Metody pro určení místa poškození kabelových vedení

Povaha poškození se určuje pomocí megaohmmetru. Za tímto účelem zkontrolujte na obou koncích vedení:

• izolační odpor každá žíla kabel vzhledem k zemi (fázová izolace),
• izolační odpor žil vůči sobě navzájem (lineární izolace);
• celistvost vodičů s proudem.

V mnoha případech je pro určení místa poruchy kabelu nutné, aby odpor v místě poruchy mezi žilami nebo mezi jádrem a pláštěm byl co nejnižší. Snížení tohoto přechodového odporu na požadovanou mez se dosáhne spálením izolace. kenotron, vysokofrekvenční generátor, transformátor. Proces hoření probíhá různě v závislosti na povaze poškození a stavu kabelu. Obvykle po 15-20 sekundách odpor klesne na několik desítek ohmů. U vlhké izolace proces trvá déle a odpor lze snížit pouze na 2000 – 3000 ohmů. Proces hoření ve spojkách trvá dlouho, někdy i několik hodin, a odpor se prudce mění, někdy klesá a pak opět roste, dokud se proces neustálí a odpor nezačne klesat.

Při poškození kabelového vedení se nejprve určí zóna poškození (relativní metody) a poté se místo poškození specifikuje přímo na trase pomocí různých metod (absolutních nebo kartografických). Pro přesnější určení zóny poškození je vhodné provést několik metod z jednoho konce kabelového vedení; pokud to není možné, přesnějšího výsledku se dosáhne měřením z obou konců kabelu jednou metodou.

Pro určení zóny poškození se používají následující základní metody:

Pulzní metoda

Tato metoda se používá k určení zóny poškození kabelu ve všech případech s výjimkou plovoucího průrazu s přechodovým odporem až 150 Ohmů.

Metoda je založena na měření časového intervalu mezi okamžikem aplikace sondážního střídavého impulzu a přijetím odraženého impulzu z místa poruchy. Rychlost šíření impulzu ve vysokonapěťových a nízkonapěťových kabelových vedeních je konstantní a rovná 160 m/μs. Vzdálenost k místu poruchy je proto určena dobou šíření impulzu k místu poruchy a zpět.

Lx = Nx x V/2 = 80 Tx

Měření se provádějí pomocí přístrojů IKL (IKL-4, IKL-5, P5-5, P5-1A). Na stínítku katodové trubice přístroje je čára stupnic a čára pulzů. Tvar odraženého pulzu lze použít k posouzení povahy poškození. Odražený pulz má zápornou hodnotu pro zkraty a kladnou hodnotu pro přerušení vodiče.

Metoda oscilačního výboje

Tato metoda se používá pro plovoucí průrazy kabelů. Pro měření se na poškozené jádro přivádí napětí z kenotronové testovací jednotky, které plynule stoupá k průraznému napětí. V okamžiku průrazu dochází v kabelu k oscilačnímu výboji. Perioda kmitání určuje vzdálenost k místu poškození, protože rychlost elektromagnetické vlny se v kabelu šíří konstantní rychlostí. Měření se provádí elektronickými mikrosekundovými hodinkami EMKS-58, jejichž stupnice je odstupňována v kilometrech.

Metoda smyčky

Tato metoda je založena na měření odporů pomocí stejnosměrného můstku. Metodu lze použít, pokud je poškozeno jedno nebo dvě žíly kabelu a jedno je zdravé. Pokud jsou poškozena tři žíly, lze použít žílu z blízkého kabelu. Za tímto účelem se poškozená žíla zkratuje s neporušenou na jedné straně kabelu, čímž se vytvoří smyčka. Na opačné konce žil se připojí nastavitelné můstkové odpory.

Most bude v rovnováze za podmínky:

R1 / R2 = Lx / L + (L – Lx)

Protože odpor vodiče je přímo úměrný jeho délce, pak

Lx = 2L × R1 /(R1 + R2),

kde R1 a R2 jsou nastavitelné odpory můstku (Ohm);

L – délka trasy;

Lx – vzdálenost k místu poškození (m).

Nevýhody této metody zahrnují vysoké časové náklady na měření, nižší přesnost měření a nutnost instalace zkratů. Proto je metoda smyčky nyní nahrazována pulzní metodou a metodou oscilačního výboje.

Kapacitní metoda

Tato metoda se používá k určení vzdálenosti od konce vedení k bodu zlomu jedné nebo více žil kabelového vedení měřením kapacity kabelu. Metoda je založena na měření kapacity zlomeného jádra pomocí střídavého nebo stejnosměrného můstku, protože kapacita kabelu závisí na jeho délce.

Pokud se jádro kabelu přetrhne bez uzemnění, měří se kapacita přerušeného jádra z obou konců. Délka kabelu se úměrně dělí naměřenými kapacitami. С1 и С2 máme

C1 / Lx = C2 / L – Lx,

kde Lx – vzdálenost k útesu;

L – celková délka linky.

