• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Випробування і визначення місць пошкодження кабелю

Випробування кабелів. Для виявлення ослаблених місць в ізоляції кабелю і муфт кабельні лінії перед введенням в експлуатацію, а також періодично протягом всього терміну служби повинні періодично піддаватися профілактичним випробуванням. Кабелі з ослабленою ізоляцією при цьому доводять до пробою («пропалюють»), щоб запобігти їх аварійному виходу з ладу. Дефекти, які важко або неможливо виявити, виявляються випробуванням, підвищеною напругою вирямляючого струму. Випробувальна апаратура для такого способу має порівняно невелику потужність; зазвичай використовують апарати АИИ-50 і АИИ-70 або пересувні лабораторії.

До початку випробувань проводять ретельний зовнішній огляд всіх доступних ділянок і приєднань лінії. При виявленні кінцевих муфт або закладень в явно незадовільному стані (сильно порепався або витік заливальний склад, зламані жили кабелю або сильно пошкоджена ізоляція, є сколи і тріщини в ізоляторах і тому подібне), ремонтують їх до випробувань. Потім вимірюють стале значення R_60" опори ізоляції жил кабелю мегаомметром на 2500 В. За величину опору ізоляції приймають стале значення R_60".

При випробуванні підвищену напругу прикладають по черзі до кожної жили кабелю, а дві інші жили разом з оболонкою заземляють. При цьому випадку надійно випробовується як ізоляція жив по відношенню до землі, так і міжфазна ізоляція.

Плавно збільшуючи напругу із швидкістю 1-2 кВ/с, підвищують його до величини U_вип, величина якого для кабелів з паперовою ізоляцією напругою до 10 кВ включно складає 6 Uн, а для кабелів з пластмасовою ізоляцією – 5Uн. Воно підтримується незмінним протягом всього випробування: після прокладки або монтажу -10 хв., в решті всіх випадків-5 хв. Звіт часу починається з моменту встановлення повної величини випробувальної напруги.

Якщо під час випробувань не відбулося пробою, перекриттів по поверхні кінцевих муфт, зростання струму витоку (особливо в останню хвилину) або різких кидків струму, то кабель вважається за той, що витримав випробування. При помітному наростанні струму витоку тривалість випробування збільшують до 10-20 мін, а при подальшому збільшенні випробування ведуть до пробою («пропалювання») кабелю.

Необхідна точність вимірювань забезпечується пульсацією випрямленої напруги в межах 3-5 % від номінального. Щоб уникнути неприпустимих погрішностей вимірювання із-за підвищеної пульсації, у випробувальний ланцюг вводять додатковий баластний конденсатор. Це дозволяє одночасно усунути погрішність вимірювання струму витоку, пов'язану з неповним випрямлянням.

Окрім пульсації на точність вимірювань впливає температура кабелю, яка враховується введенням коефіцієнта /:. Залежність цього коефіцієнта від температури кабелю показана на мал. 5.51.

Рисунок 5.51. Орієнтирочна залежність поправочного коефіцієнту к від температури кабелю.

Випробування кабелю підвищеною напругою рекомендується проводити при температурі 5-30 °С. Щоб виключити вплив нагріву кабелю від струмів навантаження, його слід випробовувати не раніше, чим через 15 мін після відключення. При порівнянні величини струмів витоку, зміряних в різний час, їх проводять до однієї і тієї ж температури. В окремих випадках для усунення погрішностей, пов'язаних з наявністю паразитних струмів, застосовують екрановані кабелі і спеціальні схеми вимірювань. Якщо при випробуваннях після монтажу струми витоку мають стабільне значення вище 300 мкА для ліній до 10 кВ, то КЛ приймають в експлуатацію, але термін подальшого профілактичного випробування зменшують.

Поштовхи струму, що з'явилися під час випробування, указують на пошкодження кабелю. В цьому випадку випробування припиняють і визначають характер і місце пошкодження кабелю.

До і після випробувань підвищеною напругою опір ізоляції перевіряють мегаомметром на 2500 В; у обох випадках його свідчення мають бути однаковими.

Ізоляцію кабелів напругою до 1000 В після дрібних ремонтів, не пов'язаних з перемонтажем кабелю, можна перевіряти тільки мегаомметром, обов'язково розряджаючи кабель після вимірювання.

