Umístění poruchy kabelu – SEBA Zařízení pro lokalizaci poruchy kabelu krokového napětí
Přístroje této kategorie jsou určeny k vyhledání a přesné lokalizaci místa poruchy, a to jak v pláštích, tak v samotném kabelu.
Integrita kabelů je klíčem ke stabilnímu a nepřerušovanému provozu napájecích systémů. Bezpečnost a blaho milionů lidí dnes závisí na stabilní dodávce elektřiny. Provoz telekomunikačních sítí, komerčních zařízení, lékařské techniky a mnoha dalších je nemyslitelný bez fungujícího napájecího systému. Proto je v systémech různých úrovní nutná včasná diagnostika kabelů.
Místo poškození silových kabelů lze přesně určit buď akusticky pomocí citlivých pozemních mikrofonů, nebo měřením elektrického pole a jeho zkreslení v místě poškození kabelu citlivými přijímači elektrických vln.
Aby bylo možné provést přesné identifikace míst poškození kabelu Používá se metoda krokového napětí. Testovací proud na povrchu země nad místem poruchy tvoří napěťový trychtýř a lze jej měřit pomocí lokátoru zemního spojení. Pokud jsou oba měřicí kolíky umístěny nad místem poruchy, pak je indikováno skokové napětí, jehož polaritou lze posoudit směr k místu poruchy.
Vlastní vývoj SebaKMT holding je určen pro integrální a lokální analýzu stavu kabelové infrastruktury (kabely z papírového oleje a kabely izolované zesíťovaným polyetylénem). Výsledkem takové analýzy jsou informace o přítomnosti závad na napájecím kabelu a posouzení životnosti kabelu.
Podle zavedené praxe se místo poškození kabelového vedení obvykle určuje ve dvou fázích:
• v první fázi je předběžně určena zóna poškození;
• ve druhé fázi je objasněno a identifikováno místo poškození kabelového vedení v určité oblasti.
Podle povahy poškození se k určení místa poškození kabelového vedení obvykle používá jedna z následujících metod:
• metoda indukčního vyhledávání;
• metoda akustického vyhledávání;
• metoda vyhledávání smyčky (metoda smyčky);
• metoda kapacitního vyhledávání;
• metoda pulsního vyhledávání (reflektometrie);
• metoda oscilačního výboje.
Rýže. 1. Metody určení místa poškození kabelového vedení: a – indukční, b – akustické, c – smyčková metoda, d – kapacitní.
Rýže. 2. Pohled na obrazovku CRT zařízení IKL-5 při poškození kabelového vedení: a – při zkratu žil kabelu, b – při přetržení žil kabelu.
V obtížných situacích lze použít kombinace dvou nebo více metod.
Indukční metoda
Metoda indukčního vyhledávání (obr. 1a) se používá v případech, kdy je potřeba najít místo průrazu izolace mezi vodiči nebo na zemi se současným přerušením nebo bez něj. Tato metoda také umožňuje určit přesné umístění trasy, hloubku kabelu a umístění spojek.
Metoda je založena na principu zachycení signálu na zemském povrchu. Na kabelové vedení je připojen generátor a prochází proud 15-20 A o frekvenci 800-1000 Hz. Pomocí indukčního přijímače poslouchejte signál vycházející z kabelu. Nad místem poškození bude nejsilnější a hned za ním se jeho úroveň prudce sníží.
akustická metoda
Metoda akustického vyhledávání (obr. 1b) umožňuje určit místo případného poškození kabelového vedení za předpokladu, že přechodový odpor v místě poškození kabelu je alespoň 40 Ohmů a hloubka kabelu nepřesahuje 5 m.
Pomocí vysokonapěťového pulzního generátoru vzniká stabilní jiskrový výboj. Zvukové signály z jiskrového výboje se poslouchají přes speciální sluchátka. V oblasti poškození kabelu bude zvukový signál z jiskrového výboje (cvaknutí) maximální.
Při pokládání kabelových vedení v tunelech nebo na žlabech není tato metoda vhodná pro určení místa poškození.
Metoda smyčky (metoda smyčky)
Metodu hledání smyčky (obr. 1c) lze použít, když nedojde k přerušení kabelového vedení, ale je poškozena pouze izolace žil. V tomto případě je nutné, aby alespoň jedno jádro mělo dobrou izolaci a přechodový odpor v místě poškození nebyl větší než 5 kOhm. Pro určení místa poškození izolace je jeden konec poškozeného jádra připojen k poškozenému a z druhého konce kabelu je k nim připojen měřicí můstek s galvanometrem, který tvoří jakousi „smyčku“. Obvod je napájen baterií.
Místo poškození izolace se vypočítá podle vzorce:
kde lx — vzdálenost od místa napojení měřícího mostu k místu poškození v metrech, L — délka kabelového vedení v metrech, R1 a R.2 — odpor ramen měřicího můstku, Ohm.
Pokud se při prohození konců vodičů, kterými je galvanometr připojen k vodičům, šipka na zařízení odchyluje v opačném směru, znamená to, že místo poškození izolace se nachází na samém začátku kabelového vedení na straně měření.
Kapacitní metoda
Kapacitní metoda vyhledávání (obr. 1d) se používá v případech, kdy dojde k přetržení žil kabelu ve spojkách. Podstata metody spočívá v měření kapacity jader a výpočtu vzdálenosti lx od bodu měření k místu poškození pomocí vzorce:
kde C1 a C2 je kapacita drátu s přerušením, měřená z různých konců, a L je délka kabelu.
Pokud je poškozené jádro na jednom konci pevně uzemněno, výpočet se provede pomocí vzorce:
kde C je kapacita nepoškozeného jádra.
V případě, že kapacitu poškozeného jádra lze měřit pouze z jednoho konce a všechna nepoškozená jádra jsou pevně uzemněna, použije se pro výpočty následující vzorec:
kde C – specifická kapacita jádra, převzatá z tabulky charakteristik kabelu pro daný kabel.
V případě čistého přerušení vodiče se pro měření používají stejnosměrné můstky. Pokud je při čistém přerušení přechodový odpor 5 kOhm nebo vyšší, pak se použijí střídavé můstky.
Pulzní metoda (reflektometrie)
Metoda pulsního vyhledávání (reflektometrie) umožňuje určit nejen místo, ale i charakter poškození kabelového vedení (přerušení nebo zkrat vodiče – obr. 2). Pomocí pulzního měřiče (IKL-4, IKL-5, R5-1A atd.) se měří časový interval tx (v μs) od okamžiku pulsu do okamžiku jeho odrazu. Vzdálenost od místa měření k místu poškození se vypočítá podle vzorce:
kde n je počet značek na stupnici na obrazovce pulzního měřiče,
v je rychlost šíření elektronového pulsu po kabelu (předpokládá se 160 m/s).
Metoda není vhodná pro určení místa poškození izolace typu „plovoucí průraz“.
Metoda oscilačního výboje
Metoda oscilačního výboje se používá v případech, kdy není možné určit místo poškození kabelového vedení pomocí reflektometrie. Konkrétně během „plovoucího zhroucení“ v izolaci. V tomto případě je na poškozené jádro kabelu přivedeno napětí pomocí instalace kenotronu a odečty jsou prováděny pomocí zařízení typu EMKS-58. Stupnice přístrojů EMKS-58 a EMKS-58M je kalibrována v metrech.