Добрий час доби, друзі!
Сьогодні, як я і обіцяв, продовжую цикл статей про пошук місця пошкодження силових кабельних ліній. Поговоримо про відносних методах визначення відстані до місця пошкодження кабельних ліній.
За допомогою імпульсного методу можна виміряти повну довжину кабельної лінії, визначити відстань до місця пошкодження, що має перехідний опір менше 200 Ом, а також відстань до розривів (розтяжок) жил кабелю.
Принцип імпульсного методу полягає в тому, що в пошкоджену кабельну лінію надсилаються імпульси напруги (зондувальні імпульси).
Внаслідок неоднорідності хвильового опору, викликаної пошкодженням кабелю, виникають відбиті сигнали від місць пошкоджень. Ці сигнали фіксуються на екрані приладу, який визначає неоднорідність кабельної лінії (наприклад, Р5-10, Рейс-105).
Схема, що реалізує даний метод, представлена на рис. 1.
Неоднорідності хвильового опору з'являються в сполучних муфтах в місцях однофазних і міжфазних пошкоджень кабелю з перехідним опором в місці пошкодження менш 200 Ом, в розтяжках жил кабелю, в кінці кабельної лінії.
Мал. 1. Схема підключення вимірювача неоднорідностей лінії до ушкодженого кабелю
1 - вимірювач неоднорідностей лінії Р5-10, (Рейс-105); 2 - з'єднувальний кабель;
3 - провід захисного заземлення; 4 - пошкоджений силовий кабель.
Імпульсні характеристики кабельної лінії з різними видами пошкоджень показані на рис. 2.
Мал. 2. Імпульсна характеристика кабельної лінії при:
а - вимірі відстані до обриву або повної довжини кабелю;
б - вимірі відстані до короткого замикання в кабелі
1 - початок кабельної лінії; 2 - відображення імпульсу від муфти; 3 - відображення імпульсу від обриву або повної довжини кабельної лінії (а), відображення імпульсу від замикання (б)
При визначенні відстані до місця обриву (розтяжки) або вимірі повної довжини кабелю полярність відбитого сигналу збігається з полярністю зондуючого імпульсу. На екрані приладу при цьому спостерігається сплеск сигналу (рис. 2а). Полярність сигналу, відбитого від місця замикання жили, протилежна полярності зондуючого імпульсу (рис. 2б). На екрані приладу при цьому спостерігається провал сигналу. При значних перешкодах, наприклад від блукаючих струмів, вимірювачі неоднорідності підключають до пошкодженої і неушкодженою жилах. У разі, якщо неможливо знизити опір в місці пошкодження нижче 200 Ом, можна провести порівняння імпульсних характеристик пошкодженої і неушкодженою жил кабелю. На тих ділянках імпульсних характеристик, де є помітні відмінності, можна припускати наявність пошкодження.
2. Метод коливального розряду.
При визначенні відстаней до місць однофазних ушкоджень з перехідним опором в місці пошкодження, рівним десяткам і сотням мегаом ( «запливати пробою»), використовується метод коливального розряду.
Схема підключення приладів при визначенні відстані до місця «запливаючого пробою» показана на рис. 3.
Місце пошкодження пробивається напругою високовольтної випробувальної установки. Електромагнітний імпульс, що виникає в місці пробою, поширюється в різні боки зі швидкістю приблизно 160 м / мкс. Досягнувши початку лінії, він фіксується вимірником відстані до місця пошкодження кабелю (t1, рис. 4). Відстань до місця пошкодження кабелю при цьому визначається за формулою:
де: t1 - передній фронт прямокутного імпульсу вимірювача при приході на нього прямого сигналу;
t3 - задній фронт того ж імпульсу при переході на вимірювач відбитого від місця пошкодження сигналу.