Визначення місця пошкодження КЛ починають з відключення і від'єднання кінців кабелю з обох боків. Потім визначають характер пошкодження, вимірюючи мегаомметром опір ізоляції кожної струмоведучої жили щодо землі і між всіма жилами кабелю. Крім того, визначають відсутність обриву струмоведучих жил.

Якщо за допомогою мегаомметра не вдасться виявити пошкодження ізоляції, то характер пошкодження визначають додатковим почерговим випробуванням ізоляції струмоведучих жил між собою і по відношенню до оболонки високою напругою випрямленого струму. Можливі наступні варіанти:

пошкодження ізоляції із замиканням однієї фази на землю;

пошкодження ізоляції із замиканням два або трьох фаз на землю або два або трьох фаз між собою;

обрив одній, два або трьох фаз (із заземленням або без заземлення фаз);

запливаючий пробій ізоляції;

складні, такі, що є комбінаціями з різних пошкоджень

Рисунок 5.52. Вимірювання відстані до місця пошкодження кабеля за допомогою приладу ІКЛ.

Після з'ясування характеру пошкодження КЛ вибирають метод, найбільш відповідний для визначення місця пошкодження в даному конкретному випадку. Насамперед рекомендується визначити зону, у межах якої розташовано пошкодження. Дня цього використовують імпульсний і ємкісний методи, а також метод коливального розряду і петлі. Потім точне місце пошкодження виявляють безпосередньо на кабельній трасі індукційним або акустичним методом. Іноді можна достатньо точно визначити місце пошкодження одним методом (наприклад, петлевим), в більшості ж випадків доводиться використовувати два, а іноді і декілька методів.

Імпульсний метод заснований на вимірюванні часу пробігу зондуючого імпульсу, що посилається в пошкоджену лінію, від місця вимірювання (з кінця кабелю) до місця пошкодження (де імпульс відбивається) і назад. На екрані осцилографа одночасно із зображенням що зондує 1 (мал. 5.52) і відбитого 2 імпульсів проектується зображення масштабних міток 3, що дозволяють вести відлік безпосередньо в метрах, виходячи з умови, що швидкість розповсюдження електромагнітних коливань в силових кабелях складає v = 160±3 м/мкс.

Відстань до місця пошкодження lх (між крапками а, б на екрані) пропорційно зміряному часу пробігу визначається по формулі

l_x = vt/2 = 80vt,

де t- час пробігу зондуючого імпульсу до місця пошкодження і назад.

Метод непридатний при перехідних опорах в місці пошкодження більше 100 Ом.

Вимірювання проводять приладами типу ІКЛ-4, ІКЛ-5 або Р5-1 А. Подача імпульсу в лінію відбувається з частотою 2,5 кГц, причому розгортка за часом йде з тією ж частотою, завдяки чому крива на екрані виглядає нерухомо.

Погрішності, що виникають при вимірюванні, пов'язані з визначенням швидкості розповсюдження імпульсів. Знаючи точну довжину КЛ, можна визначити швидкість розповсюдження імпульсів по здоровій жилі. Щоб отримати відбитий імпульс 2 по величині більший, ніж інші імпульси 4, що виникають із-за неоднорідності хвилевого опору уздовж лінії, потрібний, щоб перехідний опір в місці пошкодження ізоляції був, як сказано вище, не більше 100 Ом. Цього добиваються попереднім пропалюванням пошкодженої ізоляції.

Метод коливального розряду заснований на вимірюванні періоду власних електричних коливань в кабелі, що виникають в нім у момент пробою (розряду в пошкодженому місці). Його застосовують для визначення місця пошкодження при запливаючому пробої і у всіх випадках, коли в місці пошкодження з'являються електричні розряди. Для вимірювання на пошкоджену жилу кабелю подають напругу Uпроб від випрямної установки. Відстань до місця пошкодження 1х пропорційно періоду власних коливань Т, який відповідає часу чотирикратного пробігу хвилі до місця пошкодження:

l_x = Tv/4 = 40T

де v – швидкість розповсюдження хвилі коливань (для кабелів 6-10 кВ з паперовою ізоляцією v = 160 м/с).

Метод петлі використовують в тих випадках, коли на випробовуваному кабелі є хоч би одна непошкоджена жила, а величина перехідного опору пошкодженою - не більше 5000 Ом. Для вимірювань використовують міст. Можливо також застосування високовольтного вимірювального моста реохордного типу при великому, але стійкому перехідному опорі.

