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
Сторінка5/6
Дата07.06.2012
Розмір1.06 Mb.
ТипДокументи
1   2   3   4   5   6

Наведені дані наочно свідчать про переваги приладу «РЕЙС -105Р». Особливо слід зазначити високу розв'язувальну здатність приладу завдяки можливості встановлення малої тривалості зондуючого імпульсу (не більше 7 нс) і малої дискретності зчитування (мінімальний проміжок між сусідніми вибірками відповідає відстані всього 1,5 мм). Однак при зменшенні тривалості зондуючих імпульсів їхній коефіцієнт загасання зростає.

У рефлектометрі «РЕЙС-105Р» існує два режими вибору тривалості зондуючого імпульсу: автоматичний, включається за замовчуванням, і ручний.

При використанні автоматичного вибору зміна оператором діапазону вимірюваних відстаней приводить до автоматичної зміни тривалості зондуючого імпульсу відповідно до встановленого діапазону. Такий режим доцільно використати для попереднього перегляду й аналізу рефлектограм, пошуку відбиття від кінця кабеля, місця обриву або короткого замикання.

У ручному режимі при зміні діапазону вимірюваних відстаней тривалість зондуючого імпульсу не змінюється. Цей режим використовується при докладному аналізі рефлектограми в місці передбачуваного пошкодження. Наприклад, якщо місце дефекту розташоване недалеко від кінця кабеля, а тривалість зондуючого імпульсу досить велика, то відбитий сигнал на рефлектограмі може злитися із сигналом, відбитим від кінця кабеля, як показано на рис.6.13.




Рис.6.13 - Рефлектограма при складному пошкодженні наприкінці лінії

У цьому разі для підвищення розв'язувальної здатності необхідно зменшувати тривалість зондуючого імпульсу без зміни діапазону вимірюваних відстаней. Після зменшення тривалості зондуючого імпульсу відбиті від місця дефекту і від кінця кабеля сигнали спостерігаються на рефлектограмі як окремі (рис.6.14.).



Рис. 6.14 - Рефлектограма пошкодження наприкінці лінії при підвищеній розв'язувальній здатності

Режим “АВТОПОШУК” використовується при вимірюванні довжини кабеля на барабані. При включенні цього режиму автоматично встановлюється такий діапазон виміру, щоб рефлектограму всієї лінії було видно на екрані приладу. Після цього нульовий курсор автоматично встановлюється на початок зондуючого імпульсу, а вимірювальний - на початок відбитого імпульсу. Вбудований мікроконтролер за положенням курсорів автоматично розраховує відстань до кінця кабеля і відображає його на екрані рефлектометра. При цьому

неважливо, розімкнутий кабель на кінці чи замкнутий.

Комп'ютерна система "KABELLUX 3 Е" (рис.6.15) німецької фірми Seba dynatroniс являє собою сполучення вимірювального приладу, що працює за принципом відбитих імпульсів, зі спеціальною обчислювальною системою. Він дозволяє проводити різні види вимірювань (пряме, порівняльне й різницеве). Вибір режимів робіт і накопичення даних у блоці пам'яті перехідних величин здійснюється за допомогою клавіатури. Всі розрахунки проводяться автоматично. Результати розрахунків і вимірювань зображуються на екрані в алфавітно-цифровому та графічному вигляді.





Рис. 6.15 - Зовнішній вигляд комп'ютерної системи «KABELLUX 3Е»

Кожну ділянку рефлектограми можна розтягувати без втрати розв'язувальної здатності й при незмінній яскравості. Наявність двох курсорів дозволяє визначити на рефлектограмі точки, що відповідають довжині кабеля або відстані до місця пошкодження. Рефлектограми та їхні параметри можуть бути збережені в пам'яті приладу або на зовнішніх носіях з вказівкою дати й часу надходження даних. При повторних вимірюваннях програма автоматично встановлює старі вимірювальні параметри, що дає змогу проводити безпосереднє порівняння збереженої рефлектограми з поточною.

Введення функції транзиєнтної пам'яті (надшвидкодіючої пам'яті) значно розширює можливості приладу. Наприклад, це дозволяє фіксувати процеси при пробоях, що протікають швидко, зберігати їх, а потім аналізувати.