Мал. 3. Схема підключення приладів при вимірюванні відстані до місця
«Запливаючого» пробою в трифазному кабелі:
1 - високовольтна випробувальна установка; 2 - резистор, що обмежує струм заряду конденсаторів С; 3 - вимірювач відстані до місця пошкодження в кабелі; 4 - з'єднувальний кабель; 5 - провід захисного заземлення вимірника; 6 - ланцюг заземлення високовольтної випрямної установки; 7 - пошкоджений силовий кабель
Мал. 4. Епюри напружень коливального процесу при пробої зарядженої кабельної лінії, зняті на затисках кабелю, і епюри напружень після диференціювання коливального процесу вхідними ланцюгами вимірника:
t0 - час початку пробою в пошкодженій жилі кабелю; t1 - час приходу електромагнітної хвилі до початку кабелю; tn1, tn2 - час приходу відбитої від неоднорідності електромагнітної хвилі; t2 - час приходу відбитої хвилі до місця пробою; t3 - час приходу відбитої від місця пробою електромагнітної хвилі до початку кабелю
На епюрі коливального процесу при пробої місця пошкодження видно сплески сигналу в момент часу tn1 і tn2, що обумовлено деякою неоднорідністю хвильового опору неушкодженого ділянки кабелю, які можуть викликати помилкові спрацьовування датчика, що призведе до неправильного вимірювання відстані до місця пошкодження.
Для виключення помилкових спрацьовувань в измерителях передбачається плавне зміна рівня вхідного сигналу і введення імпульсів затримки, які нейтралізують сигнали перешкод.
Даний метод в умовах електротехнічної лабораторії МП «Водоканал міста Рязані» не використовується.
Хвильовий метод застосовується в разі, якщо опір в місці пошкодження становить від нуля Ом до сотень кОм.
На рис. 5 показана принципова схема підключення приладів при вимірюванні відстані до місця пошкодження з перехідним опором від одиниць до сотень кОм при установці вимірювача і приєднувального пристрою струму в пересувній вимірювальної лабораторії.
В основу даного методу покладено відоме явище відбиття електромагнітних імпульсів від місць пошкодження КЛ.
Заряджена від високовольтної випробувальної установки батарея конденсаторів розряджається при виникненні пробою (при великому перехідному опорі в місці пошкодження) або при досягненні напруги спрацьовування розрядника (при малих опорах в місці пошкодження кабелю).
Мал. 5. Схема, яка використовується для визначення відстані до місця пошкодження КЛ хвильовим методом
1 - високовольтна випробувальна установка; 2 - резистор, що обмежує струм заряду батареї конденсаторів; 3 - керований розрядник; 4 - високовольтний екранований кабель; 5 - батарея конденсаторів; 6 - пошкоджений кабель; 7 - приєднувальний пристрій (датчик струму); 8 - екранований кабель.
Мал. 6. Епюри струму в ланцюзі конденсатора і епюри напруги на виході приєднувального пристрою
t0 - момент початку пробою в пошкодженій жилі кабелю; Т - час пробою; t1, t2, t3,
... - момент приходу відбитих імпульсів до початку кабелю
В обох випадках електромагнітний імпульс, по черзі відбиваючись від місця пошкодження і джерела (батареї конденсаторів) викликає загасаючий коливальний процес в ланцюзі розряду конденсатора, період якого пропорційний відстані від джерела імпульсів (батареї конденсаторів) до місця пошкодження. Епюри струму в ланцюзі конденсатора і напруги на вході вимірювача представлені на рис.6.
На епюрах видно, що інтервал часу t0 - t1 між першим прямим і відбитими імпульсами НЕ дорівнює інтервалах часу між наступними прямими і відбитими імпульсами (t1 - t2; t2 - t3 і т.д.) Різниця ΔT визначається часом пробою місця пошкодження або розрядника (крутизною фронту імпульсу).
Отже, для того, щоб виміряти точно відстань до місця пошкодження, слід виміряти часовий інтервал t1 - t2 або t2 - t3, або t3 - t4 і т.д.