Методом петлі надійно визначають однофазні і двофазні замикання стійкого характеру. Трифазні замикання можуть бути визначені за наявності додаткової жили, для чого уздовж траси прокладають допоміжний кабель або дріт.

Для визначення місця пошкодження кабелю при однофазному замиканні (мал. 5.53, а) пошкоджену 1 і здорову 2 жили сполучають накоротко перемичкою 3 на протилежному (від підключення вимірювальної схеми) кінці схеми, утворюючи петлю. Щоб зменшити перехідний опір, з'єднання жил виконують безпосередньо під болт або спеціальними затисками, а при великих перетинах жив перемичкою перетином не менше 50 мм. З іншого боку до кінців жил під'єднують додаткові (регульовані) резистори RR1 і RR2 які разом з петлею створюють схему моста. При рівновазі моста відстань до місця пошкодження знаходять з виразу

l_x = 2L, м

де L - повнадовжина КЛ, м;

r₁ і r₂ - опори резисторів RR1 і RR.2, приєднаних відповідно до пошкодженої і здорової жил.

Рисунок 5.53. Схема визначення місця пошкодження кабелю петлевим методом при однофазному КЗ ( а ) і за допомогою моста при двафазному КЗ ( б ).

Для лінії, що складається з кабелів різних перетинів, довжину приводять до одного еквівалентного перетину. Для зменшення погрішності вимірювань необхідно підвищити щільність і надійність контактів в місці приєднання до вимірювального моста і зменшити вплив сполучних проводів. Місце пошкодження трифазного кабелю при двофазному замиканні (точка «К», мал. 5.53, 6) визначають також за допомогою моста. Під час вимірювання затиски моста, до яких зазвичай підключають випробовуваний опір, залишаються вільними, а плече RRЗ не використовується. Плечима моста служать резистори RR2, RR4 і ділянки кабелю від точки «а» до точки «К» - місця пошкодження і від точки «/с»до точки «6». Третю жилу кабелю (середню) використовують як провідник для приєднання гальванометра до точки «К», що є вузлом моста. При рівновазі моста відстань до місця пошкодження

l_x = 2L,

де r₂ і r₄ - опір резисторів RR2 і RR4 відповідно, Ом.

Одним з сучасних приладів, що використовують нові методи вимірювання з програмним забезпеченням і блоками пам'яті для прискорення і спрощення визначення місць пошкоджень кабелів з великим перехідним опором (до 10 Мом), є повністю автоматизований вимірювальний міст ВАКТЕС 10Т. Вибір різних режимів вимірювань проводиться на нім за допомогою меню користувача, в режимі самодіагностики прилад видає інформацію про погані контакти вимірювальних проводів або клем. Після введення всіх необхідних параметрів прилад автоматично видає результат в метрах.

Рисунок 5.54. Схеми визначення пошкодження кабеля ємнісним методом на постійному ( а ) і зміінному струмі ( б ).

Ємкісний метод заснований на порівнянні ємкостей обірваною і цілою (непошкодженою) жил кабелів; його застосовують для визначення місць пошкодження з обривом одній або два жив з глухим заземленням їх кінців, обривом одній або декілька жив з перехідним опором на землю не менше 5000 Ом або просто обриву жив.

Ємкісний метод менш точний, чим імпульсний, тому його застосовують тільки у разі відсутності приладів для вимірювання імпульсним методом.

Залежно від характеру пошкодження ємкість вимірюють на постійному (при обриві без заземлення) або на змінному (обрив із заземленням) струмі.

Ємкість кабелю на постійному струмі вимірюють балістичним гальванометром (мал. 5.54, а). Жилу кабелю 4, що має обрив, підключають до перемикача S1, а еталонний конденсатор С_ет - до перемикачу S2. Для вимірювання ємкості Сх обірваної жили шунтом RR встановлюють найменшу чутливість гальванометра рA. Ключ S2 ставлять положення 7 (вположеніє2ключ повертається пружиною), тоді зарядний струм від батареї ОВ в жилу кабелю пройде через гальванометр рA і відхилить його стрілку на якийсь кут α_x. Міняючи положення шунта, збільшують чутливість гальванометра і знаходять найбільше допустиме відхилення стрілки для даної ємкості. Щоб підвищити точність вимірювання, жилу включають на заряд кілька разів (3-4 рази) і знаходять середнє значення відхилення стрілки гальванометра α_xcp. Далі при цьому ж положенні шунта гальванометра і напруги батареї натискають ключ S1 еталонного конденсатора і спостерігають відхилення стрілки гальванометра α_ет, відповідне заряду відомої нам ємкості Сет і обчислюють Сх по формулі

C_x =

Таким же чином визначають і ємкість здорової жили:

C =

де a_ср - середнє (від декількох вимірів) відхилення гальванометра при вимірюванні ємкості здорової жили.

