Поиск повреждения кабеля в земле. Поиск места повреждения кабеля: методы, видео, приборы

Нарушение электрической прочности изоляции происходит по различным причинам, каждая из которых влияет на поиск и определение места повреждения кабельных линий.

Основными из них являются:

• механические или коррозийные повреждения защитных оболочек (свинцовой, алюминиевой, пластмассовой), что приводит к нарушению герметичности и попаданию влаги в изоляцию;
• заводские дефекты (трещины или сквозные отверстия в защитных оболочках);
• дефекты монтажа соединительных и концевых муфт кабелей (не пропаянные шейки муфт, надломы изоляции, неполная заливка мастикой и т.п.);
• осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля;
• старение изоляции.

Виды повреждений кабельных линий и методы их поиска

Все виды повреждений можно разделить на несколько видов:

• Однофазные повреждения – самый распространенный вид повреждений кабельных линий напряжением 1-10 кВ. При этом виде повреждений одна из жил кабеля замыкается на его экранирующую оболочку.
• Междуфазные повреждения составляют около 20% всех видов повреждений кабельных линий.
• Разрыв (растяжка) жил кабельных линий. Данный вид повреждения образуется из-за перемещения слоев почвы в местах расположения муфт, вследствие чего происходит вытягивание жил кабеля, а в муфтах, как правило, разрыв жил (растяжка).
• Повреждения изолирующей пластмассовой наружной оболочки кабельных линий.

В настоящее время для определения места повреждения кабельных линий используются передвижные измерительные лаборатории с набором стационарно размещенного оборудования и переносных приборов. Стандартный перечень необходимых приборов включает в себя:

• Испытательная установка постоянного тока с плавным изменением напряжения.
• Прожигающая установка постоянного тока с плавным и ступенчатым переключением выходного напряжения.
• Установка для посылки высоковольтной волны от заряженного конденсатора.
• Генератор звуковой частоты.
• Рефлектометр.
• Комплекс акустического и индукционного кабелеискателя.
• Мегаомметр.

Суть всех методов определения мест повреждения изоляции кабелей сводится к следующим этапам:

• Определение вида повреждения.
• Снижение сопротивления пробоя до значений десятков Ом и ниже.
• Предварительное определение расстояния до повреждения с помощью рефлектометра.
• Локализация места повреждения при помощи генератора акустических ударных волн и акустического приемника или индукционным методом.

Поиск мест повреждений кабельных линий (КЛ)

1. При автоматическом отключении кабельной линии или отключении ее с “землей” должен быть произведен осмотр трассы КЛ с целью обнаружения возможной несанкционированной раскопки или шурфления на трассе кабельной линии.
2. Перед началом работ по ОМП КЛ производитель работ должен иметь кальки (трассировку) на всю протяженность трассы, определить способ прокладки КЛ (в земле, подземных сооружениях и т.д.), знать характер и причину повреждения изоляции КЛ (автоматическое отключение, отключение с “землей”, пробой при испытании) для поиска места или мест повреждений кабельных линий.
3. Знание способа прокладки, характера и причин повреждения необходимы, так как они определяют технологию и сокращают время определения мест повреждения изоляции кабелей.

Виды повреждений кабельных линий и применяемые методы определения мест повреждений приводятся в таблице.

Таблица (Некоторые сведения по отысканию мест повреждений)