Прилади типу “РЕЙС” використовують також в інших методах ВМП, зокрема при імпульсно-дуговому методі, або як його ще називають, методі короткочасної дуги. Цей метод застосовується для визначення відстані до місця пошкодження при запливаючому пробої або при високому значенні перехідного опору в місці пробою. Фактично метод короткочасної дуги призначений для виміру відстані до місця виникнення електричної дуги в силовому кабелі. Сутність його пояснюється рисунком 6.16, на якому представлена його структурна схема.



Рис.6.16 - Структурна схема імпульсно-дугового методу

До силового кабеля через пристрій підтримування дуги підключені високовольтний імпульсний генератор високої напруги й імпульсний рефлектометр «РЕЙС -205». Призначення пристрою підтримування дуги полягає в короткочасній стабілізації електричної дуги, що виникає в місці пошкодження.

Якщо імпульси з генератора високовольтних імпульсів відсутні або мають недостатню для пробою амплітуду, то пробій і дуга в місці пошкодження відсутні. Рефлектограму такого режиму роботи кабельної лінії зберігають у пам'яті імпульсного рефлектометра.

Коли в ланцюг подається високовольтний імпульс, достатній для пробою, у місці высокоомного пошкодження, виникає дуговий розряд. Електричний опір дугового розряду практично дорівнює нулю, що еквівалентно короткому замиканню. За рахунок індуктивності, наявної в пристрої підтримування дуги, струм розряду підтримується протягом короткого проміжку часу (менше секунди).

Зондуючі імпульси від рефлектометра через приєднувальний пристрій надходять у кабельну лінію, де відбиваються від неоднорідностей і повертаються в рефлектометр. Частота зондуючих імпульсів набагато разів більша частоти запалювання дуги.

При збігу зондувального імпульсу з моментом запалювання дуги він відбивається від дуги як від короткого замикання і повертається до початку кабеля, де записується на пам’ять рефлектометра. Далі дуги імпульс не проходить, тому на рефлектограмі не видно кінця лінії.

При накладенні рефлектограм до моменту виникнення дуги й після виникнення дуги на екрані приладу визначається місце їхньої розбіжності, що і відповідає місцю складного або нестійкого пошкодження. Вид таких рефлектограм показаний на рис.6.17.



Рис. 6.17 - Накладення рефлектограм при методі короткочасної дуги

Фактично при використанні методу короткочасної дуги відбувається різке короткочасне зменшення опору пошкодження. Це дозволяє відмовитися від такої трудомісткої, потребуючої дорогого устаткування операції, як пропальвання ізоляції. Після відповідної доробки впровадження цього методу дозволить зменшити кількість і обсяг необхідних пропалювальних операцій дефектної ізоляції в кілька разів.За даними фірм «СТЕЛЛ» (м. Брянськ) і «ІНОРГ-СПЕЦТЕХНІКА» (м.Москва), які займаються розробкою приладового парку для реалізації даного методу очікується, що як мінімум в 7 з 10 випадків пошуку відпаде необхідність пропалювання дефектної ізоляції при високовольтних випробуваннях, зокрема при «запливаючому» пробої.

Переваги даного методу очевидні. Маючи низьку похибку, таку ж як у методу імпульсної рефлектометрии, наочність подання результатів, він може бути реалізований на застосовуваному стандартному обладнанні з мінімальною кількістю використання додаткових пристроїв. Однак для реалізації методу короткочасної дуги потрібні спеціальні прилади типу рефлектометр «РЕЙС-205» або прилад"KABELLUX 3Е", які завдяки надшвидкодіючій пам'яті дозволяють фіксувати процеси, що протікають за мізерно малі проміжки часу, запам'ятовувати їх і тим самим давати можливість операторові їх аналізувати.

Для визначення місць пошкодження хвильовим методом використовують прилади: Щ4120, вимірники відстані до місця пошкодження ЦР0200 (Україна, м. Умань) і системи визначення дефектів ліній ДО6Р-5 (Росія, м. Брянськ, фірма «СТЕЛЛ»). Із зазначених приладів тільки прилад ДО6Р-5 дозволяє спостерігати картину хвильового процесу. Принцип роботи даного приладового парку полягає у визначенні відстані до місця пошкодження за тимчасовою затримкою повернення до початку кабеля імпульсів напруги або імпульсів струму, відбитих від місця пошкодження.

