Содержание
| Обслуживание |
|---|
| Главная |
| Городское электроснабжение |
| Схемы, чертежи и планы |
| Распределительные устройства |
| Электрооборудование РУ ГС |
| Эксплуатация и ремонт |
| Кабельные линии |
| Воздушные линии |
| Заземление электроустановок |
| Испытания и измерения |
| Переключения, ликвидация перерывов электроснабжения |
| Механизация работ |
| Техника безопасности и противопожарные мероприятия |
| Экономика производства |
| Кто он-лайн |
|---|
|
Акустическим методом определяют место повреждения кабельных линий непосредственно на трассе при пробое изоляции жилы на землю и в ряде других случаев. Этот метод основан на прослушивании с поверхности земли электрического разряда в месте повреждения кабельной линии при помощи звукового приемника с телефоном или деревянного стетоскопа. Электрический разряд создается измерительной установкой.
На рисунке выше (а) показана схема определения места повреждения кабельной линии в муфте при заплывающих пробоях. В муфте между жилой 1 и металлической оболочкой 2 кабеля происходит сильный искровой разряд, который прослушивается с поверхности земли. На том же рисунке (б) показана схема определения места повреждения капельных линий при замыкании в месте повреждения. В схему вводят разрядник Рр и конденсатор С. При такой схеме, являющейся фактически схемой генератора импульсов, в месте повреждения создается искровой разряд, который прослушивается с поверхности земли. Чтобы обеспечить выделение максимальной энергии в искровом разряде в месте повреждения кабельной линии, емкость конденсатора С должна быть большой, а напряжение заряда конденсатора вызывать искровой разряд в поврежденном месте. Однако чрезмерно большое повышение напряжения заряда конденсатора может вызвать при разряде повреждение изоляции в других ослабленных местах линии. Рекомендуемое напряжение заряда конденсатора не должно превышать, кВ:
20 — 25 для кабельных линий 6кВ 25 — 30 для кабельных линий 10кВ. Емкость применяемых высоковольтных конденсаторов колеблется от 0,5 до 2 мкФ и более. Вместо конденсаторов может быть использована емкость неповрежденных жил кабеля (смотри рисунок, в). При этом методе определения места повреждения генератор импульсов присоединяют к поврежденной кабельной линии и на поврежденную жилу подают импульсы с периодичностью один импульс в секунду. Оператор, проходя по трассе кабельной линии, в зоне повреждения ставит приемник звуков на землю и через телефон прослушивает разряды. Над местом повреждения кабельной линии слышимость искровых разрядов наибольшая. Место повреждения линий, проложенных открыто (в коллекторах) или раскопанных, определять акустическим методом не следует, так как возможны ошибки из-за распространения звуковых колебаний по металлическим оболочкам кабеля на значительные расстояния. Определение мест повреждений кабельных линийАкустический методАкустический метод практически универсален и во многих кабельных сетях является основным методом. Им можно определять повреждения различного характера: однофазные и междуфазные замыкания с различными переходными сопротивлениями, обрывы одной, двух или всех жил. В отдельных случаях возможно определение нескольких повреждений на одной кабельной линии. Метод применяется для определения мест повреждения в силовых кабельных линиях, носящих характер «заплывающего» пробоя, а так же может быть применен при замыканиях с переходным сопротивлением, обеспечивающим устойчивые искровые разряды, и при обрыве жил кабеля. Сущность метода заключается в создании в месте повреждения мощных электрических разрядов и фиксации на поверхности земли звуковых колебаний с помощью чувствительных приемных устройств. Для создания мощных разрядов в месте повреждения электрическая энергия предварительно накапливается в высоковольтных конденсаторах или в емкости самого кабеля путем заряда от выпрямительной установки. Запасенная энергия пропорциональна емкости <С>и квадрату напряжения .
При достижении напряжения пробоя эта энергия расходуется за очень короткое время (десятки микросекунд) и в месте повреждения происходит мощный удар. Звук от этого удара распространяется в окружающей среде и может быть прослушан на поверхности земли. Обычно периодичность разрядов составляет 2-3 секунды. В зависимости от характера повреждения кабеля собирают соответствующую схему измерения.
Рисунок. Схема определения места повреждения при замыкании между жилой и заземленной оболочкой (землей): 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения. Напряжение пробоя искрового промежутка не должно превышать 70% испытательного напряжения для кабеля данного типа. Практически для силовых кабелей с рабочим напряжением до 1, 6, 10 и 35 кВ напряжение импульсов не должно превышать 8, 25, 30 и 40 кВ соответственно.
