Как проверяют место обрыва кабеля

Прозвонка кабеля и проводов — методы, схемы, тестеры

При проведении электромонтажных работ может понадобиться прозвонка кабеля, например, когда производится маркировка жил и проводов, проверка изоляции и целостности проводки, а также поиск места обрыва электрокабеля. Рассмотрим, какими способами можно провести тестирование, а также необходимое для этой цели оборудование.

Методы

Способы тестирования зависят от того, с какой целью оно выполняется. Для проверки целостности кабеля на предмет обрыва или электрической связи между его жилами (короткого замыкания) прозвонку можно осуществить тестером на основе батарейки и лампочки или же воспользоваться для этой цели мультиметром. Последний предпочтительнее.

Несмотря на то, что цена мультиметра выше, чем примитивного устройства, рекомендуем купить его, в хозяйстве этот прибор всегда пригодится.

Простейшее устройство для прозвонки электрического кабеля

Для проверки кабеля мультиметр должен быть включен в соответствующем режиме (изображение диода или зуммера).

Мультиметр, переведенный в режим прозвонки

Методика тестирования следующая:

При проверке провода на обрыв тестер подключается к его концам так, как это показано на рисунке. Если кабель целый – лампочка будет светиться (при тестировании мультиметром раздастся характерный звуковой сигнал).

Пояснения к рисунку:

• A –электрокабель;
• B – жилы кабеля;
• С – источник питания (батарейка);
• D – лампочка.

Если кабель уже уложен, то с одной его стороны необходимо соединить жилы вместе и прозвонить провода на другом конце;

Второй вариант проверки силового кабеля

когда проверяется наличие электрической связи между жилами кабеля, щупы тестера подключают к разным проводам. В отличие от предыдущего примера, скручивать жилы с другой стороны не требуется. Если между проводами нет короткого замыкания, лампочка гореть не будет (при тестировании мультиметром не раздастся звуковой сигнал).

Прозвонка многожильных кабелей с целью их маркировки

При маркировке многожильных кабелей можно использовать описанные выше методы, но существуют способы, позволяющие существенно упростить этот процесс.

Способ 1: применение специальных трансформаторов, у которых имеется несколько отводов вторичной обмотки. Схема подключения такого устройства показана на рисунке.

Использование трансформатора для маркировки

Как видно из рисунка, первичная обмотка такого трансформатора подключена к сети питания, один конец вторичной обмотки подсоединен к защитному экрану кабеля, остальные выводы — к его жилам. Для маркировки проводов необходимо замерить напряжение между экраном и каждым проводом.

Способ 2: использование блока резисторов с разным номиналом, подключенного к проводам кабеля с одной стороны, как показано на рисунке.

Резисторы, подключенные к выводам кабеля

Для определения кабеля достаточно замерить сопротивление между ним и экраном. Если вы хотите сделать такой прибор своими руками, то следует подбирать резисторы с шагом не менее 1 кОм, чтобы уменьшит влияние сопротивления провода. Также не следует забывать, что номинал резисторов имеет определенную погрешность, поэтому предварительно замерьте их омметром.

При проверке телефонного многожильного кабеля монтажниками не редко используется гарнитура для прозвонки, например ТМГ 1. Собственно, это две телефонные трубки, к одной из которых подключена батарейка на 4,5 В. Такое несложное приспособление позволяет не только проверить кабель, а и согласовывать свои действия при монтаже и тестировании.

Прозвонка телефонной трубкой

Проверка изоляции

Для тестирования изоляции мегаомметром или мультиметром принцип прозвонки такой же, как при поиске электрической связи между жилами кабеля.

Алгоритм тестирования следующий:

• устанавливаем на приборе максимальный диапазон — 2000 кОм;
• подсоединяем щупы к проводам и смотрим, что показывает дисплей прибора. Учитывая, что провода обладают определенной емкостью, пока она не зарядится, показания могут изменяться. Через несколько секунд табло прибора может отображать следующие значения:
• единица, это говорит о том, что изоляция между проводами в норме;
• ноль – между жилами короткое замыкание;
• какие-то средние показания, это может быть вызвано как «утечкой» в изоляции, так и электромагнитными помехами. Для установления причины следует переключить прибор на максимальный диапазон 200 кОм. При неисправной изоляции на табло отобразятся стабильные показания, если они будут меняться, то можно с уверенностью говорить об электромагнитных помехах.