У порівнянні з методом імпульсної рефлектометрии цей метод має наступні недоліки:

- низька розв'язувальна здатність, що утрудняє виявлення неоднорідностей, розташованих близько до початку виміру;

- більша похибка виміру, обумовлена характеристиками хвильових процесів;

- високі вимоги до швидкодії використованих апаратур у зв'язку з низькою стабільністю хвильових процесів;

- вид імпульсних характеристик залежить не тільки від характеру пошкодження й параметрів лінії, але й від ряду інших факторів (величини поданих імпульсів, наявності або відсутності пробою в місці пошкодження і т.ін.).

Незважаючи на істотні недоліки, хвильовий метод може бути використаний, коли є пошкодження з більшим перехідним опором або виник запливаючий пробій.

Використовуються два варіанти хвильового методу: метод хвилі напруги що біжить, і метод хвилі струму, що біжить. Структурна схема методу хвилі напруги, що біжить, наведено на рис. 6.18. При використанні цього методу вихідний опір високовольтного генератора значно перевищує хвильовий опір кабельної лінії. Електромагнітні хвилі, що утворилися в місці пробою або короткого замикання, починають розходитися по кабелю. Одна з них спрямована до початку, а інша - до кінця кабеля. Досягнувши початку кабеля, хвиля відбивається від великого опору генератора високовольтних імпульсів і, не змінюючи полярності, повертається до місця пошкодження, де знову виникає пробій. Цей процес протікає доти, поки енергія хвилі буде достатня для пробою.



Рис. 6.18 - Структурна схема хвильового методу хвилі напруги, що біжить

Відмітною рисою методу хвилі струму, що біжить, є використання високо-вольтного генератора з вихідним опором набагато меншим за хвильовий опір кабельної лінії. Даний метод використовується у тих випадках, коли після пропалювання не вдається одержати низькоомний перехідний опір у місці пошкодження. Структурна схема методу наведена на рис.6.19.



Рис.6.19 - Структурна схема хвильового методу хвилі струму, що біжить

Імпульсний генератор формує високовольтні імпульси, що надходять у силовий кабель. Досягнувши місця пошкодження, вони приводять до пробою цієї ділянки. Час формування пробою визначається параметрами імпульсу й величиною перехідного опору в місці пошкодження. Відбившись від дугового розряду, що виник в місці пробою, імпульс повертається до початку кабеля, де також відбивається, тому що вхідний опір високовольтного генератора рівноцінний опору короткого замикання і повертається до місця пошкодження. Тривалість пробою залежить від енергії імпульсів і параметрів лінії.

Велика кількість факторів, що впливають на розвиток процесів у місці пошкодження, збільшує похибку виміру даного методу.

Із приладового парку, використованого при індукційному методі ВМП, слід виділити установку «ФЕРРОЛЮКС FL 8-3Q», до складу якої входять генератор звукової частоти FLS 8-3Q, підсилювач FLE 90Q і рамка кабелешукача FS45-1. Загальний вид цієї установки показаний на рис.6.20.





Рис.6.20 - Установка «ФЕРРОЛЮКС FL 8-3Q»

У кабельних лінія напругою 0,4-10 кВ генератор звукової частоти підключається до виділеної й відімкнутої ділянки. Оператор, переміщаючись уздовж траси, за допомогою індукційної рамки й приймача контролює зміни магнітного поля, утворюваного струмом, що протікає по кабелю і в землі від звукового генератора при частотах 50Гц-480Гц -1,45кгц-9,28кГц. Фіксувати зміни біля місць пошкодження або інших характерних точок, наприклад сполучних муфт, дозволяє індикатор на рідких кристалах й вбудований гучномовець. До переваг установки слід віднести прийнятну похибку, малі габарити (95х212х105мм) і вагу (1,3 кг) приймача. Однак при виконанні робіт з нею оператор повинен мати певні практичні навички.

Для зменшення похибки при визначенні місця пошкодження слід враховувати наступне:

- при русі над непошкодженою частиною кабеля відбувається періодичне посилення й ослаблення сигналу, обумовлене повивом жил кабеля;

- ослаблення звукового сигналу відбувається при збільшенні глибини залягання кабеля, а також при його екрануванні металевими трубами;

- у місці розташування сполучної муфти звуковий сигнал підсилюється, а потім зменшується;

- у місці пошкодження кабеля відбувається різке посилення звукового сигналу, а потім його ослаблення аж до зникнення.

