Измерение расстояния до места обрыва жил кабеля

Измерение расстояния до места обрыва жил кабеля

Таблица, размещённая ниже, составлена очень ориентировочно, скорее, для создания общего представления что, и чем ищется. Народные названия некоторых типов повреждений могут отличаться в разных местностях (велик и богат русский язык).

Таблица выбора метода измерения расстояния до места повреждения

Диапазон	Народные названия	Использовать в первую очередь	Если невозможно применить предыдущую колонку	Использование поисковых комплектов
Обрывы	—	Обрыв	Импульсный метод	Измерение ёмкости или сравнение рабочих ёмкостей пар	При обрыве всех жил кабеля, контактный метод для однопарных кабелей
Пониженная изоляция	От 0 до 1 кОм	Плотное (полное) короткое, сообщение, земля	Импульсный метод, метод Муррея*	Измерение шлейфа повреждённых жил	Используется при повреждении внешней оболочки кабеля**
	От 1 кОм до 100 кОм	Большое короткое, сообщение, земля	Метод Муррея*	Импульсный метод	Используется при повреждении внешней оболочки кабеля**
	От 100 кОм до 10 МОм	Небольшое короткое, сообщение, земля	Метод Муррея*	Импульсный метод используется скорее для поиска муфт	Используется при повреждении внешней оболочки кабеля**
	Свыше 10 МОм	Чистые жилы	Отсоединение и проверка оконечных устройств	Деление длин кабеля на участки	Используется при повреждении внешней оболочки кабеля**
Пониженное переходное затухание	Менее 65 дБ***	Прослушка, разнопарка, битость пар	Импульсный метод	Метод сравнения рабочих емкостей пар	Не используется
* Для ИРК-ПРО «Утечка», используется если есть чистая жила. ** Имеется ввиду изоляция экрана менее 500 кОм, естественно экран должен быть при измерении изолирован на всех оконечных устройствах *** Измеряется приборами типа ИПЗ, Дельта-ПРО и пр. Этим типом приборов определяется только наличие повреждения, но не расстояние до разбивки пар Примечание. К значениям сопротивления повреждения изоляции следует относиться как к приблизительным.

Ко всему прочему, рекомендовал бы контролировать сопротивление изоляции экрана кабеля. По крайней мере, по изоляции экрана можно определить цела ли его оболочка.

Измерения импульсным методом

Метод замечателен наглядностью показаний. Для определения расстояния до повреждения или конца кабеля не надо применять каких-либо формул. Особенно эффективен метод при полном обрыве жил кабеля. Приборам не мешает пониженная изоляция и присутствие постоянного напряжения в кабельной паре. Так же не мешает им разница или неопределённость в диаметрах жил кабеля (сечении).

Приборы этого класса могут видеть даже окислившиеся скрутки в муфте или длине кабеля. Рефлектометры незаменимы при поиске места разбивки кабельных пар (разнопарке).

К недостаткам можно отнести неспособность видеть пониженную изоляцию даже в 10 кОм и погрешность из-за неточности определения коэффициента укорочения в кабелях ТПП, КСПП и ПРППМ.

Измерения универсальными кабельными приборами

Как правило, мостовые схемы измерения более сложны для понимания и пользуются меньшей популярностью, кстати, совсем необоснованно. Внесение в электронную начинку приборов автоматических расчётов немного облегчило монтёрам работу с такими изделиями, увы упрощение не добавило понимания процессов происходящих при измерениях. Подробней на странице «Виды повреждений изоляции линий связи. Способы расчёта и поиска»

Обязательным условием применения всех мостовых схем является наличие целой и чистой по изоляции жилы. Зато приборами типа ИРК-ПРО и ПКП можно довольно точно рассчитать повреждение с сопротивлением от 0 до 10 МОм.

Увы, расчет относительный, то есть приборы вычисляют процент от общей длины кабеля. При использовании же расчёта заложенного в электронной начинке прибора появляется дополнительная погрешность от некоторой разбежки в сопротивлении жил кабеля.