У кабельних лініях можуть бути значні неоднорідності хвильового опору по довжині лінії, викликані з'єднанням кабелів різних типів і перетинів, а також сполучними муфтами.
Такі неоднорідності викликають додаткові відображення електромагнітних хвиль, що призводить до помилкових вимірів.
Помилкові вимірювання внаслідок таких перешкод можуть бути виключені шляхом регульованого зменшення чутливості приладу і шляхом введення регульованих за часом імпульсів затримки спрацьовування схеми приладу, як в ланцюзі включення обладнання (у інтервалі часу t0 - t1), так і в ланцюзі зупинки приладу (в інтервалі часу ( t1 - t2).
Для визначення цих видів ушкоджень застосовується вимірник відстані до місця пошкодження кабелю ЦРО-200, який використовує хвильової метод і володіє перерахованими вище можливостями.
Метод петлі (Муррея) використовується у випадках пошкоджень ізоляції однієї або двох жив щодо оболонки, що не супроводжуються обривом жив, за умови, що перехідний опір постійному струму в місцях пошкодження Rперех ≤5 кОм, якщо Rперех> 5 кОм, то перед використанням методу потрібне попереднє пропалювання місця пошкодження. Метод петлі полягає в безпосередньому вимірюванні опору постійному струму ділянки пошкодженої жили до місця пошкодження за допомогою чутливого кабельного моста (наприклад, Р-333) за схемою, наведеною на малюнку 7.
Рис.7. Схема вимірювань при визначенні місця пошкодження методом петлі.
При рівновазі моста
Так як опір пропорційно постійному струму жил кабелю пропорційно довжині кабелю, то можна вважати, що
Використовуючи цей вислів, можна написати для умови рівноваги моста (замінивши D на lx Ro і B на 2LR0 -D):
де L- довжина кабелю; А та С - опору моста при установці гальванометра на нуль.
Для підвищення точності вимірювань за схемою, наведеною на малюнку 7, опору сполучних проводів між кабелем і мостом і між кінцями кабелю повинні по можливості бути мінімальними. Точність вимірювань перевіряється при другому вимірі, коли кінці проводів від кабелю до мосту міняються місцями. При другому вимірі визначається
Якщо для результатів вимірювань виконується співвідношення
де L відомо, то перший вимір було правильним.
Так як при вимірюванні методом петлі неможливо виключити помилку моста і точно врахувати довжину кабелю, то природно, що цим методом точне місцезнаходження пошкодження визначити не можна, а можна орієнтовно визначити ділянку ушкодження. Точне місцезнаходження пошкодження визначається одним з безпосередніх методів.
Про які ми поговоримо наступного разу ...
Добрий вечір дорогі друзі. Приводом до цієї статті стало запитання читача: Яким нормативним документом нормується періодичність перевірки автоматичного вимикача на кратність КЗ. У ПТЕЕС нету, в ПУЕ немає. Де є? Справді, цей бік діяльності ЕТЛ на сайті приділяється досить мало уваги. Я зараз говорю про такий вид робіт, як перевірка пристроїв релейного [...]
Добрий вечір дорогі друзі. Сьогодні хочу поговорити в який вже раз про електробезпеки, а саме іспитах з електробезпеки Почнемо з того, що до роботи в електроустановках допускається спеціально навчений персонал, що пройшов перевірку знань правил безпечної роботи в електроустановках. Залежно від складності виконуваних робіт, необхідний певний рівень знань як технічних питань, так і вимог безпеки. [...]
Добрий вечір друзі. Сьогодні я отримав документи про проходження чергової перереєстрації ЕТЛ і допуск до проведення робіт з випробувань та вимірювань в електроустановках до 10кВ. Принципово в порядку реєстрації нічого не змінилося. Пріокскій Ростехнагляд як і раніше видає замість свідоцтва про реєстрацію лист на ім'я директора підприємства про реєстрацію ЕТЛ із зазначенням номера реєстраційного свідоцтва, дати [...]