Потужніші генератори звукової частоти випускає фірма “Seba dynatronic”. Вихідна потужність генератора FLS 500 досягає 500Вт, генеровані частоти становлять 1,03 -1,45 - 9,82 -12 кГц. Загальний вигляд генератора звукової частоти FLS 500 показаний на рис.6.21.




Рис. 6.21 - Генератор звукової частоти FLS 500 фірми “Seba dynatronic”

Використовувати такі генератори рекомендується при всіх видах замикань на довгих лініях, при глибокому заляганні кабеля або при наявності сильних зовнішніх джерел електромагнітного поля. Встановлюються такі генератори, як правило, на автомобілях.

На сьогодні розроблені й освоєні у виробництві різні модифікації напівпровідникових генераторів звукової частоти. Поширення одержали генератори звукової частоти, які працюють на частоті 1000Гц, з модуляцією генерації: 0,3с. - сигнал; 0,5 с.- пауза. Кожний з них має свої переваги і недоліки. Рекомендувати який-небудь конкретний варіант, крім вище зазначених, можна тільки на підставі аналізу їхніх технічних характеристик і проведення дослідної експлуатації в реальних умовах.

Позитивно зарекомендували себе в процесі експлуатації прилад для виявлення місць пошкодження кабелів ОПК -101, пошуковий комплекс ПК- 2 та ін.

Прилад ОПК - 101 використовується в комплекті з генераторами 100 ГС-201 або 8ГС - 101 для пошуку місць пошкодження індукційним методом, а також може застосовуватися із спеціальним мікрофоном для пошуку місць пошкодження акустичним методом. Являє собою пошуковий приймач із робочими частотами 526, 1024 й 8928 Гц. Як датчик використовується магнітна антена. Чутливість приймача - не нижче 50 мкв. Електроживлення здійснюється від двох акумуляторних батарей 7Д-0,125. Маса - не більше 1,2 кг.

До складу пошукового комплексу входить: генератор ГП -4, приймач ИП- 4, пошукова рамка, сейсмодатчик і головні телефони. Комплекс дозволяє виз-начати місця пошкодження кабеля індукційним і акустичним методами. Робоча частота генератора ГП – 4 становить 1003 Гц, вихідний струм генератора при навантаженні 0 Ом не менше 15 А. Напруга живлення – 220 В. Чутливість приймача дозволяє визначати місце пошкодження кабеля або розташування ка-бельної траси з точністю до 0,1 м на глибині до 5 м у діючих електроустановках. Маса приймача 0,7 кг.

Для реалізації акустичного методу використовуються спеціальні схеми, які наведені на рис.6.22 і 6.23.



Рис.6.22 - Схема електрична з'єднань для пошуку місця пошкодження акустичним методом і руйнування провідного містка при стійкому однофазному замиканні жили на оболонку кабеля:

Т1- трансформатор регулювальний; Т2 - трансформатор іспитовий; РV - вольтметр; РА - амперметр; Q - рубильник; R - струмообмежуючий резистор; C - високовольтний конденсатор; VD- випрямний пристрій; КЛ - кабельна лінія;

F - іскровий розрядник.



Рис.6.23 - Схема електрична з'єднань для визначення місця пошкодження акустичним методом при обриві жили кабеля:

Т1 - трансформатор регулювальний; Т2 – трансформатор випробувальний; РV- вольтметр; РА - амперметр; Q - рубильник; R - струмообмежуючий резистор; C - високовольтний конденсатор; VD- випрямний пристрій; КЛ - кабельна лінія

Схема на рис.6.22 працює таким чином. При включенні напруги конденсатор C заряджається від високовольтного випрямляча. Коли напруга на ньому досягне величини напруги пробою розрядника F, останній проб’ється і в силовому кабелі виникне імпульс високої напруги. У місці пошкодження виникає іскровий розряд. З огляду на те, що трансформатор Т2 має великий внутрішній опір, напруга на його вторинній обмотці після пробою зменшується і електрична міцність розрядника відновлюється. Конденсатор С знову заряджається від високовольтної установки. Таким чином, схема забезпечує періодичне повторення іскрових розрядів у місці пошкодження. Звукові коливання, що виникають у місці пошкодження, мають максимальну величину і можуть бути прослухані на поверхні ґрунту. Зона чутності іскрового розряду залежить від енергії розряду й акустичних властивостей середовища, в якому розташований кабель.

Рекомендується встановлювати періодичність іскрових розрядів у кабелі рівною одному пробою в 2 - 6с.