Lx = D x C1 / (C1 + C2)

Po identifikaci poškozené zóny je na místo vyslán operátor, aby určil místo poškození. K tomu se používá akustická, indukční nebo stropní metoda.

Akustická metoda

Podstata akustické metody spočívá ve vytvoření jiskrového výboje v místě poškození a poslechu zvukových vibrací způsobených tímto výbojem na trase, vznikajících nad místem poškození. Tato metoda se používá k detekci všech typů poškození na trase za předpokladu, že v místě poškození lze vytvořit elektrický výboj. Aby došlo ke stabilnímu jiskrovému výboji, musí hodnota přechodového odporu v místě poškození překročit 40 Ohmů.

Slyšitelnost zvuku ze země závisí na hloubce kabelu, hustotě půdy, typu poškození kabelu a síle výbojového impulsu. Hloubka poslechu se pohybuje od 1 do 5 m. Použití této metody na otevřeně uložených kabelech, kabelech v kanálech, tunelech se nedoporučuje, protože v důsledku dobrého šíření zvuku podél kovového pláště kabelu může dojít k velké chybě při určování místa poškození.

Vzhledem k tomu, generátor impulsů Používá se kenotron s dodatečným zapojením vysokonapěťových kondenzátorů a kulového svodiče do obvodu. Místo kondenzátorů lze použít kapacitu nepoškozených kabelových jader. Jako akustické senzory se používají piezoelektrické nebo elektromagnetické systémové senzory, které převádějí mechanické vibrace půdy na elektrické signály, které jsou přiváděny na vstup audiofrekvenčního zesilovače. Signál je největší nad poškozenou oblastí.

Indukční metoda

Tato metoda se používá k přímé lokalizaci míst poškození na kabelové trase, když je izolace mezi žilami porušena nebo na zemi, nebo když je izolace mezi žilami porušena nebo na zemi, k určení trasy a hloubky kabelu a k určení umístění spojů.

Podstata metody spočívá v zaznamenání z povrchu Země pomocí přijímacího rámu charakteru změny elektromagnetického pole nad kabelem při průchodu proudu audio frekvence (800 – 1200 Hz) od zlomků ampéru do 20 A, v závislosti na přítomnosti rušení a hloubce kabelu. Elektromagnetické pole indukované v rámu závisí na rozložení proudu v kabelu a vzájemném prostorovém uspořádání rámu a kabelu. Znalost povahy změny pole umožňuje při vhodné orientaci rámu určit trasu a místo poškození kabelu. Přesnější výsledky se dosahují při průchodu proudu obvodem „jádro – jádro“; k tomu se jednofázové zkraty převádějí na dvou- a třífázové spálením nebo se vytvoří umělý obvod „jádro – plášť kabelu“, který se uzemní na obou stranách a generátor se připojí k jádru a plášti kabelu.

Siločiary proudového pole „jádro – zem“ jsou soustředné kružnice, jejichž středem je osa kabelu (po průchodu jediného proudu).

Při použití obvodu jádro-jádro vytváří proud protékající přímým a zpětným vodičem dvě soustředná magnetická pole působící v opačných směrech (pole proudového páru). Pokud jsou jádra uspořádána v horizontální rovině, je výsledné pole na zemském povrchu největší, a pokud jsou jádra uspořádána ve vertikální rovině, je nejmenší. Protože kabely mají kroucená jádra, bude v rámu umístěném svisle indukováno elektromotorické pole, které se bude pohybovat podél kabelových tras, a to od minima při vertikálním uspořádání jádra k maximu při horizontálním uspořádání jádra.

Při hledání poruchy je nutné pamatovat na to, že signál se zeslabuje ve vzdálenosti maximálně půl kroku za poruchou. Touto metodou se určí trasa kabelu, umístění spojovacích objímek zesílením zvuku v telefonu v důsledku zvětšené vzdálenosti mezi žilami, ochranná kovová trubka prudkým poklesem hladiny zvuku, protože trubka je stíněním, a hloubka kabelu. Pro určení hloubky kabelu se nejprve nalezne čára trasy kabelu a nakreslí se čára. Poté se osa rámu umístí pod úhlem 45 stupňů ke svislé rovině procházející osou kabelu, dokud v rámu nebude indukované elektromagnetické pole. Vzdálenost od tohoto místa k trase označené čarou se rovná hloubce kabelu.

Metoda překryvného rámu

Tato metoda se používá k přímé detekci polohy poruchy kabelu. Metoda je vhodná pro otevřené pokládání kabelů; při pokládání v podzemí je nutné v zóně poruchy otevřít několik jam. Metoda je založena na stejném principu jako indukční metoda. Generátor je připojen k jádru a plášti nebo mezi dvě jádra. Na kabel je umístěn rám a otočen kolem osy. Před poruchou budou slyšet dvě maxima a dvě minima signálu z pole dvojice proudů. Za poruchou, při otáčení rámu, bude slyšet monotónní signál způsobený magnetickým polem jednoho proudu.