Ангстрем методика поиск повреждений подземных силовых кабелей

Методика «Поиск повреждений подземных силовых кабелей»

До 28 февраля:
— Бесплатная доставка

Описание общей методики обслуживания подземных кабельных линий, поиска повреждений силовых кабелей акустическим, акустико-индукционным, индукционным и потенциальным методами, прожига изоляции.

1. Уникальное издание, которое можно приобрести только в компании «АНГСТРЕМ».
2. Методическое пособие разработано сотрудниками компании «АНГСТРЕМ» и включает в себя обобщенный многолетний опыт работы специалистов-практиков.
3. Методика дает подробные ответы на вопросы о том, как найти повреждение кабеля при помощи топологических методов.

1. 1 Общая информация
   1. 1.1 Классификация повреждений кабельных линий
   2. 1.2 Последовательность поиска неисправностей
2. 2 Прожиг изоляции кабеля в месте повреждения
   1. 2.1 Принцип прожига изоляции
   2. 2.2 Цели проведения прожига
   3. 2.3 Общая методика проведения прожига
   4. 2.4 Особенности применения прожига
3. 3 Методы поиска
   1. 3.1 Дистанционные (относительные) методы
   2. 3.2 Топографические (абсолютные) методы
4. 4 Акустический метод поиска
   1. 4.1 Общий принцип
   2. 4.2 Акустический сигнал в грунте
   3. 4.3 Виды повреждений
   4. 4.4 Схемы подключения генератора к кабелю
   5. 4.5 Сочетание с индукционным методом поиска
   6. 4.6 Нестандартный вариант акустического метода
5. 5 Потенциальный метод поиска
   1. 5.1 Общий принцип
   2. 5.2 Основные разновидности потенциального метода
   3. 5.3 Частотный вариант потенциального метода
      1. 5.3.1 Подключение генератора
      2. 5.3.2 Принцип поиска МП (метод максимума)
      3. 5.3.3 Принцип поиска МП (метод минимума)
   4. 5.4 Особенности потенциального метода
6. 6 Индукционный метод поиска
7. 6.1 Общий принцип
8. 6.2 Поиск трассы
   1. 6.2.1 Обследование местности
   2. 6.2.2 Способы подключения генератора при поиске трассы КЛ
   3. 6.2.3 Определение трасс коммуникаций без генератора
   4. 6.2.4 Определение трасс металлических и неметаллических подземных коммуникаций
9. 6.3 Определение глубины залегания кабеля
   1. 6.3.1 Определение глубины залегания кабельной линии методом 45 градусов
   2. 6.3.2 Определение глубины залегания кабельной линии методом градиента сигнала
   3. 6.3.3 Особенности определения глубины залегания при близком прохождении кабельных линий
10. 6.4 Определение места повреждения кабеля
    1. 6.4.1 Поиск обрыва жилы
    2. 6.4.2 Поиск междуфазного повреждения
    3. 6.4.3 Поиск однофазного повреждения
    4. 6.4.4 Использование накладной рамки
    5. 6.4.5 Возможные варианты подключения генератора

Источник

Прожигать или не прожигать?

Термин «прожиг» не входит в толковый словарь русского языка. Однако он родился, прижился и хорошо понимаем и применяем в среде тех, кто имеет хоть какое-то отношение к поиску мест повреждений (МП) подземных силовых кабелей. Этот короткий и емкий термин в самом своем названии содержит смысл определяющий и назначение, и действие, и результат. Назначение – снизить электрическое сопротивление, прожигая изоляцию. Действие – прожигание изоляции и сплавление (или наоборот разрыв) металлических элементов конструкции кабеля. Результат – прожженная изоляция и низкое электрическое сопротивление.

Группы повреждений подземных кабелей

По происхождению повреждения подземных кабелей можно разделить на две группы.