Внимание! Перед проверкой изоляции электропроводки ее необходимо обесточить. Второй важный момент – проводя измерения, не прикасайтесь к щупам руками, этим можно внести погрешности.

Видео: Прозвонка провода — проверка целостности.

Поиск места обрыва

После того, как был обнаружен обрыв в электропроводке, необходимо локализировать место, где это произошло. Для прозвонки в этом случае можно использовать тон генератор, например такой как Cable Tracker MS6812R или TGP 42. Такие устройства позволяют с точностью до сантиметра установить место обрыва, а также определить трассу скрытой проводки, помимо этого приборы имеют и другие полезные функции.

Модель MS6812R

Приборы данного типа включают в себя генератор звукового сигнала и датчик, присоединенный к наушнику или динамику. При приближении датчика к месту обрыва пар кабеля UTP или жил электропроводки тональность звукового сигнала меняется. Когда производится тоновая прозвонка, перед подключением звукового генератора необходимо обесточить проводку, в противном случае прибор выйдет из строя.

Заметим, что при помощи этого прибора можно прозванивать как силовые, так и слаботочные кабеля, например, проверить целостность витой пары, радио проводки или линий связи. К сожалению, такие устройства не позволят определить правильность подключения, для этой цели применяется специальное оборудование – кабельные тестеры.

Тестеры для кабеля

Данный класс приборов позволяет проверить как целостность кабеля, так и правильность его подключения, что очень важно для сетей интернет провайдеров. Это могут быт простые устройства, проверяющие кроссоверность или сложные приборы на PIC контролере, у которых есть АЦП и встроенный мультиплексор.

Многоцелевой кабельный тестер Pro’sKit MT-7051N на микроконтроллере

Естественно, что стоимость таких устройств не располагает к их бытовому использованию.

Самодельная бесконтактная прозвонка

Ниже показа схема простого бесконтактного детектора обрыва, она может быть собрана в течение одного вечера. Учитывая небольшое количество деталей, можно не утруждать себя изготовлением печатной платы, а применить навесной монтаж.

Схема детектора

Перечень необходимых радиодеталей:

• переменное сопротивление R1 – 100 кОм;
• резистор R2 – от 4 до 8 МОм;
• конденсаторы электролитического типа: C1 и С3 – 220 мкФ, С2 – 33 мкФ;
• конденсатор керамического типа с емкостью 0,1 мкФ;
• D1 – микросхема LAG 665 (желательно в корпусе DIP);
• SP – обычный наушник от телефонной гарнитуры.

Схема может питаться от источника с напряжением от 2 до 5 вольт.

Щуп (Р) изготовлен на базе обычной спицы из колеса велосипеда.

Щуп для самодельного детектора обрыва

Правильно собранная бесконтактная прозвонка кабеля не требует настройки.

Видео: Прозвонка кабеля своими руками. Как выполняется прозвонка проводов с помощью лампочки и батарейки

Если посчитать стоимость всех необходимых деталей, нетрудно убедиться, что полученный результат будет на порядок меньше , чем стоимость услуг по обнаружению обрыва проводки, указанных в строительных сметах.

Источник

Определение места повреждения кабеля

Как правило, соединения потребителей с источниками электроэнергии (трансформаторными и распределительными подстанциями) осуществляется при помощи кабельных линий (КЛ). Это связано с тем, что у данного способа есть масса преимуществ перед воздушными линиями (ВЛ). Но, если случилась авария на КЛ, то поиск места повреждения кабеля без специальных приборов, практически невозможен. Сегодня мы рассмотрим несколько способов, позволяющих локализовать аварийный участок кабельной трассы, проложенной в земле.

Причины и виды повреждений кабельных линий

Существует много факторов, негативно влияющих на целостность силовых кабелей, к наиболее распространенным из них можно отнести следующие:

• Подвижка грунта, может быть вызвана аварией водопроводных, канализационных или тепловых сетей, а также сезонными явлениями, например, весенним оттаиванием.
• Превышение допустимых норм эксплуатации КЛ, что может привести к термической перегрузки линии, вызванной увеличением токовой нагрузки.
• Образование в КЛ высокого уровня электрического тока от транзитного КЗ.
• Механическое повреждение при земляных работах без учета прохождения подземных коммуникаций и глубины трассы.
• Ошибки при прокладке КЛ. В качестве примера можно привести нарушения технологии соединения жил кабельными муфтами.
• Заводской брак.

