lx / V ,
где lx — расстояние до места пробоя, м; V — скорость распространения волны колебания, равная 160-103 км/с.
Обычно прибором ЭМКС-58М измеряют только время полупериода колебания. Тогда lx = t/2V .
Расстояние до места повреждения фиксируется по шкале прибора, градуированной в километрах.
Метод петли применяют для определения зоны повреждения при одно- и двухфазных замыканиях при наличии одной неповрежденной жилы или параллельного кабеля с неповрежденными жилами.
Метод основан на принципе измерительного моста постоянного тока, позволяющего определить отношение сопротивлений поврежденной жилы кабеля от места измерения до точки замыкания и обратной петли. Для этого поврежденную и неповрежденную жилы кабеля соединяют на одном конце линии перемычкой в форме петли (рис. 1).
Рис. 1. Схема определения места повреждения кабеля методом петли: 1 — фазы испытываемой кабельной линии; 2 — перемычка (зако-ротка); r1, r2 —регулируемые плечи моста; L — длина кабельной линии; lx — расстояние от конца линии до места повреждения
В результате образуется четырех-плечевой мост: регулируемые сопротивления r1, r2 и сопротивления жил кабеля (поврежденной и неповрежденной). После уравновешивания моста с помощью сопротивлений r1 и r2 расстояние от места измерения до места повреждения линии определяется по формуле
lx = 2Lr1 /(r1 + r2), м, где L — длина кабельной линии, м.
Метод емкости применяют для определения зоны повреждения при обрывах одной или нескольких жил кабельной линии, если хотя бы с одной стороны от повреждения изоляция не пробита. Основа метода — зависимость емкости кабеля от его длины. Емкость оборванной жилы измеряют с помощью моста переменного тока (рис. 2, а) или баллистического гальванометра на постоянном токе (рис. 2, б).
Рис. 2. Схемы определения зоны повреждения методом емкости: 1 — жилы испытываемого кабеля; 2 — место обрыва жилы; П1, П2 — переключатели; Сx — емкость в оборванной фазе; Сэ, Rф — регулируемые емкость и сопротивление; R1, R2 — регулируемые сопротивления по мостовой схеме; Т — телефон; G — гальванометр; Б — источник питания; Rш — резистор
В первом случае плечи моста переменного тока образуются регулируемыми комбинированными сопротивлениями R1 и R2, емкостью измеряемой жилы Сx и эталонной емкостью Сэ с регулируемым сопротивлением Rф. К одной диагонали моста подводят переменное напряжение звуковой частоты (обычно 1000 Гц), ко второй — подключают телефон или усилитель переменного тока со стрелочным индикатором. Регулируя сопротивления R1 и R2, эталонную емкость Сэ и сопротивление Rф, получают практически равные по величине и фазе падения напряжений на сопротивлениях R1 и R2 - Это соответствует минимальной слышимости (или минимальному отклонению стрелки индикатора), т.е. равновесию плеч моста R1 / R2 = Сx / Сэ.
Из полученного соотношения определяют емкость измеряемой жилы относительно земли:
Сх = СэR1/R2
Например, при обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считая, что длина кабеля пропорциональна измеренным емкостям С1 и С2, имеем
С1/lx = С2/(L - lx),
в результате получаем
lx = LС1(С1 + С2).
Для уточнения на трассе места повреждения кабеля пользуются индукционным (при повреждениях между жилами) и акустическим (при заплывающих пробоях) методами. При индукционном методе применяют генератор звуковой частоты. По поврежденным жилам кабеля пропускают ток звуковой частоты. Образующиеся вокруг кабеля электромагнитные колебания улавливаются приемной рамкой и прослушиваются телефоном на всей неповрежденной трассе кабеля (за местом повреждения звук в телефоне пропадает).
Г.Ф. Куценко
| Электропроводка. Монтаж и прокладка внутренней электропроводки. Правила электропроводки. |
| Кабельные муфты. Монтаж соединительных и концевых кабельных муфт и заделок. |
| Ремонт кабеля и кабельных линий |