1. Аварийные повреждения. Они являются либо следствием быстрого, катастрофического развития внутренних скрытых дефектов, либо результатом нештатных внешних воздействий. Как правило, это устойчивое короткое (почти короткое) замыкание или обрыв. Применение прожига для такого повреждения часто не требуется, поскольку применение для их локализации дистанционных и топографических методов поиска не вызывает затруднений.
2. «Испытательные» повреждения. Они обнаруживаются в процессе периодических испытаний повышенным напряжением и нередко носят характер так называемого «заплывающего» пробоя. Повреждения такого рода высокоомные, проявляющиеся только при приложении повышенного напряжения. Применение дистанционных методов здесь невозможно. Например, рефлектометрический метод «не видит» повреждения, поскольку при его низковольтном тестовом сигнале дефект просто не проявляется. Применение же топографических методов имеет смысл, когда определена зона повреждения, то есть расстояние до него. Иначе на длинных трассах трудоемкость поиска окажется чрезвычайно большой. В этих случаях и требуется прожиг, позволяющий «проявить» и стабилизировать повреждение, чтобы обеспечить успешное применение методов его локализации.

Последовательность действий при поиске повреждений с применением прожига

Прожиг высоковольтного кабеля как обязательная операция входит в основные ведомственные методические документы (например, РД 34.20.516-90). Эти документы диктуют однозначную последовательность действий при поиске МП, включающую и прожиг. Такая технология складывалась многими годами и определялась возможностями конкретных методов поиска и оборудования используемого при его реализации. Прожиг изоляции кабеля — единственный способ преобразования заплывающего пробоя в стабильное повреждение, которое можно обнаруживать с помощью волновых или рефлектометрических методов. С его помощью электрическое сопротивление в МП снижалось до величины, позволяющей применять соответствующие дистанционные методы для определения расстояния до повреждения. Процесс определения зоны повреждения в этом случае носил многоэтапный характер. Сначала при испытаниях получали заплывающий пробой. Далее с помощью высоковольтной, а затем прожигающей, установок снижали сопротивление в МП до уровня допускающего использование одного из дистанционных методов. И только после этого дистанционным методом определяли расстояние до МП.

Как избежать многоступенчатого процесса поиска?

Избежать такого многоступенчатого процесса позволяют современные беспрожиговые импульсно-дуговые методы (ИДМ) определения расстояния до МП. Имея в наличии специальное устройство сопряжения, через которое к высоковольтной испытательной установке подключен рефлектометр, можно получить информацию о расстоянии до МП сразу после возникновения первых пробоев изоляции при испытании. То же самое можно делать с помощью ударного генератора, применяемого для акустического метода поиска, при наличии у него соответствующего устройства сопряжения. После определения таким образом зоны МП, используя тот же генератор, можно акустическим методом локализовать место повреждения.

Экономическая эффективность применения ИДМ очевидна, поскольку отпадает потребность в использовании установок прожига изоляции кабеля и резко снижается трудоемкость этапа определения расстояния до места повреждения.

Применение прожига для перевода повреждения из одного вида в другой

Финишный этап поиска МП — точная локализация топографическим методом может решаться на основе предпочтений специалистов-поисковиков, с учетом вида повреждения и оснащенности оборудованием. С помощью прожига сопротивление в МП можно довести до уровня обеспечивающего применение выбранного топографического метода.

Для успешного использования акустического метода поиска необходимо обеспечить сопротивление от десятков Ом до десятков кОм. Выполнение этого условия обеспечивает достаточно мощный электрический разряд с высоким уровнем акустического сигнала.

Использование индукционного метода эффективно при сопротивлениях близких к короткому замыканию. При поиске межфазных повреждений индукционный метод самый быстрый и легко реализуемый. В случае однофазных повреждений использование индукционного метода может стать проблематичным если на кабельной линии присутствуют дефекты внешней изоляции или заземленные соединительные муфты. В такой ситуации появляются одиночные токи растекания маскирующие полезный сигнал. И здесь решению проблемы поможет прожиг. Используя высоковольтную установку и прожиг повреждение переводят в межфазное с последующим использованием индукционного метода.

