Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях icon

Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях




НазваХарківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях
Сторінка4/6
Дата07.06.2012
Розмір1.06 Mb.
ТипДокументи
1   2   3   4   5   6
^

Оцінити отримані результати можна з рівності


.

Похибка вимірів обчислюється за формулою

100%. (5.7)

Схему вимірів відстані до місця пошкодження кабеля методом петлі Варлея наведено на рис.5.4 1

2

4

Lx Ly

3

Rп









Рис.5.4 - Схема вимірювань для визначення відстані до місця пошкодження ізоляції кабеля методом петлі Варлея:

1,2,3 - жили кабеля, 4 - перемичка

Результати вимірів визначають за формулою

(5.8)

де r - опір двох жил кабеля, Ом;

R - опір плеча порівняння;

n - множник, установлений на декаді моста.

Відстань до місця пошкодження кабеля знаходимо з виразу

, (5.9)

де F – переріз струмопровідної жили,мм2,

- питомий опір матеріалу жил кабеля, Ом мм2/км.

Виміри також слід робити з обох кінців кабельної лінії, змінюючи місце встановлення перемички.

Ємнісній метод застосовують для визначення відстані до місця обриву жил. Полягає він у вимірі ємностей жил кабеля по відношенню однієї до іншої або стосовно землі за допомогою мостових схем. Схема ємнісного моста наведена на рис.5.5.

P



R M L


CН



Lx



Рис. 5.5 - Схема вимірювань для визначення відстані до місця пошкодження ізоляції кабеля ємнісним методом

З умови рівноваги моста виходить

, (5.10)

де М и R - регульовані опори,

Сх – обумовлена ємність кабельної лінії, мкф,

Сн – еталонний конденсатор, мкф.

Оскільки ємність жили пропорційна її довжині, досить порівняти ємність обірваної жили з ємністю справної. На підставі результатів вимірів ємності справної жили Су і ємності пошкодженої жили Сх можна визначити довжину ділянки кабеля:

, км . (5.11)

Можливі види обриву жили кабеля показані на рис.5.6.



Рис. 5.6 - Види обриву жили кабеля

Відстань до місця обриву визначається за формулами:

- при обриві жили без її заземлення (рис.5.6,а)

; (5.12)

-при обриві жили і її заземленні з одного кінця (рис.5.6,б)

; (5.13)

- при обриві й заземленні всіх жил кабеля з одного кінця (рис.5.6,в)

, (5.14)

де С - ємність цілої жили кабеля;

С1 - ємність обірваної жили кабеля з одного кінця;

С2 - ємність обірваної жили кабеля з іншого кінця;

С0 - питома ємність жили кабеля;

L - довжина кабельної лінії.

У цей час мостові методи практично не застосовують у зв'язку з впливом різних факторів на точність визначення відстані до місця пошкодження ізоляції. До таких факторів насамперед належать:

- коливання температури на вимірюваній ділянці кабельної лінії;

- відхилення довжини вимірюваної ділянки лінії від дійсної її довжини;

- відхилення діаметра струмоведучої жили уздовж лінії при застосуванні вставок іншого типу кабеля;

- наявність у районі виміру блукаючих струмів;

- наявність омічної асиметрії проводів

Сутність потенційних методів полягає у вимірюванні електричних потенціалів, що виникають при протіканні по оболонці та у землі електричних струмів (рис.5.7).




Рис.5.7 - Схема електричних з'єднань для визначення місця пошкодження

потенційним методом:

1- джерело постійного струму; 2- гальванометр із контактними зондами; 3 - кабельна лінія

Для цього в пошкоджену жилу подається постійний або змінний струм підвищеної частоти, а оператор, переміщуючись безпосередньо по трасі, за допомогою переносного пристрою фіксує різницю потенціалів. Даний метод часто називають електроконтактним методом, тому що при його використанні створюється безпосередній контакт вимірювального пристрою з ланцюгом протікання струму через місце пошкодження. Застосовується він для визначення пошкоджень як у кабелях з металевими захисними оболонками, так і в кабелях з пластмасовими захисними оболонками. Як датчики використовують металеві стержні або пластини, підключені до гальванометра. Контактні пластини забезпечують ємнісний зв'язок із землею і використовуються при наявності на трасі асфальтових або бетонних покриттів.