	Вид повреждения	Переходное сопротивление в месте повреждения, Ом	Пробивное напряжение в месте повреждения, кВ
				Относительный	Абсолютный
1	Однофазное			Импульсный	Акустический, индукционный, метод накладной рамки.
2	Однофазное			Волновой, Импульсно-волновой	Акустический
3	Однофазное	Свыше 500000	От 1 до 50 (“заплывающий пробой”)	Колебательный разряд
4				Импульсный	Акустический, индукционный
5	Междуфазное с замыканием двух жил на оболочку			Волновой, Импульсно-волновой	Акустический, индукционный с предварительным снижением переходного сопротивления.
6				Импульсный	Индукционный, акустический
7	Междуфазное с замыканием всех трех жил на оболочку	Свыше 500000		Колебательный разряд	Индукционно-импульсный, акустический
8	Междуфазное без замыкания на оболочку			Импульсный	Индукционный с предварительным снижением переходного сопротивления
9	Растяжка фаз, пробой на оболочку КЛ	От 200 до 500000	До испытательного	Импульсный	Акустический, индукционно-импульсный
10	Растяжка одной, двух, трех фаз	Свыше 500000	До испытательного через растяжку на заземленные жилы КЛ	Импульсный	Акустический
11	Повреждение оболочки одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена.	От 0 до 5000		Петлевой	Метод постоянного напряжения (шагового потенциала)
12	Замыкание жилы на оболочку КЛ 10 – 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена.	От 200 до 500000		Волновой, импульсно-волновой	Акустический
13	Обрыв одной, двух или трех жил (с замыканием или без замыкания фаз на оболочку) КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена.	От 200 до 500000		Импульсный	Акустический, индукционно-импульсный

1. При повреждении одной фазы кабельной линии на оболочку с сопротивлением в месте повреждения близким к нулю следует применить следующую технологию:

• назначить расстояние до зоны повреждения приборами типа Р5-10, РЕЙС-205, РЕЙС-305 или подобными им импульсными искателями повреждения, без прожигания изоляции других фаз кабеля;
• при расположении зоны повреждения в кабельном сооружении (коллекторе) или на расстоянии от края кабельного сооружения не более 100 метров, для поиска и определения места повреждения кабельных линий следует применять акустический метод или метод накладной рамки;
• в случае неуспешного применения метода накладной рамки, следует произвести разрушение спая фаза – оболочка путем подачи импульсов от батареи конденсаторов и двух других здоровых фаз. Предварительно эти фазы должны быть испытаны повышенным выпрямленным напряжением, для кабельной линии 6 кВ не более 18 кВ, для кабельной линии 10 кВ не более 25 кВ – во избежание пробоя кабеля в другом месте;
• если в результате подачи импульсов удалось разрушить глухой спай, то для поиска и определения мест повреждения кабельных линий следует применить акустический метод;
• применение силовых трансформаторов ТП, РТП непосредственно в качестве мощного источника тока при разрушении нулевого переходного сопротивления (спая) в месте повреждения кабеля – категорически запрещается;
• выпрямительные установки трехфазного тока для разрушения спая в месте замыкания фазы на оболочку, при нахождении места повреждения кабельных линий, в пределах 100 метров от начала или конца кабельного сооружения (коллектора), могут быть использованы только при наличии регулятора тока прожига;
• если в процессе определения зоны повреждения зафиксировано, что место повреждения расположено в грунте, можно вести прожигание места повреждения кабельных линий любым методом;
• если зона повреждения падает на концевую воронку противоположного конца кабеля, то следует переехать и подключить лабораторию с другого конца кабельной линии, а при невозможности этого и необходимости прожигания, следует выставить наблюдающего.

1. На автоматически отключившихся линий рекомендуется следующая технология поиска и определения места повреждения кабельных линий:

• если повреждение акустическим методом не обнаружено, то при поиске и определении места повреждения кабельных линий индукционным методом разрешается использовать генератор звуковой частоты на напряжение 115 В по бифилярной схеме, при этом ток не должен превышать 10 А. Использование высших ступеней напряжения запрещается. При невозможности контроля выходного напряжения, использование для этих целей звуковых генераторов с выходной мощностью более 1,5 кВт - запрещается.

1. На КЛ пробитой при испытаниях, рекомендуется следующая технология поиска и определения места повреждения кабельных линий:

• включение и настройка измерителя расстояния до места повреждения кабеля типа Щ4120, ЦР0200 и определение расстояния до места повреждения при первых пробоях изоляции. При напряжении пробоя изоляции менее 15 кВ следует подавать выпрямленное напряжение от прожигательного устройства. При этом после первых пробоев изоляции, выходное напряжение прожигательного устройства должно быть снижено до нуля с целью предотвращения возникновения процесса горения.
• расстояние до зоны повреждения при определении места повреждения кабельных линий, измеренное по прибору Щ4120, ЦР0200 позволяет определить, где находится зона повреждения в грунте или кабельном сооружении.