Коли напруга пробою досягає величини, рівній випробувальній напрузі кабеля застосовується схема, наведена на рис.6.24.



Рис. 6.24 - Схема електрична з'єднань для визначенні місця пошкодження акустичним методом при “запливаючому” пробої.

При використанні для прослуховування звукових коливань акустичного датчика з підсилювачем, чутливість може бути збільшена до 80%.

Потенційний метод ВМП доцільно застосовувати для кабелів, прокладених у кабельних спорудах, лотках або естакадах. Для кабелів, прокладених у землі, його можна використовувати, не викопуючи шурфів при вологій землі. Пристрій для реалізації потенційного методу наведено на рис.6.25. У комплект пристрою входить покажчик пошкоджень ESG 80-1 і піки ЕЕВ.



а б

Рис.6.25 - Комплект установки для визначення ВМП потенційним методом:

а) - піки «ЕЕВ» з випробувальними виводами; б) - ESG 80-1 - покажчик

пошкодження

Уздовж траси кабельної лінії через рівні проміжки в землю встановлюють піки, за допомогою яких виміряють спадання напруги на оболонці кабеля. Вимірювальним приладом служить гальванометр або мілівольтметр постійного струму із двосторонньою шкалою. Коли напрямок відхилення стрілки приладу збігається з напрямком, обмірюваним на початку лінії, це означає, що вимір виконаний до місця пошкодження. Зміна напрямку на протилежний свідчить, що вимір виконано після місця пошкодження. При рівносторонньому розташуванні пік над місцем пошкодження стрілка приладу повинна показувати нуль. Вимірюване спадання напруги поступово збільшується в міру наближення до місця пошкодження. Виконавши кілька вимірів, можна визначити місце пошкодження з низькою похибкою.

^ 7. Пропалювання ізоляції кабеля

Для застосування більшості методів ВМП у силових кабелях перехідний опір у місці пошкодження повинен мати мінімальне значення, що не перевищує декількох десятків Ом. Щоб зменшити величину опору Rп , через місце пошкодження тривало пропускають значний струм від спеціальної установки - роблять так зване пропалювання ізоляції кабеля. Спрощену схему заміщення ланцюга пропалювання наведено на рис.7.1.



Рис. 7.1 - Схема заміщення ланцюга пропалювання

Струм, що проходить через місце пошкодження (струм пропалення) може бути визначений за формулою

, (7.1)

де Е - ЕРС джерела струму, еквівалентного пропалювальній установці;

Ro – внутрішній опір пропалювальної установки;

Rп – опір, що змінюється, у місці пошкодження кабеля.

Коефіціент корисної дії пропалювальної установки буде дорівнювати відношенню енергії, виділеної в місці пошкодження, до всієї енергії, затрачуваної пропалювальною установкою:

. (7.2)

Залежність ККД пропалювання від відношення Ro/Rп показана на рис.7.2.


Рис. 7.2 - Залежність ККД пропалювання від відношення Ro/Rп

З наведеного графіка видно, що ефективне пропалення має місце тільки доти, поки опір у місці пошкодження має той же порядок величини, що й внутрішній опір установки для пропалювання. При Rп = 0,1Ro більше 90% енергії джерела виділяється у самій пропалювальній установці. Практично не можна створити установку для пропалювання, що забезпечує високу напругу і малий внутрішній опір. Тому тільки одним доцільним методом пропалювання є «східчастий спосіб». Сутність його полягає у зміні джерел живлення в міру зниження напруги пробою і опору в місці пошкодження. Досвід пропалювання показує, що достатньо мати три ступені пропалювання. Орієнтовні характеристики ступенів пропалювання, застосовуваних у практиці ВМП, наведені в табл. 7.1. [10].

Таблиця 7.1 - Характеристика ступенів пропалювання

Ступінь

пропалювання

Напруга

установки,

кВ


Внутріш-

ній опір,

кОм


Макси-

мальний

струм, А

Характер установки

I

30 – 50

5 – 100

0,2

Трансформатор з в/в напівпровідниковим випрямлячем

II

5 – 12

5 – 1

5 – 10

Те саме, що й на I ступені, може бути 3-х фазним, з випрямлячем за схемою Ларіонова

III

0,05 – 0,5

0,05-0,0005

100

Трансформатор з відпайками, мережний трансформатор
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