До недоліків цього методу слід віднести високу похибку через складну картину розтікання струмів у землі. Зменшити її можливо при створенні безпосереднього контакту вимірювальних стержнів з металевою оболонкою кабеля, але для цього необхідно зробити розкопку кабеля, що приводить до збільшення працевитрат на проведення ВМП.

Електромеханічні методи у своїй основі використовують механічні зусилля, що виникають при проходженні струмів короткого замикання у струмоведу-чих частинах. Вони в основному використовуються на повітряних лініях і менше на кабельних. Електромеханічні покажчики розташовують стаціонарно на трансформаторних підстанціях або безпосередньо на опорах. Як датчики струмів використовуються трансформатори струму або спеціальні магнітні датчики, які розташовують на ізоляційній відстані від струмоведучих частин. Після проходження струму КЗ відновлення вихідного стану залежно від конструкції покажчиків здійснюється вручну, або автоматично після вмикання робочої напруги.

На сучасному етапі активно розвиваються методи, що дозволяють визначити відстань до місця пошкодження за параметрами аварійного режиму (ПАР). Струми й напруги в лінійному електричному ланцюгу залежать від схеми ввімкнення її елементів, значень ЕРС та опору віток. Тому що опір ланцюга безпосередньо пов'язаний з довжиною ділянки ланцюга, за результатами виміру струмів і напруг у момент короткого замикання можна визначити відстань до місця пошкодження.

Як параметри аварійного режиму, як правило, використовують струми і напруги нульової або зворотної послідовності. Прилади, що фіксують параметри аварійного режиму, встановлюють на одному кінці лінії або з обох її кінців. Поширення одержали двосторонні методи, які на відміну від однобічних методів, мають меншу похибку у визначенні відстані до місця пошкодження за рахунок виключення впливу перехідного опору на результати розрахунку. Можливість скорочення часу на ВМП за рахунок автоматизації процесу виміру параметрів безпосередньо в період виникнення КЗ і використання комп'ютерних технологій, робить даний метод одним з перспективних.


^ 6. Прилади та обладнання

Для проведення ВМП у кабельних лініях широко застосовується імпульсний метод, що також називається методом імпульсної рефлектометрії. На основі цього методу працюють прилади Р5-10, Р5-13, Р5-17, а також закордонні прилади фірм Tektronix й RiserBond (США), Bicotest (Англія), німецьких фірм He-genuk й Seba dynatronic. Зовнішній вигляд деяких приладів показаний на рис.6.1- 6.3: KABELLUX 3T (рис.6.1), імпульсний локатор LМ 201 (рис.6.2), комп'ютерна система для аналізу пошкоджень кабелів CAFeta (рис.6.3).



Рис. 6.1 - Рефлектометр KABELLUX 3T:

1 - приєднання для вимірювальних проводів; 2 - компенсація (балансний контур для проводів); 3 - підсилювач; 4 - індикатор на рідких кристалах; 5 клавіатура

Технічні характеристики приладу наведені в табл. 6.1.

Таблиця 6.1 -Технічні характеристики рефлектометра KABELLUX 3T

Діапазони вимірів

Довжина

Тривалість імпульсу

Амплітуда(при 150 Ом)

100м

0- 300м

0- 1.000м

0- 3.000м

0-10.000м

70нс

70нс

320нс

820нс

2,1Змс






Розв'язувальна здатність

0,4% від діапазону вимірів, без перетворення координат; макс. 34 см при V/2 = 100 м/мкс

Точність

0,01 %

Швидкість імпульсу

від 50 до 150 м/мкс

Розміри

310ґ410ґ135 (мм)

Маса

близько 2,9 кг





Рис.6.2 - Імпульсний локатор LМ 201

Дальність виміру - від 0 до 10000 м. Швидкість імпульсу - від 50 до 150 м / мкс.




Рис.6.3 - Комп'ютерна система для аналізу пошкоджень кабелів CAFeta

Діапазон вимірюваних відстаней - від 0 до 600 км. Похибка виміру - 0,2 %.

