Jak zjistit místo poškození kabelu – Itera Company

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

Druhy poškození a základní metody vyhledávání

Distanční (relativní) metody

• Pulzní metoda 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 drátu, délku kabelu Můžete 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.

Topografické (absolutní) metody

• Akustická vyhledávací metoda 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.
• Metoda potenciálního vyhledávání je založena na fixaci na povrchu země podél trasy elektrických potenciálů vytvářených proudy protékajícími pláštěm CL v zemi.
• Indukční metoda vyhledávání 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.

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.

Článek připravili specialisté z oddělení inovací © ANNGSTREM LLC

Kabelová vedení (CL) položená pod zemí mohou selhat. Existuje mnoho důvodů pro poškození: od narušení sítě až po nesprávné instalační práce v relativně vzdálené oblasti. Mechanické poškození izolačních částí a vodičů nelze předvídat. Mezitím je v případě poruchy nutné co nejdříve najít a opravit poškození: závada na určitém místě vodiče může narušit provoz celé elektrické sítě, v důsledku čehož různé podniky a servisní společnosti utrpí značné ztráty. Moderní zařízení pro vyhledávání tras umožňuje rychle a s maximální přesností najít poškozený úsek kabelového vedení a rychle opravit problém. Více o vyhledávačích tras a vyhledávačích kabelů si povíme v našem článku.

Analýza stavu kabelu se provádí jak při plánovaných měřeních prováděných servisními službami, tak při přímých opravách a restaurátorských pracích. V prvním případě se zkontroluje izolace a smyčka a určí se stupeň asymetrie. Opravy vyžadují kompetentní specialisty a sadu profesionálního vybavení – ti určí poškození, zjistí přesnou vzdálenost k defektu a lokalizují ho na místě.

Není neobvyklé, že dochází k různým zraněním. V tomto případě není snadné určit, který z nich je primární a který způsobuje největší škody systému. Pokud na kabelu dojde k sérii poruch, budete muset změřit nejen jeho primární parametry, ale i sekundární. Patří mezi ně přeslechy, indukovaný šum a tak dále. V poslední době se pro pohodlí práce stále častěji používají složité měřiče. Inovativní analyzátory jsou schopny identifikovat poškození a měřit všechny parametry vedení.

Druhy poškození a základní metody vyhledávání

Příčiny defektů jsou velmi rozmanité a rizika nejsou vždy předvídatelná. Podzemní kabel může ztratit svou provozní schopnost v důsledku mechanického namáhání nebo koroze. Někdy je příčinou problémů výrobní vada nebo prostě stárnutí izolačního materiálu. Izolace může vyschnout v důsledku přehřátí kabelu. Nesprávná instalace spojek také vede k poruchám v provozu elektrické sítě.

Na kabelových vedeních dochází k následujícím typům poškození:

• Jednofázové zemní poruchy (SGF). Jsou nejběžnějším typem poškození, představují 70–90 % všech případů poruch. Zde je jedna z fází třífázového elektrického systému zkratována k zemi nebo k prvku připojenému k zemi. Ve většině případů dochází k obloukovému zkratu, při kterém napětí mezi fázovými prvky a zemí překračuje normální napětí 2-4krát. V důsledku toho může dojít k porušení izolace v jiném bodě sítě;
• Zkrat mezi fázemi. S ním jsou spojeny dvě protilehlé fáze. Teoreticky může k takovému zkratu dojít naprosto v jakémkoli bodě sítě. Existuje mnoho důvodů pro mezifázové zkraty: od nečistot, které se dostaly do vodičů, po obloukové poruchy;
• Zlomená jádra kabelu. Nejčastěji k němu dochází v důsledku pohybu vrstev zeminy v místech instalace spojek, v důsledku čehož dochází ve spojkách k protahování. Přerušení může nastat v různých fázích, od jedné do tří najednou, s nebo bez uzemnění přerušených vodičů;
• Rozbití plovoucí izolace. Objeví se jako zkrat při vysokém napětí, zmizí, když se vrátí standardní hodnoty.

Určení místa problému probíhá ve dvou krocích: nejprve se problémové místo lokalizuje po celé délce trasy, poté se pomocí speciálního vybavení vyhledá konkrétní místo nehody ve stanoveném prostoru. Níže se podíváme na metody pro diagnostiku problému podrobněji.

Distanční (relativní) metody

Dálkové metody určují takové parametry, jako je délka kabelových vedení, vzdálenost k místu poškození a nehomogenita vedení, typ poškození a vlastnosti samotného kabelu (kapacita a odpor prvků). Hlavní vzdálené metody pro detekci poškození jsou pulzní, kapacitní, vlnové a smyčkové.