Рисунок. Схема определения места повреждения при замыкании между жилой и заземленной оболочкой (землей) при использовании в качестве зарядной емкости жил кабеля: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения. При повреждениях с заплывающим пробоем и обрывах жил напряжение на кабель подается непосредственно от выпрямительной установки, при этом напряжение пробоя в месте повреждения может быть доведено до испытательного.
Рисунок. Схема определения места повреждения при заплывающем пробое: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения.
Рисунок. Схема определения места повреждения при обрыве жил кабеля: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения. Практически возникновение устойчивого искрового разряда в месте повреждения обеспечивается при значении переходного сопротивления 40 Ом и более. При меньших значениях переходного сопротивления и металлических замыканиях на оболочку акустический метод не может быть применен. В этих случаях проводящий мостик в месте повреждения разрушают пропусканием больших разрядных токов. В настоящее время для создания в месте повреждения кабеля искровых разрядов применяют генераторы акустических ударных волн. Генератор имеет конденсаторы, которые заряжаются и затем разряжаются в дефектный кабель через рабочий искровой промежуток.
Рисунок. Генератор акустических ударных волн Место повреждения кабеля определяется по максимальной слышимости звука разрядов. Обычно зона слышимости на поверхности земли колеблется от 2 до 15 метров в зависимости от свойств грунта. Наибольшую зону слышимости обеспечивают плотные и однородные грунты, наименьшую зону – рыхлые грунты, шлак, строительный мусор.
В случае, если зона повреждения располагается на расстоянии 10-50 м от оживленной автострады, то поиск повреждения рекомендуется проводить в ночное время, т. к. шум машин не позволит выделить акустический сигнал. Ниже на видео демонстрируются акустические разряды в кабелях. Применение акустического метода наиболее целесообразно для кабелей проложенных в земле и под водой. При прокладке хотя бы части кабельной трассы в кабельных каналах и коллекторах не рекомендуется использовать акустический метод из-за опасности возникновения пожара. Последнее обусловлено тем, что протекающие в момент разряда большие импульсные токи вызывают в местах соприкосновения с заземленными конструкциями и с другими кабелями искрение, что может привести к загоранию краски, покрытия кабеля и т.д.
Акустический метод поиска повреждений кабеля практически универсален. Он позволяет находить повреждения различного типа: «заплывающие» пробои, однофазные и междуфазные повреждения с различными переходными сопротивлениями, обрывы одной или нескольких жил. При этом полное замыкание с маленьким переходным сопротивлением не дает искрового разряда и не может быть определено данным методом. В ряде случаев с помощью акустического метода поиска возможно найти несколько повреждений на одной кабельной линии. Общий принципСущность акустического метода обнаружения повреждений кабельных линий видна из самого его названия. Информативным параметром является уровень кратковременного звукового сигнала – щелчка, удара, возникающего одновременно с электрическим искровым или дуговым разрядом, происходящим в месте повреждения (МП) кабеля в момент подачи на него высоковольтного импульса электрического напряжения. Для контроля и индикации сигнала используется высокочувствительный акустический датчик (микрофон), преобразующий звуковой сигнал в электрический. Датчик подключен к переносному приемно-усилительному устройству, снабженному звуковой и визуальной индикацией. Оператор, пошагово перемещая по поверхности вдоль трассы кабеля датчик, в направлении увеличения сигнала находит точку с максимальным сигналом, которая находится непосредственно над МП. Таким образом, локализуют место повреждения (рис.). Определение точного местонахождения повреждения в кабельной линии Акустический сигнал в грунтеАкустический сигнал в грунте довольно быстро затухает и область обнаружения МП акустическим методом при стандартной глубине прокладки кабеля ограничивается несколькими десятками метров. В самом лучшем случае это сотня метров. Ограничения связаны с характеристиками грунта, энергией разряда и чувствительностью применяемой аппаратуры. Виды поврежденийОчевидно, что необходимым условием для возникновения электрического пробоя является наличие достаточно большого электрического сопротивления в МП кабеля. Есть сопротивление – есть «предмет для пробоя». Нет сопротивления (короткое замыкание) – при подаче импульса напряжения будет импульс тока, но электрического разряда, а значит и акустического сигнала, не будет. Практика показывает, что сопротивление должно быть не меньше нескольких десятков Ом. Такое ограничение определяет виды повреждений, которые можно обнаруживать, используя акустический метод, т.