1. На кабельной линии, имеющей повреждение в виде растяжки одной, двух или трех жил без пробоя на оболочку, рекомендуется следующая технология поиска и определения места повреждения кабельных линий:

• определение расстояния до зоны повреждения приборами типа Р5-10, РЕЙС-205, РЕЙС-305 или подобными импульсными искателями повреждения;
• заземлить все три фазы на противоположном конце кабельной линии, место повреждения определять акустическим методом;
• если повреждение акустическим методом не обнаружено, то при определении места повреждения кабельных линий индукционным методом использовать генератор звуковой частоты на частоте 10 кГц, подключив его по схеме поврежденные фазы – оболочка. Наличие муфты в предполагаемом месте повреждения является косвенным признаком правильности его определения.
• для повышения достоверности определения места повреждения необходимо прослушать сигнал генератора звуковой частоты (кГц), включенного поочередно с обоих концов КЛ на поврежденные фазы-оболочка при одинаковом токе. На трассе КЛ прослушать сигнал от генератора до его прекращении с обеих сторон, после чего измерить расстояние между двумя полученными точками прекращения сигнала и разделить его пополам. В полученной точке производить раскопку.

1. При поиске и определению места повреждения кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется следующая технология:

• Для определения расстояния до места повреждения защитной оболочки на землю используют петлевой метод, основанный на поочередном измерении падения напряжения на участках экрана кабеля: от начала КЛ до места повреждения оболочки (U1), а затем от конца КЛ до места повреждения (U2), при постоянной величине тока, протекающего по этим участкам экрана.

1. При поиске и определении места повреждения кабельных линий на КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением от 10 кВ и выше рекомендуется следующая технология:

• Перед определением места повреждения на кабельной линии необходимо провести испытание изоляции всех трех жил кабеля относительно оболочки и выявить поврежденную жилу.
• Испытание следует проводить с помощью высоковольтной испытательной установки выпрямленного напряжения. Испытываются все три жилы КЛ напряжением не более 25 кВ, предварительно включив и настроив прибор типа Щ 4120 или ЦР0200. Определение расстояния до места повреждения этими приборами проводить при первых пробоях изоляции.
• После выявления поврежденной жилы, при неуспешном определении расстояния до места повреждения волновым методом, необходимо с помощью прожигающей установки, снизить сопротивление в месте пробоя до величины от 0 до 150 Ом. Это позволит для определения расстояния использовать приборы Р5-10, РЕЙС-205, РЕЙС-305.

1. При поиске и определении места повреждения кабельных линий акустическим методом, в случае если на противоположном конце кабельной линии не установлено заземление на всех трех фазах, запрещается поднимать напряжение заряда конденсатора акустической установки: для КЛ 10 кВ – выше 25 кВ, для КЛ 6 кВ – выше 18 кВ.

Помимо этих особенностей, существуют правила поиска и определения места повреждения кабельных линий для линий в метрополитене; на ПКЛ 6-10 кВ, имеющих концевые заделки (КЗ) из термоусаживаемых материалов; на ПКЛ 6–10 кВ с колпаками, установленными на отболченные жилы кабеля; на КЛ 6–10 кВ частично или полностью проходящих по подземным сооружениям; при определении в пучке кабеля с бумажной изоляцией; при определении расположения одножильного кабеля в пучке. Также в нормативных документах уточнена специфика проведения поиска и определения места повреждения кабельных линий в котлованах, с использованием различных акустических технологий и эскизов. Непосредственно в день проведения замеров инженер по испытаниям оформляет эскиз (форма эскиза и порядок его оформления изложены в методике).

Эскиз определения места повреждения кабельных линий хранится на РДП до завершения ремонта. Категорически запрещается использовать для проведения ремонта КЛ непосредственно эскизы определения места повреждения кабельных линий. Эскиз определения места повреждения кабельных линий является основным рабочим документом, используемым при составлении эскизов для получения ордера на ремонт кабельной линии.