Při pulzní metodě jsou do kabelových vedení vysílány snímací pulzy, které se odrážejí od různých nehomogenit vlnové impedance. Odražené impulsy vstupují do přijímače, který převádí data na číselné hodnoty, po kterých jsou přenášeny do indikátoru. Doba, za kterou impuls doputuje do problémové oblasti a zpět, je přímo úměrná vzdálenosti k poškození. Pomocí pulzního vyhledávání se také určí vzdálenost ke spojkám a poškození různých fází. Typ odraženého signálu závisí na typu závady, např. při zkratu ztratí polaritu.

kapacitní Metoda je založena na stanovení kapacity přerušeného jádra kabelu a používá se v případech, kdy je nutné stanovit vzdálenost od konce vedení k místu přerušení. Protože kapacita kabelu je úměrná jeho délce, používá se pro měření stejnosměrný nebo střídavý můstek. Pro vyhledání neuzemněného poškozeného úseku je kapacita kabelu určena z obou konců kabelového vedení.

Mávat Metoda detekce poruchy se používá, když odpor v vadné oblasti nepřesahuje 100 kiloohmů. Provádí se poruchou nabíječky instalace vysokonapěťového usměrňovače: vysokonapěťová elektromagnetická vlna je vyslána do vedení z nabitého kondenzátoru, což vytváří poruchu v poškozeném místě. To způsobí vlnový oscilační proces přímo v obvodu kondenzátorového vedení. K poruše dojde, pokud poškození v vadné oblasti překročí 0 ohmů. Vlna se od poškození odrazí a poputuje zpět ke kondenzátoru, dokud nebude utlumena. Pokud se odpor blíží nule, pak vlna narazí na zkrat.

Kličkující Metoda se používá na vedeních skládajících se z několika kabelů, za podmínek zkratu v jedné nebo dvou fázích. Tato metoda se rozšířila pro identifikaci vad v plastové izolaci. Při použití této metody se mezi dobrým a poškozeným drátem vytvoří stejnosměrný můstek. Nevýhodou této metody je malá přesnost a poměrně velké časové náklady na měření činností.

Topografické (absolutní) metody

Topografické metody detekce mohou určit místo poruchy, jakmile je nalezena vadná oblast. Hlavní topografické metody pro detekci poškození jsou akustické, indukční a potenciální.

akustická metoda – Jedná se o jednu z nejoblíbenějších metod používaných k detekci případného poškození přímo na lince. Vyžaduje použití generátoru pulsů nebo přijímačů zvukových vibrací. V poruchové zóně je přiváděn jiskrový náboj a speciální zařízení přijímají zvuk jeho vibrací. Tato metoda má určitá omezení a nevýhody: za prvé, slyšitelnost závisí na hustotě půdy a hloubce kabelového vedení. Za druhé, uchýlit se k němu je možné pouze na uzavřených tratích – na otevřených nebo tunelových trasách se zvuk bude šířit úplně jinak.

Indukční metoda slouží k určení místa poškození na samotném kabelu a také k detekci porušení izolace. Lze jej použít jak pro vodiče ležící na zemi, tak pro vodiče ležící na nejbližším kabelu. Metoda je vhodná pro stanovení hloubky kabelu a umístění spojek. Metoda je založena na sledování magnetického pole kabelu, které vzniká protékajícím proudem z generátoru: posouzením jeho úrovně obsluha určí hloubku kabelového vedení a na základě změn a úrovně zjistí konkrétní poškozené místo. Různé interference přitom mohou ovlivnit přesnost stanovení. Je třeba také pamatovat na to, že čím hlouběji kabel leží, tím méně přesné budou výsledky.

Potenciální metoda, nazývaná také metoda krokového napětí, umožňuje detekovat poškození v povlaku kabelu v kontaktu se zemí. Distribuované elektrické proudy jsou vytvářeny v půdě pomocí elektromagnetického pole, což má za následek rozdíl potenciálů. Někdy proudy vznikají nezávisle ve formě netěsností v izolaci. Pro měření se používá střídavý a stejnosměrný proud se zvýšeným zvukovým rozsahem. Místo závady je dáno povahou změny napětí podél komunikace.

Závěr

V každém okamžiku může dojít k poškození kabelové trasy, která může narušit celý provoz elektrické sítě. Aby bylo možné rychle začít odstraňovat problém, je nutné problém včas lokalizovat. Obslužné společnosti, které zajišťují stabilní dodávku elektřiny, pravidelně provádějí kontroly, aby identifikovaly problémové oblasti a odstranily problémy. Existuje mnoho různých metod pro hledání vadné oblasti a místa poškození na samotném kabelu nebo v upevňovacích prvcích. Volba techniky závisí na povaze poškození a vlastnostech CL. Různé metody detekce vám umožňují přesně určit poruchu a provést opravy co nejrychleji.

Nadpisy

• Analýza
• Výzkum
• Elektronické komponenty