Спрощена структурна схема імпульсного рефлектометра наведена на рис.6.4.



Рис.6.4 - Структурна схема імпульсного рефлектометра

Генератор імпульсів виробляє імпульси, спрямовані в лінію. Відбиті від місця пошкодження та неоднорідностей хвильового опору імпульси надходять у приймач, де здійснюються перетворення над ними. З виходу приймача перетворені сигнали надходять на графічний індикатор. Керування роботою приладу здійснює блок керування.

На рис. 6.5 показані приклади приєднання імпульсного вимірника до лінії з різними видами пошкодження.



Рис. 6.5 - Підімкнення імпульсного вимірника


При підімкненні приладу за схемами, наведеними на рис.6.5а і рис.6.5б імпульси посилаються в лінію тільки по нульовому каналу і по ньому ж повертаються відбиті імпульси від кінця і від місця пошкодження. При схемі на рис.6.5 в, г посилання в лінію імпульсів відбувається тільки по міжжильному каналу і по ньому ж повертаються відбиті від місця короткого замикання (рис.6.5, в) і обриву (рис 6.5,г) імпульси. При схемі, наведеній на рис.6.5д , прилад приєднується за схемою «жила-оболонка», при цьому зондувальні й відбиті імпульси розходяться як по нульовому, так і по міжжильному каналах. Наявність взаємних хвильових опорів жил обумовлює в цьому разі появу імпульсів в інших двох жилах кабеля.

При схемі на рис. 6.5, е, ж зондувальні імпульси посилають по міжжильному каналу. Однак у місці КЗ (рис. 6.5, е) або обриву (рис.6.5, ж) виникають нульові складові імпульсу, що, в свою чергу, викликає появу відбитих імпульсів в обох каналах.

Таким чином, місце однофазного замикання (або обриву) можна точно й надійно вимірювати при встановленні приладу між пошкодженою й непошкодженою жилами. У зв'язку з тим, що по нульовому каналу загасання імпульсу відбувається набагато разів інтенсивніше, ніж при розходженні по міжжильному каналу, підмикати прилад доцільно між жилами. Перегляд же лінії для виявлення виду пошкодження здійснюється як між жилами, так і жил щодо оболонки.

Схема, зображена на рис. 6.5, з, не рекомендується для вимірювань і наведена як приклад, що показує вплив пошкодження однієї з жил на виміри по іншій жилі. При посиланні зондуючих імпульсів за схемою «непошкоджена жила-земля» імпульси розходяться по всіх трьох жилах (по обох каналах). Відбиття в місці КЗ на одній з жил перерозподіляє складові імпульсів і викликає появу невеликого відбитого імпульсу також у жилі, по якій ведеться вимірювання. Це відбиття на екрані приладу відповідає відстані до місця пошкодження. Тому вимір довжини лінії, що має одну пошкоджену жилу, доцільно проводити за схемою «жила-жила» з використанням обох непошкоджених жил.

Реакція лінії на зондуючий імпульс відображається на графічному індикаторі. Вид відбитого сигналу залежить від характеру пошкодження або неоднорідності. Наприклад, при обриві на рис.6.6 відбитий імпульс має ту ж полярність, що й зондуючий, а при короткому замиканні на рис.6.7 відбитий імпульс змінює полярність.



Рис.6.6 - Рефлектограма лінії при обриві



Рис.6.7 - Рефлектограма лінії при замиканні

В ідеальному випадку, коли відбиття від пошкодження повне й загасання відсутнє, амплітуда відбитого сигналу дорівнює амплітуді зондуючого імпульсу.

До переваг методу імпульсної рефлектометрії слід віднести:

- наочне подання результатів дослідження;

- низька похибка результатів вимірів (0,2-2%);

- можливість визначення пошкодження різного типу: коротке замикання, обрив, зниження опору ізоляції.

Разом з тим при використанні методу імпульсної рефлектометрії слід враховувати деякі особливості, що обмежують його застосування. У тих випадках, коли опір у місці пошкодження значно вищий, ніж хвильовий опір лінії (в 10...20 разів і більше), відбиття від місця пошкодження має малу амплітуду і його складно виявити по рефлектограмі на фоні перешкод. Аналогічна ситуація виникає при пошкодженнях, які "проявляються" тільки при подачі на кабель високої напруги. Опір такого пошкодження при відсутності напруги має дуже велику величину. За рефлектограмою таке пошкодження, як правило, виявити неможливо.