Нормативные документы, на соответствие требованиям которых проводятся измерения

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок) , 7-е изд., гл. 1.8, п. 1.8.40, пп. 1-3, 5, 6.
• ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) , Прил. 3 Раздел 6, пп. 6.1-6.3, 6.9.
• Паспорт завода-изготовителя.
• РД 34.45-51.300-97. (Объем и нормы испытаний электрооборудования), Раздел 29, пп. 29.1-29.5, 29.7, 29.11-29.13.

Электроизмерительная лаборатория с новейшим испытательным оборудованием и средствами измерений выполнит поиск и определению места повреждения кабельных линий с бумаго-масляной или экструдированной изоляцией (сшитый полиэтилен). Наши квалифицированные специалисты выполняют работы с высоким качеством, что позволяет точно определить место повреждения и провести ремонт участка кабеля. Предоставляется гарантия на все проведенные работы.

При повреждении кабельной линии имеет большое значение быстрота ее ремонта, так как нарушается нормальная схема передачи электроэнергии, снижается надежность электроснабжения потребителей и ухудшаются технико-экономические показатели электрической сети. При прокладке кабеля в земле к указанным причинам необходимости ускоренного ремонта добавляется опасность проникновения влаги в изоляцию кабеля через отверстие в его оболочке и возможность интенсивного засасывания влаги по длине кабеля.

Кабельные работы по ремонту при быстром нахождении повреждения ограничиваются короткой вставкой кабеля с монтажом двух муфт, а в благоприятных случаях - даже одной муфты. В противном случае приходится с обоих концов от места повреждения кабеля вырезать по несколько метров, а иногда по несколько десятков метров увлажненного кабеля. Это значительно усложняет и удорожает ремонт кабельной линии.

Быстрое и точное определение места повреждения в кабельных линиях осуществляется передвижными измерительными лабораториями, располагаемыми в крытом фургоне автомашины. Внутри лаборатории монтируют прожигательную установку для уменьшения переходного сопротивления изоляции в поврежденном месте кабельной линии и последующего определения места повреждения специальными измерительными приборами, в частности:
– импульсным прибором Р5-8 или Р5-9 (измеритель неоднородностей кабелей) для определения характера повреждения и расстояния до места повреждения с диапазоном измерения от 1 до 10000 м;
– прибором Щ-4120 (или ЭМКС-58) комплектно с присоединительным устройством - для определения расстояния до места повреждения кабельной линии при заплывающих пробоях с диапазоном измерения от 40 до 20 000 м методом колебательного разряда;
– кабельным мостиком УКМ или другого типа - для определения места повреждения методом петли или емкостным методом;
– устройством для определения места повреждения акустическим методом непосредственно на трассе при условии, что в поврежденном месте может быть искусственно создан электрический разряд, прослушиваемый с поверхности земли;
– оборудованием и аппаратурой для определения места повреждения индукционным методом непосредственно на трассе.

Повреждения в кабельных линиях по их характеру могут быть подразделены на следующие виды:
повреждения изоляции, вызывающие замыкание одной жилы на землю;
повреждения изоляции, вызывающие замыкание двух или трех жил между собой;
обрыв одной, двух или трех жил без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
заплывающий пробой изоляции;
повреждения линии одновременно в двух или более местах, каждое из которых может относиться к одной из вышеуказанных групп.

В кабельных линиях с отдельно освинцованными жилами ОСБ, двух- и трехжильные повреждения изоляции происходят очень редко. Наиболее распространенным видом повреждения силовых кабельных линий является повреждение изоляции между жилой и металлической оболочкой кабеля или муфты, т. е. одножильное повреждение.