е. область применения метода. Это утечки в изоляции, «заплывающие» пробои, однофазные и междуфазные повреждения с различными переходными сопротивлениями, обрывы одной, двух или всех жил. Схемы подключения генератора к кабелюДля создания разряда необходимо специальное оборудование. Это импульсные, т.н. ударные генераторы, способные создать мощный электрический разряд. Энергия необходимая для создания разряда накапливается в достаточно большой электрической емкости и через коммутатор или разрядник подается на кабель. Длительный опыт использования ударных генераторов показал, что в большинстве случаев достаточно энергии до 2000 Дж. Использование генераторов с энергией более 3000 Дж может быть опасным для кабеля, поскольку очень большие импульсные токи в момент разряда порождают очень сильные магнитные поля, сопровождающиеся мощными механическими воздействиями на элементы конструкции кабеля. Схема определения места повреждения зависит от вида повреждения КЛ. Если произошел «заплывающий» пробой (как правило, в муфтах), то сопротивление в месте повреждения большое — единицы и десятки мегаом. При этом с помощью генератора напряжение доводится до пробоя. При устойчивых замыканиях, имеющих переходное сопротивление в месте повреждения от единиц Ом до десятков килоом, используется генератор, разрядник и накопительная (зарядная) емкость или емкость неповрежденных жил. Через разрядник высоковольтный импульс посылается в поврежденную жилу кабеля, в месте повреждения которой происходит пробой, вызывающий акустический сигнал. Способы подключения генератора к кабелю в зависимости от вида повреждения изображены на рисунках: Схемы подключения генератора к кабелю Сочетание с индукционным методом поискаВариант акустического метода определения места повреждения кабельной линии в сочетании с индукционным методом может быть эффективным в сложных случаях, когда акустический сигнал слаб и имеет «размытую» характеристику без четкого максимума уровня. Это затрудняет локализацию МП, сильно уменьшает точность его определения. Для реализации этого метода необходимо акустический приемник дополнить электромагнитным каналом, состоящим из магнитной антенны и усилителя. Магнитное поле, возникающее при разряде, достигает магнитной антенны практически мгновенно, поскольку скорость его распространения сравнима со скоростью света (300 000км/сек). Скорость распространения звука в грунте измеряется сотнями метров в секунду. Принимая оба сигнала и измеряя время запаздывания звукового сигнала относительно магнитного можно оценить расстояние до места повреждения. При приближении к МП задержка будет уменьшаться и непосредственно над ним будет минимальна. Последовательность действий при проведении поиска такая же, как и для акустического метода, но кроме (или вместо) контроля уровня акустического сигнала, увеличивающегося с приближением к МП, контролируется величина задержки, уменьшающаяся по мере приближения к МП. Нестандартный вариант акустического методаНестандартный вариант акустического метода определения повреждений кабеля может использоваться, когда в МП сопротивление равно нулю, т.е. имеет место короткое замыкание, а использование индукционного метода невозможно. Как уже упоминалось выше, при прохождении большого тока по близко расположенным проводникам возникают мощные силы, притягивающие или отталкивающие эти проводники. Поскольку любая изоляция, разделяющая эти проводники, обладает определенной упругостью, она сжимается или растягивается (в зависимости от направления силы). Если ток носит импульсный характер механические взаимодействия между элементами конструкции кабеля – жилами, или жилой и оболочкой – тоже носят импульсный, взрывной характер. Жилы или жила-оболочка «хлещут» друг по другу. При этом возникают и звуковые щелчки – «шлепки». В отличие от «классического» случая с локальным разрядом и локальным же акустическим «щелчком» в описываемом случае звук порождается на всей протяженности кабеля, где протекает ток, т.е. до места КЗ. Это обстоятельство и позволяет локализовать МП. Если оператор слышит щелчки, он находится до МП. После прохождения МП звук постепенно уменьшается и исчезает, т. к. ток в кабеле отсутствует и соответственно отсутствует механическое взаимодействие порождающее звук. Место, где начинает уменьшаться уровень звукового сигнала и является МП. Естественно уровень акустического сигнала в рассматриваемом случае значительно меньше, чем в случае мощного разряда происходящего в МП, практически в одной точке и для успешной реализации метода требуется наличие высокочувствительного оборудования.
Хотите получать полезные методические материалы? “> |