У таких випадках для зменшення опору в місці пошкодження слід використовувати операцію пропалювання ізоляції.

Застосування імпульсного методу вимагає від оператора певних навичок практичної роботи. Від правильної розшифровки рефлектограм залежить похибка проведених вимірів. На величину цієї похибки впливають перешкоди, що виникають у кабельній лінії. Вони підрозділяються на асинхронні й синхронні.

Асинхронні перешкоди викликані наводками від сусідніх кабельних ліній, електричного транспорту і т.ін. Усунути вплив асинхронних перешкод можна при використанні аналогової фільтрації й цифрового нагромадження сигналу. Аналогова фільтрація, наприклад, використовується у вимірниках неоднорідності ліній Р5-10 і Р5-13.

Цифрове накопичення застосовується у рефлектометрах «РЕЙС-105Р», коли та сама рефлектограма прочитується кілька разів і вичисляється середнє значення.

Синхронні перешкоди обумовлені тим, що силові кабелі не призначені для передачі коротких імпульсів, використовуваних при методі імпульсної рефлектометрії. Тому при проходженні зондуючого імпульсу виникають його відбиття від різного роду неоднорідностей. Вплив синхронних перешкод можна істотно зменшити при проведенні диференціального аналізу або порівняння отриманої рефлектограми з рефлектограмою цієї лінії до пошкодження.

При диференціальному аналізі рефлектограми пошкодженої й непошкодженої ліній віднімають, як показано на рис.6.8. При відніманні всі синхронні перешкоди компенсуються.



Рис.6.8 - Рефлектограма порівняння ліній при синхронних перешкодах

Метод порівняння рефлектограм і диференціального аналізу використовують у приладі «РЕЙС-105Р».

При роботі з імпульсними рефлектометрами слід також враховувати, що на похибку виміру впливає місце підключення приладу. Пояснюється це тим, що при вимірах присутні як асинхронні, так і синхронні перешкоди. Але якщо величина асинхронних перешкод не залежить від того, з якого кінця лінії підімкнутий прилад, то синхронні перешкоди мають таку залежність. Причому на величину цих перешкод впливають різні фактори: точність узгодження вихідного опору імпульсного рефлектометра із хвильовим опором лінії; довжина кабельної лінії; коефіцієнт загасання зондуючих імпульсів та ін. У зв'язку з цим відбитий від тієї самої неоднорідності сигнал може мати різні величини при вимірі з різних кінців лінії. Наявність перешкод не завжди дозволяє одержати достовірну інформацію при проведенні вимірів, у зв'язку з тим, що навіть такі види пошкоджень, як «обрив» або «КЗ», що мають максимальну амплітуду відбитого сигналу, важко визначити на фоні перешкод. Тому виміри бажано проводити з двох кінців кабельної лінії.

При використанні імпульсних рефлектометрів слід також враховувати, що параметри імпульсів змінюються при їхньому розповсюдженні уздовж лінії, амплітуда зменшується, а тривалість збільшується. Закономірності зміни параметрів імпульсів залежать від співвідношення тривалості зондуючих імпульсів і смуги пропущення кабеля. Із прийнятною для практики похибкою можна прийняти, що імпульси в кабельній лінії загасають за експонентною залежністю. У результаті зміни параметрів імпульсу може виникнути помилка при розшифровці рефлектограм, тому що амплітуда відбитого сигналу від неоднорідності лінії (кабельна вставка, муфта і т.ін.), розташованої ближче до місця підімкнення приладу, може бути більше ніж амплітуда сигналу, відбитого від місця пошкодження. Крім того, на фоні синхронних перешкод відбитий від місця пошкодження сигнал може бути важко розпізнаваним. Все це зменшує розв'язувальну здатність вимірювального приладу.

Розв'язувальна здатність - це мінімальна відстань між двома неоднорідностями хвильового опору, при якому відбиті від них сигнали спостерігаються як окремі (рис.6.9).