Если после определения зоны повреждения дистанционным методом повреждение носит стабильный характер с высоким сопротивлением и пробивается ударным генератором, очевидно применение акустического метода для определения точного местонахождения МП. Если по каким-либо причинам это не осуществимо, можно с применением прожига снизить сопротивление и, при необходимости, перевести его в межфазное с последующей локализацией МП индукционным методом.

Недавно появившаяся информация показывает, что в этой ситуации во многих случаях нужного результата можно добиться, используя высоковольтный импульсный генератор. Используя подходящий высоковольтный импульсный генератор, обладающий возможностью создать мощный токовый импульс, позволяющий разбить металлический «мостик», можно преобразовать однофазное повреждение в межфазное.

Сторонники тотального применения индукционного метода, чтобы обеспечить гарантированный успех, предпочитают с помощью прожига снизить сопротивление в месте повреждения до минимально возможной величины. Это приходится делать и в том случае, когда повреждение носит нестабильный характер со склонностью к снижению сопротивления под воздействием электрической нагрузки.

Однако в некоторых случаях, когда, например, повреждение находится в соединительной муфте прожиг изоляции кабеля может длиться часами без ощутимого эффекта. Если кабель пролегает в грунте насыщенном влагой, и она попала в повреждение можно сутками безуспешно «кипятить» кабель. Здесь может помочь специальная установка «дожига», способная выдать ток в сотни ампер.

Подводя итог изложенному, можно заключить, что применение современного оборудования использующего импульсно-дуговые методы определения расстояний до МП позволяет реально и существенно ускорить поиск повреждений подземных силовых кабелей и снизить затраты на его осуществление. Необходимость проведения операции прожига изоляции кабеля на первом этапе – определении расстояния до МП – в этом случае отпадает.

В то же время без прожига кабеля не обойтись, если возникает необходимость довести сопротивление в МП до уровня требующегося для применения конкретного топографического метода локализации повреждения.

Источник

Потенциальный метод поиска

Потенциальный (шаговый) метод поиска места повреждения, реализованный в оборудовании «АНГСТРЕМ», относится к группе топологических (абсолютных) и заключается в измерении разности потенциалов с помощью А-рамки на поверхности грунта вблизи подземной коммуникации. А-рамка позволяет локализовать повреждения оболочки кабелей, которые находятся в прямом контакте с грунтом.

Общий принцип

Разность потенциалов создается протекающими в объеме грунта распределенными токами, которые в свою очередь наводятся элек­тромагнитным полем вокруг коммуникации либо возникают, как токи утечки в МП изоляции, где образуется гальваническая связь с грунтом. Используется постоянный ток и переменный ток по­вышенной частоты (звукового диапазона). Величина измеренного напряжения и характер ее изменения вдоль коммуникации явля­ются информативными параметрами для локализации МП. Опе­ратор перемещается по трассе с двумя контактными стержнями или пластинами (А-рамка). В первом случае осуществляется непосредстве­нное измерение разности потенциалов, во втором — через емкость пластин. Пластины используются при асфальтобетонных покры­тиях на трассе КЛ. Ток в поврежденную жилу подается с конца КЛ. А-рамка (АР-500), разработанная компанией «АНГСТРЕМ», используется совместно с Приемником поисковым ПП-500А из состава Поисковых комплектов.

Основные разновидности потенциального метода

На практике применяются три основных разновидности потенци­ального метода:

• Частотный вариант, в котором сигнал создается перемен­ным током (Генератор поисковый). Для контроля сигнала необходим селективный усили­тель сигнала, настроенный на его частоту (Приемник поисковый)
• Вариант с использованием постоянного тока. Контроль сигнала производится вольтметром постоянного тока.
• Вариант с использованием источника импульсного тока. Сигнал контролируется импульсным вольтметром.

Методически, в части последовательности действий по поиску МП эти варианты не отличаются между собой. Разница заключается в роде используемого сигнала: постоянный ток, переменный ток, однополярный импульс.