При повреждении кабельной линии прежде всего необходимо определить характер повреждения. В большинстве случаев для этого бывает достаточно с помощью мегомметра определить с обоих концов линии: сопротивления изоляции каждой токоведущей жилы кабельной линии по отношению к земле; сопротивления изоляции между каждой парой токоведущих жил. Если мегомметром не удается определить характер повреждения изоляции, что иногда бывает, когда кабельная линия повреждена не во время работы, а при испытании, то характер повреждения определяют дополнительными повторными испытаниями изоляции токоведущих жил по отношению к металлической оболочке кабеля и между собой. В настоящее время характер повреждения определяют также импульсными приборами (ИКЛ-5, Р5-1А, Р5-5, Р5-8 и Р5-9).

После того, как произведены все необходимые измерения, составляют схему вида повреждения кабельной линии и выбирают метод, который для данного вида повреждения может дать наилучший результат.

Рис. 199. Принципиальные схемы прожигания на переменном токе:
а - генератор высокой частоты, б-резонансный трансформатор; 1 - электродвигатель (Р=5 кВА; U=220 В; n= 2960 об/мин), 2 - генератор повышенной частоты ГИС-2 (Р=3 кВА; I = 15 А; U=220 В; F=1000 Гц), 3 - положение переключателя для последовательного соединения обмоток, 4 - контакты для параллельного соединения обмоток (I-30 А; U-110 В), 5 - поврежденный кабель, 6 - место повреждения, 7 - первичная обмотка, 8 и 9 - вторичная высоковольтная обмотка, секцированная на две части с зажимом I-III и II-IV и с возможностью подключения двух секций или одной (показано пунктиром)

Кабельные работы

Во многих случаях для определения места повреждения необходимо, чтобы сопротивление в месте повреждения кабельной линии между жилами или между жилой и оболочкой было как можно меньше. Снижение этого переходного сопротивления до необходимого предела осуществляют чередованием ступеней прожигания изоляции в месте повреждения: кенотроном или полупроводниковыми выпрямителями, размещаемыми в баке с маслом, газотронами и параллельной их работой с кенотроном или полупроводниками и на стадии окончательного дожигания генератором высокой частоты (рис. 199,а). В стадии внедрения находится прожигание на переменном токе резонансным трансформатором (рис. 199,6). В новых установках прожигания с питанием от выпрямительной установки находят применение тиристоры (четырехслойные полупроводники) с большим эффективным током

Рис. 200. Принципиальная схема прожигательной установки на постоянном токе от выпрямителей:
1 - повышающий трансформатор (Р=6 кВА; U=220/42 500 В), 2 - полупроводниковый выпрямитель (300 последовательно соединенных диодов Д226), размещенный в масляном баке трансформатора 1, 3 - регулировочный трансформатор (Р=7 кВА, U=220/0-250 В) с двумя независимыми выводами со скользящими контактами, с заземлением середины вторичной обмотки для исключения высокочастотных перенапряжений при пробое кабеля, 4 - повышающий трансформатор (Р=6 кВА, U=0,22/5 и 10 кВ), 5 - газотроны ВГ-237, соединенные по схеме двухполупериодного выпрямления, 6 - трансформаторы накала газотронов, 7 - регулировочный автотрансформатор (Р = 1,5 кВА, У-220/0-250 В), 8- переключатель для параллельного соединения двух секций высоковольтной обмотки повышающего трансформатора, 9 - разъединитель для параллельной работы полупроводникового выпрямителя с газотронами

Прожигательную установку для применения в сетевых условиях монтируют в крытом кузове автомашины по сравнительно сложной электрической схеме, в которую входят: щиток для приема электроэнергии от постороннего источника промышленной частоты, трансформаторы, повышающие напряжение, регулировочное выпрямительное устройство (два газотрона и полупроводниковый выпрямитель) измерительные приборы и пр. (рис. 200).

Монтаж прожигательной установки выполняют в развернутом виде, чтобы можно было легко проконтролировать состояние и осуществить ремонт любого элемента схемы.

Полупроводниковый выпрямитель 2 позволяет повысить напряжение до 60 кВ и получить ток для прожигания до 0,5 А.

Газотрон 5 позволяет иметь напряжение до 10 кВ и ток 2,5 А, а при включенных переключателях 8 ток 5А при напряжении 5 кВ.

Двигатель-генератор высокой частоты обычно располагают в отсеке низшего напряжения передвижной прожигательной установки, а его использование для прожигания производится лишь при наличии устойчивого проводящего мостика. При параллельном соединении обмоток генератора ток прожигания составляет 30 А при напряжении НОВ.

Резонансный трансформатор (рис. 199,6) размещают в отсеке высшего напряжения автомашины. Первичную обмотку 7 присоединяют к сети 220 В через контактор с дугогасительными камерами.

Резонансный контур в этом аппарате создается на промышленной частоте питающей сети, возбуждаемой вследствие магнитной связи обмоток 8 и 9 высшего напряжения с обмоткой 7 низшего напряжения. Вследствие применения разомкнутого сердечника магнитная связь между обмотками высшего и низшего напряжения слабая. В режиме прожигания нормально ток изменяется от 20 до 50 А.

Процесс прожигания протекает по-разному в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля и обычно через 15-20 мин сопротивление снижается до нескольких десятков омов. По мере снижения напряжения пробоя необходимо переходить на следующую, более мощную по току ступень прожигания.

При повреждении кабеля с увлажненной изоляцией процесс прожигания проходит более длительно и сопротивление удается снизить только до 2000-3000 Ом.

Процесс прожигания места повреждения в муфтах обычно осуществляется длительно, несколько часов, причем сопротивление резко изменяется,1 то снижаясь, то снова возрастая, пока не наступит установившийся режим и сопротивление начнет снижаться. В некоторых случаях в процессе прожигания повреждения в муфте место повреждения заплывает (заплывающий пробой), изоляция восстанавливается до нормальной величины и пробои прекращаются.

При прожигании мест повреждения кабельных линий, проходящих в туннелях, коллекторах, подвалах и других помещениях, необходимо выставлять наблюдателей для обнаружения мест повреждений и предотвращения возможности воспламенения кабелей.

В настоящее время почти во всех случаях повреждений кабельных линий предварительно определяют зону повреждения на линии и после этого различными методами уточняют место повреждения непосредственно на трассе линии. Для определения зоны повреждения линии применяют следующие основные методы: импульсный, колебательного разряда, петли, емкостный. Для нахождения места повреждения непосредственно на трассе линии рекомендуется применять следующие основные методы измерений: акустический, индукционный, метод накладной рамки.

Рис. 201. Измерение импульсным методом:
а - прибор ИКЛ, б - измерение зондирующего и отраженного импульсов на экране прибора ИКЛ при коротком замыкании жил кабеля, в - измерение зондирующего и отраженного импульсов на экране прибора ИКЛ при обрыве жилы в муфте

Импульсный метод (рис. 201) основан на измерения времени между моментом посылки в кабель кратковременного импульса постоянного тока и приходом к месту установки прибора ИКЛ (рис. 201, а) импульса, отраженного от места повреждения. При этом отраженный импульс при коротком замыкании жил кабеля своим острием направлен вниз (рис. 201,6), а при обрыве жил - вверх (рис. 201,в). На экране прибора при измерении видны линии масштабных отметок времени и импульса. Ручкой совмещения импульса (крайняя левая сверху на рис. 201, а) совмещается импульс с началом масштабной отметки и производится отсчет числа отметок от начала импульса до его отражения (на рис. 201,6 и в отрезки а - в = Lх).

Для случая повреждения, показанного на рис. 201,6 получается отметка 2,8, что соответствует расстоянию от места присоединения прибора ИКЛ до места повреждения кабеля:
Lx==vn = 160 X 2,8 = 448 м,
где v = 160 м/мк-с - скорость распространения импульса по кабельной линии, а п - количество масштабных отметок. Прибор Р5-9 в отличие от других моделей этого типа имеет встроенный автономный источник питания.
Метод колебательного разряда (рис. 202) применяется для определения повреждений в кабельных линиях при заплывающих пробоях. Для измерения на поврежденную жилу подается напряжение от кенотронной выпрямительной установки (рис. 202,6).