Заметим, что при открытой прокладке кабельных трасс некоторые перечисленные выше причины повреждений встречаются крайне редко. В частности, снижается вероятность влияния подвижки грунта и механические воздействия вследствие земляных работ. Помимо этого зоны повреждения открытых КЛ, в большинстве случаев, можно обнаружить при визуальном осмотре, без задействования спецметодов.

Разобравшись с причинами, перейдем к видам повреждений, поскольку от этого напрямую зависит, каким методом будет локализирован аварийный участок КЛ.

Чаще всего ремонтным бригадам приходится сталкиваться со следующими видами неисправностей:

• Дефект, вызванный полным или частичным обрывом КЛ. Чаще всего причиной аварии является проведение земляных работ без определения прохождения кабельных трасс. Несколько реже причиной данного повреждения может стать КЗ в соединительных муфтах.
• В силовых кабелях (более 1кВ), часто встречается пробой одной из жил на землю (однофазное замыкание). Ток утечки, как правило, это вызвано снижением качества изоляции в процессе эксплуатации КЛ.
• Межфазные повреждения, а также виды металлических замыканий, могут возникнуть в любых линиях, причина повреждений такая же, как и в предыдущем пункте.
• Плановое испытание кабеля, при котором задействуется высокий уровень напряжения, показывают низкую надежность изоляции, и приводит к возникновению пробоя. При определенных обстоятельствах такая линия может продолжать эксплуатироваться, но из-за низкого уровня ее надежности, авария может проявиться в любое время.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Методики определения повреждения кабеля в земле

Как правило, дефектоскопия кабеля осуществляется в два этапа:

1. Устанавливаются границы зоны, в пределах которой находится аварийный участок.
2. Производится поиск точного места повреждения в определенной зоне.

Соответственно на первом этапе применяются относительные способы, а на втором широко используются технологии с повышенной точностью поиска повреждений. Перечислим основные методики дефектоскопии и особенности их применения.

Индукционный метод

Эта технология позволяет определить локацию, где произошел пробой изоляционного слоя токопроводящих элементов кабеля. Для этого при помощи специального генератора в КЛ подается переменный ток с силой до 20,0 ампер и частотой от 800,0 до 1200,0 герц. В результате, вокруг КЛ формируется электромагнитное поле определенной интенсивности. Если поместить в него антенную рамку подключенную к наушникам через усилитель, то можно услышать звук определенной частоты над неповрежденными токопроводящими элементами.

По характеру звукового сигнала можно определить не локацию дефекта, позиции муфт для соединения, топографию трассы (трассировку), включая наличие защитных труб. Ниже представлен рисунок, где показан уровень изменения сигнала над различными участками КЛ.

Поиск повреждений кабеля индукционным методом

Обозначения:

1. Задающий генератор.
2. Расположение соединительных элементов.
3. Защита кабеля.
4. Дефектное место.

Импульсный метод

Как уже упоминалось выше, данный способ относится к относительным, то есть, позволяющим установить дефектную зону повреждения (как правило, межфазное КЗ). Принцип работы заключается в подаче специальным прибором эталонного высоковольтного импульса в КЛ и последующим определением удаленности аварийного участка по отраженному сигналу импульсных токов.

Экран прибора ИКЛ с отображением отраженного импульса в случае замыкания (а) и обрыва (b) кабеля

В приведенном на рисунке примере расстояние до дефектного участка определяется следующим образом:

t_x – интервал времени между посланным и отраженным электрическим сигналом, измеряется в микросекундах. Как видно из рисунка, он равен 3,5 мкс. Учитывая, что скорость распространения импульса (v) примерно равна 160,0 м/мкс, то для решения необходимо применить следующую формулу: l_x = ( t_x*v ) / 2, где l_x – расстояние от генератора импульсов до поврежденного участка кабеля. В результате мы получим ( 3.5 * 160 ) / 2, то есть, 280,0 метров.

Обратим внимание, что в некоторых приборах по форме отраженного сигнала можно судить о характере дефекта.

Акустический метод

Технология основана на формировании в дефектном участке искровых разрядов, сопровождающимися звуковыми импульсами. Зафиксировать их можно используя обычный стетоскоп, прикладывая акустическую головку к земле, либо применяя специальный акустический приемник. Над дефектным участком разряды звуковых частот будут максимально громкими.

Различные схемы, применяемые при акустическом методе поиска повреждений кабеля

Обозначения:

1. Поиск устойчивого короткого замыкания между токоведущей жилой и оболочкой кабеля.
2. Схема для поиска заплывающих пробоев.
3. Применение работоспособных токопроводящих элементов (задействована емкость жил).
4. Схема для поиска обрыва.

Видео по теме:

Емкостной метод

Технология данного метода позволяет проводить поиск повреждения, в частности обрыва токоведущих элементов кабеля, путем измерения емкости жил. Как известно данный параметр напрямую зависит от длины кабеля. С упрощенной схемой высоковольтных колебаний для такого устройства можно ознакомиться ниже.

Мост переменного тока, используемый в емкостном методе обнаружения повреждения кабеля

Обозначения:

• R₁, R₂, R₃ – регулируемые резисторы.
• C_э – эталонный высоковольтный конденсатор.
• L – расстояние до места обрыва.
• L_к – общая длина КЛ.
• 1 – токоведущие элементы кабеля.
• 2 – защитная оболочка.
• 3 – место обрыва.

Подбирая сопротивление переменных резисторов, добиваются минимального отклонения стрелки прибора Г, что указывает на равновесие между плечами моста, что говорит о следующем соотношении R₁ / R₂ = С_x / С_э , это позволяет установить емкость поврежденной жилы С_x = С_э* (R₁ / R₂) .

Подобным способом производим определение емкости на другом конце КЛ, то есть, подключаем к нему генератор и повторяем измерения. В результате, вычисляем расстояние до поврежденной зоны: L = L_k * С₁ / ( C₁ + C₂ ), где С₁ и С₂ – емкости поврежденных токоведущих элементов кабеля, измеренные в начале и конце КЛ.

Метод колебательного разряда

Данный способ позволяет более эффективно определить расстояние до дефекта кабеля, известного, как заплывающий пробой. Для этой цели в поврежденную линию подаются импульсные колебательные разряды, после чего на экран спецприбора (например, ЭМКС58) выводятся данные о расстоянии до дефектного места.

Экран прибора РЕЙС-305 с указанием расстояния до поврежденного участка кабеля

Принципа работы данного метода во многом напоминает импульсный способ дефектоскопии.

Метод петли

Данный способ хорошо работает в тех случаях, когда в месте нарушения изоляции нет обрыва токоведущих элементов кабеля, а переходное сопротивление в месте дефекта не более 5,0 кОм. При несоответствии последнего условия может быть выполнен прожиг кабеля (прожигание изоляции для уменьшения переходного сопротивления). Упрощенный пример электрической схемы для метода петли показан ниже.

Устройство для поиска повреждения кабеля методом петли

Обозначения:

• Г – гальванометр.
• R1 и R2 – переменные резисторы, измерение сопротивления которых осуществляется после уравновешивания моста.
• L_k – длина КЛ.
• L – расстояние до дефектного участка.
• 1 – токопроводящие элементы кабеля.
• 2 – перемычка между целой и дефектной жилой.

После уравновешивания моста, расстояние до обрыва вычисляется по формуле: .

Метод накладной рамки

Данный вариант поиска повреждения в КЛ можно рассматривать в качестве одной из разновидностей индукционного способа, когда необходимо найти пробой между токоведущим элементом кабеля и его металлической оболочкой (броней). Данная технология рассчитана на поиск дефектных мест при открытой прокладке кабельных трасс, но ее можно успешно использовать и КЛ уложенных в грунт. В последнем случае требуется выкопать шурфы в зоне локализации дефекта.

Локализация повреждения кабеля методом накладной рамки

Обозначения:

1. Накладные рамки.
2. Место пробоя изоляции.

Поиск обрыва кабеля в бетонной стене и под гипсокартоном с помощью трассоискателя

Источник