Частотный вариант потенциального метода

В качестве источника для создания поля (токов утечки) использу­ются поисковые (звуковые) генераторы типа ГП. В качестве усили­теля для измерения величины разности потенциалов используется приемник поисковый типа ПП. К входу приемника подключается А-рамка, в состав которой входят контактные электроды в виде штырей или дисков с фиксированным расстоянием между ними и регулируемый делитель напряжения. Делителем осуществляется регулирование уровня подаваемого на вход приемника сигнала.

На предварительном этапе для определения района поиска МП потенциальным методом необходимо использовать один из дис­танционных (относительных) методов — волновой, мостовой или рефлектометрический. Перед началом работ с применением потенциального метода трас­са коммуникации в районе места повреждения должна быть точно обозначена с применением индукционного метода.

Подключение генератора

Сигнал генератора подается между поврежденной коммуникаци­ей и заземлением. В качестве заземления может использо­ваться металлический штырь, заглубленный в грунт не менее 0,5м. Если грунт очень сухой необходимо обильно смочить его в районе заземления. Точка заземления должна отстоять не менее 20м от трассы кабеля.

Схема подключения генератора к коммуникации

Уровень сигнала подаваемого от генератора в коммуникацию за­висит от глубины залегания коммуникации, электрических характеристик грунта и чувствительности приемника. Например, для поиска МП электрического кабеля проходящего на стандартной глубине 0,8 м с использованием приемника поискового достаточ­но тока 3мА на частоте 480Гц.

Принцип поиска МП (метод максимума)

Процесс поиска необходимо начинать с точки заведомо находя­щейся до МП. Оператор располагает А-рамку таким образом, чтобы линия соединяющая штыри была перпендикулярна трас­се коммуникации. Штыри заглубляются в грунт так, чтобы один из штырей находился точно над трассой. Регуляторами делителя А-рамки и усиления приемника уровень сигнала на индикаторе приемника устанавливается порядка 25% от полной шкалы. Далее А-рамка передвигается на определенное расстояние, например 1м, вдоль трассы в сторону МП. Штыри таким же образом заглубля­ются в грунт. Необходимо стараться, чтобы при каждом шаге шты­ри погружались в грунт на одинаковую глубину, поскольку уро­вень сигнала существенно зависит от глубины погружения. Такое пошаговое перемещение при приближении к МП будет сопрово­ждаться значительным увеличением уровня индицируемого сиг­нала. Если уровень сигнала превысит пределы шкалы индикации необходимо регулятором усиления приемника установить его, как и в начале поиска, в пределах 25% от полной шкалы. Максимум сигнала будет достигнут непосредственно в МП.

Принцип поиска МП (метод максимума)

Принцип поиска МП (метод минимума)

Более точно МП можно определить, используя т.н. метод мини­мума. В отличие от вышеописанного штыри А-рамки здесь распо­лагаются на линии трассы, т.е. коммуникация лежит в плоскости рамки. А-рамка пошагово перемещается в сторону МП. Приближение к МП сопровождается увеличением уровня сигнала. Непосредственно над МП произойдет резкое уменьшение сигна­ла. При дальнейшем перемещении рамки опять происходит резкое увеличение сигнала с последующим плавным уменьшением. Что­бы не пропустить это локальное падение уровня сигнала необхо­димо уменьшить шаг перемещения рамки до нескольких сантиме­тров. Когда А-рамка установлена в месте, где индикация уровня сигнала минимальна, МП находится посредине между штырями рамки. Небольшое перемещение рамки в любую сторону от этой точки приводит к резкому увеличению сигнала.

Принцип поиска МП (метод минимума)

Особенности потенциального метода

При поиске МП с использованием штырей А-рамки оптимальной является частота 480Гц. Если при поиске используются дисковые электроды необходимо использовать высокую частоту. Эффективность потенциального метода для кабелей с пластмассовой оболочкой выше, чем для кабелей с металлической оболочкой.

C использованием А-рамки (АР-500) возможна реализация потенциального метода по постоянному или импульсному току. В этих случаях вместо приемника поискового к А-рамке необходимо подключить милливольтметр постоянного тока или импульсный милливольтметр соответственно.

Источник