За даними вимірювань знаходять відстань до місця пошкодження кабелю:

l_x = L= L ,км. (якщо відома його довжина L) і

l_x = C_x / c₀ , км. (якщо його довжина невідома)

де с₀ - питома ємкість однієї жили для даних напруги і перетину кабелю при заземлених два інших жилах (за заводськими або паспортними даними).

Для вимірювання ємкостей на змінному струмі використовують схему, приведену на мал. 5.54, б. Джерелом живлення є ламповий генератор з частотою 800-1000 Гц, який включають в діагональ моста 1-3, одночасно в діагональ 2-4 включають телефонну трубку Т. Пошкоджену жилу включають в плече моста 2-3 (вона є ємкістю Сх) і заземляють її через резистор RЗ. Плечі моста 1-2 і 1-4 мають бути рівними, а в плече 3-4 паралельно підключають магазини опорів R (0-10000 Ом) і ємностей C(0,001-2,0 мкф) і підбирають в них такі значення Rет і Сет щоб в діагоналі моста 2-4 не було струму, тобто зрівнюють плечі моста. Це підтверджується відсутністю звучання в телефонній трубці. Тоді Сет= Сх, а Rет = R₃ Формули для розрахунку відстані до місця пошкодження приведені вище.

Індукційний метод заснований на принципі прослуховування з поверхні землі за допомогою телефонних трубок звуку, що породжується магнітним полем, яке створюється в результаті проходження по жилах кабелю струму звукової частоти від генератора О.

Слідуючи по трасі КЛ з трассоїськателем, уловлюють створювані кабелем електромагнітні коливання до тих пір, поки не досягнуть місця пошкодження «К» (мал. 5.55), за яким чутність різко знижується і пропадають її періодичні посилення, пов'язані з кроком скручування жил кабелю (1-1,5 м), причому збільшення кроку скручування підвищує чутність, тому кабелі великих перетинів, що мають збільшений крок скручування, прослуховуються краще, ніж малих.

Індукційний метод дає великі можливості у визначенні траси кабелю, глибини його залягання, місць знаходження муфт і відшуканні кабелю в пучку працюючих кабелів.

Щоб визначити трасу КЛ, одне виведення генератора приєднують до здорової жили, а інший - до заземленої оболонки кабелю. Протилежний кінець здорової жили також заземляють. Величину струму встановлюють в межах 0,5-20 А залежно від глибини прокладки і наявності перешкод. Для визначення траси КЛ при значних перешкодах посилають в лінію серії імпульсів струму, що дозволяє виділити сигнал при прослуховуванні.

Акустичним методом можна визначити пошкодження різного характеру: однофазні і міжфазні замикання з різними перехідними опорами, обрив одній, два або всіх жил. В окремих випадках можна виявити декілька пошкоджень на одній КЛ. Метод непридатний при металевому з'єднанні жили з оболонкою і відсутності іскрових розрядів в місці пошкодження. Суть методу полягає в прослуховуванні над місцем пошкодження звукових ударів, викликаних іскровим розрядом в каналі пошкодження.

Застосування імпульсного, індукційного або акустичного методів відшукання пошкоджень вимагає значного зниження перехідного опору в місці пропалювання до 10-100 Ом. Це досягається шляхом пропалювання ізоляції в пошкодженому місці спеціальними установками. Ефективне пропалення спостерігається до тих пір, поки опір в місці пошкодження має той же порядок величини, що і внутрішній опір установки марнотратника, тому найбільш доцільним методом пропалювання є «ступінчастий спосіб». Суть його

полягає в зміні джерел живлення у міру зниження напруги пробою і опору в місці пошкодження, для чого застосовують комбіновані установки: спочатку кенотронну з великою напругою (до 50-60 кВ) і малим струмом (до 0,3 А); потім - газотронну, а на завершальній стадії-трехфазний трансформатор, регулюючи його роботу дросельними котушками, підключеними в первинний ланцюг, або звичайним силовим трансформатором. Доведенням струму пропалювання до 3-4 А можна знизити перехідний опір до необхідних меж. При використанні пересувної лабораторії ЛІК-ЮМ допалювання можна здійснювати високочастотним генератором 48ГПС2.