Рис.6.9 - Рефлектограма для визначення розв'язувальної здатності приладу

Крім відзначених недоліків аналогових приладів типу Р5-10, Р5-13 або Р5-17 слід також зазначити їх велику вагу, малий час роботи від акумуляторів, від-сутність зв'язку для роботи з комп'ютером і відповідно можливості зберігання інформації про результати проведених вимірів.

В останні роки все більше поширення одержують цифрові рефлектометри типу “РЕЙС”, розроблені Брянським науково - виробничим підприємством «Системи тестування електричних ліній».


Одним із приладів цієї групи є показаний на рис.6.10 портативний цифровий рефлектометр «РЕЙС-105Р».



Рис. 6.10 - Зовнішній вигляд портативного

цифрового рефлектометра «РЕЙС-105Р»


Вид рефлектограм, що з'являються на екрані приладу, показаний на рис.6.11 і рис.6.12.




Рис.6.11 - Рефлектограма при вимірюванні відстані до місця короткого замикання на відстані 947,64 м



Рис.6.12 - Рефлектограми двох ліній, накладені одна на одну в режимі порівняння


До переваг цих приладів належать: низька похибка вимірювань, висока розв'язувальна здатність, можливість зв'язку з комп'ютером, малі габарити й вага, наявність великої енергонезалежної пам'яті, що дозволяє створювати базу рефлектограм і коефіцієнтів укорочення в комп'ютері.

Деякі технічні характеристики вимірника неоднорідності ліній серії Р5-17 і портативного цифрового рефлектометра «РЕЙС-105Р» наведені в табл. 6.2.

Таблиця 6.2 - Технічні характеристики вимірників неоднорідності ліній серії Р5-17 й «РЕЙС-105Р»

Технічні характеристики

Р5-17

РЕЙС-105Р

1

2

3

1.

Діапазони вимірюваних відстаней, м

25
50
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200
102400
204800
409600
819200

12,5
25
50
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600




1

2

3

2

Похибка відстані, %

0,2

0,2

3

Діапазон установки й виміру коефіцієнта укорочення

1...6,55

1...7,00

4

Вихідний опір, Ом

21... 1000

25... 480

5

Мінімальна тривалість зонд. сигналу, нс

25

7

6

Максимальна тривалість зонд. сигналу, мкс

300

15

7

Мінімальна вимірювана відстань, м

1

0,4

8

Кількість рефлекторам, що

запам'ятовують у внутрішній пам'яті

4

230

9

Кількість коефіцієнтів укорочення, що запам'ятовують у внутрішній пам'яті

немає

64

10

Час збереження інформації в пам'яті при відсутності живлення

немає

10 років

11

Система відліку відстані

цифрова

цифрова

12

Відстройка від аддитивных перешкод

цифрове
накопи-

чення

цифрове

накопи-

чення

13

Обмін інформацією з комп'ютером

через додатковий пристрій

є

14

Калібрування діапазонів відстані

автоматична

автоматична

15

Час безперервної роботи від акумуляторів, год.

1

2

16

Маса (з акумуляторами), кг

14

0,7

17

Габаритні розміри, мм

417х176х452

106х224х40

18

Діапазон робочих температур, ° С

-30... +50

-10... +55
1   2   3   4   5   6

Схожі:

Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства о. О. Воронков, Т. Б. Воронкова
Харківська національна академія міського господарства, вул. Революції, 12, Харків, 61002 Електронна адреса: rectorat@ksame kharkov...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства писаревський Ілля Матвійович
...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для бакалаврів 4-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 060101 – «Будівництво» спеціалізації...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для магістрів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Пожежна профілактика в будівництві” (для магістрів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Пожежна профілактика в будівництві” (для спеціалістів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки
Охорона праці ” (для бакалаврів 4-го курсів заочної форми навчання напряму підготовки 060101 – «Будівництво» спеціалізації “Охорона...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки до проведення практичних занять
Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...
Харківська національна академія міського господарства визначення місць пошкодження в силових кабелях iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв конспект лекцій
Конспект лекцій з дисципліни “Пожежна безпека” (для студентів денної форми навчання напряму підготовки 050702 – «Електромехінка»...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи