Виды повреждения изоляции кабеля
Термин «изоляция» в среде электриков и связистов часто применяется в значении «сопротивление изоляции». То есть элемент конструкции кабеля и сопротивление изоляции линии обозначаются одним и тем же словом, и понимаются по смыслу. Говорят: «померь изоляцию», «проверь изоляцию», но и «протри изоляцию»
В измерении сопротивления изоляции есть ещё одна тонкость. Электрическая изоляция проверяется не столько измерением сколько испытанием. Например, маленьким цифровым тестером можно померить сопротивление в 100 и даже 1000 Мегаом, но такое измерение не является правильным. Измерение должно проводится с подачей на испытуемый участок повышенного напряжения. Для связи это обычно 120 или 400 Вольт, для электриков 500, 1000, 2500 В. Эти напряжения, как правило образуются преобразователями специальных измерительных приборов — мегомметров. Функция мегомметра в связных приборах есть в составе комплексных кабельных измерителей, например, таких как ПКП или ИРК-ПРО
Изоляция — самый болезненный для связных линий параметр. Ибо даже небольшая с точки зрения обывателя царапина может отключить телефоны в небольшом микрорайоне. Легко мерится, но далеко не всегда легко находится. Нормы на этот параметр есть на странице → Справочные данные о кабелях связи ТПП и КСПП. Нормы на смонтированные линии связи
Повреждения изоляции кабельных линий.
В зависимости от того изоляция между какими жилами или элементами кабеля повреждена телефонисты различают три типа повреждений электрической изоляции: короткое замыкание, сообщение и земля.
Короткое это нарушение изоляции между двумя жилами одной пары. Короткое замыкание у телефонистов несколько отличается от аналогичного понятия в радиотехнике, так уменьшение изоляции между жилами в сотни мегом у связистов уже короткое. А короткое в 1 – 2 мегома уже делает абонентскую линию нерабочей.
Сообщение – нарушение изоляции между двумя жилами разных пар. В эксплуатации определяют тип повреждения ещё на кроссе, и сообщение определяют по наличию постороннего напряжения на паре. Один из нюансов заключается в том, что если на кроссе отключить пару, сообщающуюся с искомой, то станционный прибор или компьютер покажет что в линии всё нормально. Как правило, чистое сообщение в кабеле возникает при попадании воды в муфту или в кабель. Для абонентов это повреждение вызывает эффект «круглого стола» или «конференции». Слышны переговоры каких-то посторонних людей, которые, в свою очередь слышат вас и можно при этом лихо обложить кого-нибудь матом или самому услышать что-нибудь этакое. Следует различать сообщение с таким понятием, как прослушивание, или правильнее, пониженное переходное затухание, но об этом в разделе измерения переменным током.
Земля – нарушение изоляции по отношению к заземлению. Иногда на кроссе определяя повреждение, как землю, путают его с сообщением. Происходит это из-за того, что станционный прибор не видит постороннего напряжения на линии, а повреждённая жила сообщается с «+» другой пары. Для приборов типа ИРК-ПРО особой разницы нет, а вот более старым может мешать постороннее напряжение присутствующее на такой паре.
Повреждения изоляции линий связи
Как это всё ищут. Чем ниже изоляция, тем проще найти повреждение. А если в том же кабеле присутствуют целая жила с хорошей изоляцией, то всё довольно просто. Коротим на противоположном конце линии повреждённую жилу с чистой, со своей стороны включаем три провода прибора (ИРК-ПРО, ПКП, ПКМ или другой с мостовой схемой): два провода «А» и «В» идут на «чистую» и повреждённую жилу соответственно, «С» заземляется.
Мостовая схема сравнения плеч
На картинке урезанный вариант мостовой схемы измерения Муррея. Прибор сравнивает сопротивление между проводами «А» и «В» (жёлтая и красная стрелки). По полученному результату и судят о расстоянии до повреждения. В современных приборах это всё упрощено до безобразия. Вносим в прибор, длину или тип кабеля – получаем ответ в метрах или процентах от общей длины, если длину и тип кабеля не ввели.
При казалось бы простом принципе тестером эту операцию проделать невозможно. Причина в том, что Rповр. постоянно «плавает» и фокус именно в одновременном сравнении сопротивлений.
• Всё это хорошо работает при повреждении изоляции до 10 мегом. Если сопротивление больше, погрешность измерений резко возрастает. Так же сильно растёт погрешность, если чистую жилу найти не удаётся и приходится мерить с тем, что есть.
• Если все жилы «землят» одинаково применение мостовых методов бессмысленно. Причём ИРК-ПРО, например, всё равно выдаёт какой-то результат, не верьте — обманывает.
• Если сопротивление изоляции этих жил отличается более чем в 3 раза, имеет смысл померить с использованием коэффициента К, но в этом случае рекомендуют провести измерения несколько раз и с обеих сторон линии. Как правило, разброс показаний очень большой и судить о месте повреждения можно лишь ориентировочно.
• Если «земля» на всех жилах менее 10 кОм имеет смысл использовать рефлектометр.
Особенности включения прибора при разных типах повреждения изоляции кабеля.
Сообщение в кабеле с включенным питанием остальных пар ищется так же, как и земля. Современным приборам всё равно куда пойдёт ток утечки, пройдя через Rповр., они мерят соотношение плеч. Если же кабельная линия полностью отключена, то такой номер не пройдёт. Придётся искать, какая жила, с какой сообщается. Далее на найденную жилу подключают к проводу «С» прибора или заземляют.
Сообщение
Короткое мерится похожим образом. Только шнур «С» подключается к жиле этой же пары, провод «А» включается уже в жилу другой пары и коротятся на другом конце уже другие жилы.
Короткое
Обладатели ПКП могут посетить страничку методикой работы ПКП-5 или конкретно методы Муррея, и Купфмюллера.
Изоляция экрана
Норма 5 Мом/км прописана в документах очень давно, как обязательная изоляция защитной оболочки кабеля. Относится также к броне оптоволоконного кабеля. Норма в некоторых документах имеет оговорку, при невозможности найти повреждение допускается изоляция 1 Мом/км. Не влияет на другие параметры, но, тем не менее является доказательством герметичности оболочки. В реальности в новом кабеле изоляция экрана от 40 до 30000 Мом. И раньше и сейчас измерение этого параметра часто игнорировалось при приёмо-сдаточных измерениях, а зря.
Несколько лет назад кабель выпускался без наполнителя, без буквы «З» в маркировке. Негерметичность оболочки проявлялась очень быстро либо падением изоляции жил, либо сильным расходом воздуха при установке магистрали под избыточное давление (установки КСУ и аналогичные). То есть все «дырки вылазили» почти сразу. С появлением кабелей с гидрофобным наполнителем ситуация изменилась, а эксплуатирующие организации частенько не обращают внимание на то, что строители сдают им кабеля с «задранной» оболочкой. Кабель с гидрофобом несмотря на довольно большую дыру очень долго сохраняет изоляцию жил, даже если кабель лежит во влажном грунте. То есть, по привычке померили изоляцию, ёмкость, шлейф, иногда переходное затухание: остались довольны и всё. Если вам сдают кабель с гидрофобом, проверяйте экран обязательно. Мне приходилось находить повреждения при изоляции экрана в 1,2 Мом, при этом дырка оказалась 7 мм в диаметре. Естественно, что обещанных кабельным заводом 25 лет безоблачной эксплуатации вы с такой «дыркой» не дождётесь.
Поиск повреждений оболочки кабеля (изоляции экрана)
Если кабель проложен в грунте, проще всего искать комплектом генератор-кабелеискатель-штыри описанным на соответствующих страницах.
Если кабель разветвлён, то есть сначала 100х2, перчатка, 50х2 + 30х2 + 20х2, то муфту-перчатку лучше вскрыть. Здесь вообще метод деления на части часто оказывается самым эффективным.
Можно воспользоваться мостовыми схемами измерения в случаях, если смонтированный кабель не имеет муфт или состоит из одинаковых и по парной ёмкости и произведённых одним кабельным заводом длин кабеля.
Объяснюсь. Сопротивление цепи экрана ни где не нормируется, то есть в 1км ТППэпЗ 50х2х0.5 экран может иметь сопротивление от 6 до 20 Ом и зависит от толщины алюминиевого покрытия. То есть один завод делает кабель с экраном в 8 Ом/км, другой 14. Естественно, о какой-то точности при таком разбросе говорить не приходится.
И, всё таки, если вы имеете однородный кабель мостовой схемой воспользоваться можно.
Если у вас есть ИРК-ПРО можно воспользоваться возможностью прибора измерять несимметричный кабель или искать повреждение по вспомогательным жилам. Вместо вспомогательных жил используется одна пара кабеля. Если экран кабеля однороден, получается достаточно точно. В ИРК-ПРО-Альфа на экране даже схема соответствующая рисуется. Измерение проводится в два этапа, на индикаторе появляются соответствующие подсказки и если предварительно ввести длину кабеля, то результат высветится в метрах.
Метод может быть использован для поиска повреждений оболочки оптоволоконного кабеля, но для этого уже нужно разматывать вспомогательный кабель поверх трассы, потому, что в современных оптических кабелях не закладывается дополнительных жил, необходимых для измерения мостовыми методами.
Поиск повреждений экрана кабеля связи методом Муррея
Кто больше привык доверять методу Муррея может попробовать ещё один способ:
1. Мерим шлейф пары. Сразу можно вычислить длину, если она неизвестна. Предположим 344.8 (Ом), длина 2км.
2. Мерим шлейф цепи жила-экран. Получается почти в 2 раза меньше 183.7 (Ом).
3. Вычисляем сопротивление 1 жилы. Оно равно в нашем случае 344.8/2=172.2 (Ом).
3. Далее находим сопротивление экрана. Отнимаем от сопротивления жила-экран сопротивление жилы. 183.7-172.2=11.5 (Ом).
Следующим шагом является «создание» жилы с сопротивлением равным сопротивлению экрана.
4. Для этого десяток (иногда требуется 2) кабеля закорачиваем между собой и с экраном кабеля.
5. На другом конце мерим шлейф и изменяем количество запараллеленных жил. Добиться в данном случае надо шлейфа ровно в два раза большего, чем сопротивление экрана. В нашем случае: 11.5х2=23.0 (Ом). Например закоротили все 20 жил: получили шлейф 18.7 (Ом) — мало, откидываем 1 жилу: 19.2 — опять мало. Иногда участвующих в измерении жил может быть 10, иногда 15. (количество требуемых жил можно вычислить, но проще распараллеливать по одной).
6. Далее, добившись нужного шлейфа производим измерение методом Муррея или, для ИРК-ПРО, режим «утечка». В данном случае экран — это повреждённая жила. Предположим результат 75% или коэффициент 0.75
7. Полученный результат умножаем на известную длину кабеля: 2000х0.75=1500 (метров).
Иногда не удаётся добиться жилами сопротивления равного сопротивлению экрана. Это может получиться при измерении КСПП, жил всего 4. Мерим сначала с 3-мя, затем с 4-мя жилами результат усредняем. (погрешность будет больше).
Источник
Виды повреждений кабельных линий
Кабельные линии электропередачи широко используются для приема, распределения и передачи электроэнергии потребителям. Кабельные линии, как и любой элемент электрических сетей, в процессе эксплуатации может повредиться.
Одна из основных задач в электроэнергетике — обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей, поэтому необходимо, по возможности, минимизировать риски повреждения кабельных линий.
Рассмотрим, какие бывают виды повреждений кабельных линий, и по какой причине происходит то или иное повреждение.
Однофазное замыкание на землю
Однофазное замыкание одной из фаз кабеля на землю является одним из наиболее распространенных повреждений кабельных линий. При данном повреждении одна из токоведущих фаз вследствие нарушения целостности изоляции контактирует с внешней, экранирующей оболочкой кабеля, которая заземлена.
Однофазные замыкания, в свою очередь, классифицируют по величине переходного сопротивления в месте замыкания.
Первый тип — замыкание с высоким сопротивлением в месте контакта, так называемый заплывающий пробой изоляции. При данном повреждении в электрической сети наблюдается хаотичное изменение фазных напряжений.
Второй тип — замыкание с небольшим сопротивлением от нескольких Ом до нескольких десятков кОм. В данном случае в электрической сети будет наблюдаться существенный перекос фазных напряжений, при этом на поврежденной фазе напряжение будет ниже, а на двух других фазах выше. Чем меньше сопротивление в месте замыкания фазы, тем больше перекос напряжения.
Третий тип — полное замыкание одной жилы кабеля, то есть переходное сопротивление в месте замыкания близко к нулю. При данном повреждении напряжение на поврежденной фазе отсутствует, на двух других фазах напряжение вырастает до линейного.
Однофазное замыкание на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью является аварийным режимом, поэтому линия с данным повреждением будет обесточена действием защиты от сверхтоков.
В сетях, работающих в режиме изолированной нейтрали, данный тип повреждения не является аварийным, поэтому кабель может продолжительное время находиться под напряжением, пока не будет обнаружен и отключен от сети поврежденный участок. Поэтому очень часто однофазное замыкание на землю на кабельной линии в сети с изолированной нейтралью быстро переходит в междуфазное замыкание и происходит автоматическое отключение линии.
Междуфазное замыкание двух или трех фаз
Второй по распространенности тип повреждения — короткое замыкание двух или трех фаз кабельной линии. В большинстве случаев замыкание между жилами кабеля происходит через экранирующую заземленную оболочку — то есть в данном случае наблюдается двух или трех фазное замыкание на землю.
Данный тип повреждения является наиболее тяжелым и характеризуется, как правило, большими токами, которые должны быть отключены действием защиты, независимо от класса напряжения и режима работы электрической сети. Если по какой-то причине происходит задержка срабатывания защиты кабельной линии, то в месте замыкания появляется видимое повреждение, вплоть до полного разрыва кабеля в месте короткого замыкания.
Причины однофазных и междуфазных коротких замыканий:
неправильный выбор типа и сечения кабеля, защитных аппаратов или неправильный выбор уставки устройств релейной защиты и автоматики;
эксплуатация кабеля в недопустимых условиях окружающей среды;
заводские дефекты либо дефекты, возникшие в результате ошибок при монтаже кабельной линии;
повреждение кабельной линии при эксплуатации в результате внешнего механического воздействия, негативного влияния сторонних объектов и коммуникаций, которые находятся на недопустимом расстоянии к кабелю (по причине ошибок при монтаже кабеля или из-за несогласованных действий при строительстве различных объектов и прокладке коммуникаций);
естественный износ изоляционного материала и коррозии металлических конструктивных элементов кабельной линии.
Обрыв одной или нескольких жил
Еще один возможный тип повреждения кабеля — обрыв одной или нескольких жил. Обрыв жил происходит в результате нежелательного смещения или растяжения кабеля, по причине неправильно выбранного типа кабеля, допущении ошибок при монтаже на опорах, различных конструкциях или при прокладке в земле, а также в результате внешних механических воздействий.
Обрыв также может сопровождаться замыканием на землю, если между оборванной жилой и внешней заземленной оболочкой кабеля нарушена целостность изоляции. При этом заземление может быть как оборванных, так и целостных жил.
Нередко обрыв жил кабельной линии возникает возле соединительных муфт, как наиболее уязвимого участка кабельной линии. Причиной данного повреждения может быть ошибка при монтаже муфты, а также из-за постоянных смещений и просадок грунта.
На одной кабельной линии может быть одновременно несколько поврежденных участков, причем повреждения могут быть разного характера. Подобные повреждения могут возникнуть при механическом воздействии на кабель на разных участках.
Возможно, также причина может быть в наличии «слабых мест» (частичное нарушение целостности изолирующих материалов, заводской брак), которые выдерживали номинальную нагрузку, но при значительном превышении тока, который протекал при замыкании, произошло повреждение кабеля в данных местах.
По этой причине нередко возникают ситуации, когда после устранения повреждения на кабель подается напряжение и повторно срабатывает защита, что свидетельствует о наличии другого поврежденного участка на кабельной линии.
Поэтому перед подачей напряжения необходимо удостовериться в отсутствии других поврежденных участков на кабеле. Для этого производят измерение сопротивления изоляции кабеля мегомметром, а в высоковольтных сетях на протяженных кабельных линиях для поиска повреждений используют специальную испытательную установку.
Источник