Рисунок 5.55. Схема включення генератора звукової частоти для визначення місця замикання між жилами кабелю ( а ) і крива звучання по трасі ( б ).

Для пропалювання кабелів можна застосовувати також резонансний метод. Для цього паралельно пропалюваному кабелю, що володіє ємкістю Ск, підключають високовольтну котушку 1,2, яка при налаштуванні утворює з кабелем резонансний контур 50 Гц. Коливання в цьому контурі збуджуються завдяки зв'язку з іншою котушкою L₂, одержуючою живлення від мережі НН. У резонансному контурі може розвиватися імпульсна реактивна потужність до декількох сотень Кв∙а, тоді як з мережі НН споживається потужність близько декількох кіловат, що йде на покриття втрат. Установка марнотратника виходить легкою і портативною.

При вологій ізоляції процес пропалювання кабелю проходить спокійно, але перехідний опір зазвичай не вдається понизити менше 1000 Ом. Застосування могутніх установок марнотратників також не дає ефекту (характерна величина перехідного опору вологій кабельній ізоляції в місці пошкодження 1000-5000 Ом). У таких випадках для визначення місця пошкодження рекомендується використовувати метод петлі.

При пропалюванні місць пошкоджень на КЛ можливі пробої і займання кабельних кінцевих муфт на протилежній стороні лінії, тому під час робіт необхідно виставляти у кінцевих муфт того, що спостерігає.

У сучасних умовах для пошуку місць пошкоджень КЛ зазвичай використовують спеціальні пересувні електротехнічні лабораторії, призначені для проведення профілактичних випробувань електроустаткування до 35 кВ, а також для визначення дефектів силових кабелів напругою до 10 кв. Весь необхідний комплект устаткування такої лабораторії змонтований в кузові автомобіля і конструктивно роздільний на два відсіки: оператора і високовольтного устаткування. У відсіку оператора розташована приладова стійка з мережевим пультом управління, за допомогою якого можна підключати до вихідного вимірювальному кабелю окремі системи, не виходячи з відсіку. При цьому невживані фази вихідного кабелю, а також системи приладів автоматично заземляються і блокуються один від одного. Крім того, у відсіку оператора розташована шафа з ящиками для малогабаритних приладів і документація, шафа для робочого одягу, стілець з кріпленням для транспортування і столик, що обертається. У відсіку високовольтного устаткування розташовані: модуль кабельних барабанів, високовольтний блок випробувальної установки, пристрій розрядки і заземлення, пристрій стабілізації електричної дуги і ін.

Лабораторія забезпечена примусовим захистом від поразки персоналу електричним струмом при торканні. Незаземлена частина корпусу (відсік оператора) відокремлена від небезпечної високовольтної зони жорсткою прозорою перегородкою і додатковою ізоляцією. Включення установки можливе лише після закриття задніх дверей лабораторії. Відключення захисту викликає автоматичне відключення всього високовольтного устаткування, а також його розрядку. Додатково під час роботи контролюється потенціал автомобіля щодо землі і значення опору заземлення.

Читайте також:

1. I визначення впливу окремих факторів
2. II. Визначення мети запровадження конкретної ВЕЗ з ураху­ванням її виду.
3. II. Мотивація навчальної діяльності. Визначення теми і мети уроку
4. Ocнoвнi визначення здоров'я
5. VII. Прибирання робочих місць учнями (по завершенню роботи) і приміщення майстерні черговими.
6. Алгебраїчний спосіб визначення точки беззбитковості
7. Аналіз вузьких місць у мережі
8. Аналіз службового призначення деталей та конструктивних елементів обладнання харчових виробництві, визначення технічних вимог і норм точності при їх виготовленні
9. Аналіз стратегічних альтернатив та визначення оптимальної стратегії формування фінансових ресурсів
10. Аналіз ступеня вільності механізму. Наведемо визначення механізму, враховуючи нові поняття.
11. Атестація робочих місць
12. Атестація робочих місць з шкідливими і небезпечними умовами праці.

Переглядів: 6365