В эти же приборы заложена ещё и возможность измерения электрической ёмкости, что позволяет искать чистые по изоляции обрывы. К сожаленью погрешность больше, чем при использовании импульсного метода и пользуются им только при отсутствии рефлектометра.

Измерения любым методом с расчётом расстояния до повреждения имеют ещё один недостаток. Они не привязаны к местности, то есть не учитывают повороты трассы и всевозможные петли кабеля. Чтобы абсолютно привязать повреждение кабеля к местности и точно отметить место раскопок применяется ещё один класс приборов.

Поиск места повреждения непосредственно на месте

Поисковые комплекты. Трассоискатели, кабелеискатели.

Все приборы этого класса имеют в своём составе генератор и поисковую часть.

Генератор выдаёт в исследуемый кабель сигнал звуковой частоты, а с помощью другой части производится поиск. Поисковая часть часто имеет возможность использования двух методов поиска индуктивного и контактного.

При индукционном методе производится поиск трассы кабеля и явных повреждений (полных обрывов, земляных повреждений с малым сопротивлением). Контактным методом ищется точное место повреждения изоляции кабеля. Поиск производится измерительными штырями. В месте максимальных показаний прибора, как правило, и находят повреждения. Хитростей в этом процессе гораздо больше и прочитать о них можно на странице «Контактный метод. Поиск повреждения кабеля штырями»

Если полученные результаты измерения кажутся мистическими или фантастическими значит, вы ошиблись, законы Ома и Кирхгофа в нашем мире всё ещё соблюдаются, и когда всё будет раскопано и переделано, вы тоже в этом убедитесь.

Источник

Определение расстояния до места обрыва кабеля (оборваны все жилы)

2.5.1 Определение расстояния до места обрыва кабеля (оборваны все жилы)

При обрыве всех жил кабеля определить расстояние до повреждения можно по формуле:

где Сх – емкость оборванной пары, измеренная прибором;

Ср – погонная емкость пары.

2.5.2 Метод определения расстояния до места повреждения изоляции кабеля и его особенности

Рис 2.28 схема подключения жил кабеля к приборам

На рисунке обозначено:

А – «хорошая» жила;

В-жила с повреждением изоляции;

С – заземленная оболочка кабеля или жила, относительно которой у поврежденной жилы имеется утечка сопротивления Rп.

Расстояние Lx от начала кабеля до места нахождения утечки Rп определяется посредством измерения сопротивления шлейфа жил А и В, измерения сопротивления дефектного участка Rx жилы В и вычисления выражения:

Lx = 2Rx∙L / (Ra + Rв) = 2Rx∙L / Rs, (2.10)

где: Rs = Ra + Rв – сопротивление шлейфа жил А и В;

L – длина кабеля.

Если в кабеле есть одновременно несколько мест повреждения, например, вместе с утечкой Rп есть утечка R’п, причем R’п > Rп, то вследствии частичного ответвления измерительного тока на R’п при определения расстояния прибор покажет величину L’x. При этом, чем больше R’п по сравнению с Rп, тем меньше отличие L’x от Lx.

Таким образом, следует иметь в виду, что прибор не позволяет указать сколько и в каких местах одновременно имеется повреждений на неисправной жиле. Все повреждения идентифицируются прибором как одно общее повреждение, до которого и определяется расстояние.

2.5.3 Определение расстояния до места повреждения изоляции кабеля

Определение расстояния до места пониженной изоляции или места утечки на землю в поврежденной жиле симметричной линии производится методом Муррея посредством измерения отношения сопротивлений жилы до места повреждения к сопротивлению шлейфа, по схеме с замкнутыми жилами на противоположном конце кабеля.

Прежде всего необходимо найти в кабеле «хорошую» жилу.

Для этого в режиме «Измерение Ri» прибором ПКМ-105 измеряется сопротивление изоляции всех жил кабеля, которые предполагается использовать при измерениях.

В качестве «хорошей» жилы выбирается та жила, которая имеет наибольшее сопротивление изоляции. Далее нужно измерить сопротивление изоляции «хорошей» жилы Ri и поврежденной жилы Rп (жилы с пониженной изоляцией) и определить их отношение Кu.

Следует иметь в виду, что определение расстояния до места повреждения целесообразно проводить если величина Rп не превышает 20 МОм. При этом переходное сопротивление до 10 МОм позволяет обеспечить погрешность определения расстояния не более 1% (в пределах от 0,1 до 1% – в зависимости от условий). При более высоких значениях Rп погрешность увеличивается.

Если полученное отношение Кu удовлетворяет условию: Кu = Ri / Rп? 400, то для определения расстояния до места повреждения с паспортной точностью достаточно провести измерение с одного конца линии в режиме «Измерение Lx».

Рис 2.28 При измерении Lx схема подключения прибора

На рисунке позиция C может быть оболочкой кабеля или жилой, по отношению к которой понижено сопротивление изоляции поврежденной жилы B. Позицией A на рисунке обозначена неповрежденная жила. Жилы A и B соединены на конце между собой.

Измерение Lx производится прибором ПКМ-105 (РЕЙС-205) автоматически. Причем под управлением встроенного микропроцессора сначала измеряется сопротивление Rs шлейфа жил A и B, а затем измеряются сопротивление Rx части шлейфа от начала кабеля до места понижения изоляции жилы B.

Затем автоматически вычисляется отношение:

К = Rx / Rs / 2 = 2Rx / Rs (2.11)

Далее, используя погонное значение сопротивления жил Rо, автоматически вычисляется расстояние Lx до места повреждения:

Lx = L*K = (Rs/Rо)*(2Rx/Rs) = 2Rx/ Rо, (2.12)

где: L – полная длина линии, км;

R0 – погонное сопротивление, Ом/км;

Rx – сопротивление до места повреждения, Ом.

2.5.4 Учет величины Ku при определении расстояния до места повреждения изоляции кабеля

Источник

Основные методы определения мест повреждения (ОМП)

Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.

Основные виды повреждений силовых кабелей

• однофазное замыкание на «землю»;
• межфазное замыкание; межфазное замыкание на «землю»;
• обрыв жил кабеля без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
• заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий (заплывающий) при номинальном напряжении.

Классификация методов ОМП

Виды повреждений и основные методы поиска

Виды повреждений	Схема повреждения	Переходное сопротивление, Ом	Дистанционный метод	Топографический метод	Оборудование для определения мест повреждений
Замыкание фаз на оболочку кабеля		Rп 4	Мостовой	Акустический, накладная рамка	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
			Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-105М1, КП-500К
	100 4		Петлевой (мостовой)	Акустический	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
		Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический	РЕЙС-105М1, КП-500К
		100 4	Мостовой	Акустический, индукционный	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
	Замыкания между фазами		Rп 10 6	Импульсный, колебательного разряда	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» ,ПА-1000А, КП-500К
	Rп > 10 6	Импульсный, колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70 , ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
	0 Rп 3	Импульсный	Акустический, индукционный	РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К
Заплывающий пробой		Rп > 10 6	Колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А

Дистанционные (относительные) методы

• Импульсный метод заключается в том, что в кабельную ли­нию посылаются электрические импульсы (зондирующие импуль­сы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально рассто­янию до него вычисляют расстояние. Можно определить рассто­яние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
• Емкостный метод возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значе­нию измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помо­щью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в ме­сте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
• Метод колебательного разряда используется при опре­делении расстояния до мест однофазных повреждений с переход­ным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к по­явлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
• Волновой метод используется, в том случае, если сопро­тивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряжен­ного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произой­дет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отраз­ится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений времен­ной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время коле­бательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
• Петлевой метод основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места поврежде­ния невелика и составляет около 15% измеряемой длины.

Топографические (абсолютные) методы

• Акустический метод поиска основан на прослуши­вании над местом повреждения звуковых колебаний, возни­кающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
• Потенциальный метод поиска основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами.
• Индукционный метод поиска основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.

Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре

• Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
• Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
• Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
• Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
• Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
• Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
• Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
• Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.

Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.

В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.

Источник