Рис. 202. Прибор ЭМКС-58 для измерения методом колебательного разряда (а) и схема измерения (б):
1 - сопротивление, 2 - кенотрон, 3 - трансформатор, 4 - прибор ЭМКС-58, 5 - делитель напряжения (антенна), 6-металлическая оболочка кабеля, 7- жилы кабеля

При пробое в кабеле происходит колебательный процесс. Метод основан на измерении периода собственных колебаний Т в момент пробоя электромикросекундомером (рис. 202,а), тогда расстояние до места повреждения Lx = 40 Т, где Т - время четырехкратного пробега волны до места повреждения.

Отсчет расстояния от места присоединения прибора до места заплывающего пробоя производят по шкале приборов, градуированной в километрах на четырех пределах: 0-1, 0-2, 0-5 и 0-10 км.

Метод петли применяется в случаях:
повреждения одной или двух жил при наличии одной здоровой жилы в этом же кабеле;
повреждения трех жил при наличии возможности использования рядом проложенного кабеля;
повреждения трех жил, если величины переходных сопротивлений жил отличаются друг от друга более чем в 100 раз;
если переходное сопротивление поврежденной жилы не превышает 5000 Ом при использовании моста низкого напряжения и при больших переходных сопротивлениях при работе мостом высокого напряжения.

Рис. 203. Мостовые методы измерения:
a - методом петли, 6 - емкостным методом, 1 - жилы кабеля, 2 - перемычка, 3 - место обрыва жилы; Т - телефон, R х- переходное сопротивление оборванной жилы, Сх - емкость поврежденной жилы,
R - регулируемое сопротивление, С - ре-гулируемая емкость, Г - гальванометр

При определении места повреждения кабельной линии методом петли здоровую и поврежденную жилы соединяют на одном конце линии перемычкой сечением не менее жилы кабеля. Питание схемы моста осуществляют от аккумуляторов АКН-10-6, а при больших переходных сопротивлениях в месте повреждения- от сухой батареи БАС-60 или БАС-80. Гальванометр присоединяют непосредственно на конец жил кабеля.

Уравновешивая мост, определяют место повреждения по формуле

где lХ- расстояние от места измерения до места повреждения линии, м; L - длина кабельной линии (для линии, состоящей из кабелей разных сечений, длина приводится к одному эквивалентному сечению, за которое принимается отрезок кабеля наибольшей длины), м; R1 и R2 - сопротивления плеч моста, Ом.

Емкостный метод (р,ис. 203, б) применяется в случае измерения емкости на переменном токе, когда переходное сопротивление «на землю» оборванной жилы кабеля RX = 5000 Ом и более. Регулированием сопротивления R и емкости С обеспечивается отсутствие звука в телефоне. Полученная на мостике величина емкости при отсутствии звука в телефоне должна быть равна измеряемой емкости поврежденной жилы кабеля. Показателем определения места повреждения является сопоставление емкостей поврежденной и здоровой жил.

Акустический метод (рис. 204) применяется в случаях:
заплывающих пробоев в соединительных муфтах;
устойчивых, но не металлических замыканий между одной из жил и оболочкой кабеля.

Метод основан на прослушивании над местом повреждений разрядов от посылаемых импульсов в кабельную линию. В качестве генератора импульсов применяют кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов может быть использована емкость неповрежденных жил.

Рис. 204. Принципиальные схемы определения
места повреждения акустическим методом: а - для заплывающих пробоев в муфтах, б - при устойчивом замыкании в месте повреждения, в - с использованием емкости неповрежденных жил; 1 - фазы кабеля, 2 - металлическая оболочка кабеля, 3-поврежденное место на кабельной линии, Р - разрядник, С - зарядная емкость

Для прослушивания разрядов над местом повреждения применяют кабелеискатель - звукоприемник, состоящий из приемной рамки (антенна), усилителя и телефонных трубок.

При применении акустического метода придерживаются такой последовательности выполнения отдельных операций по определению места повреждения в кабельной линии.

Предварительно в зависимости от характера повреждения методами колебательного (разряда, импульсным или петлевым определяют зону повреждения.

Оператор со звукоприемником отправляется в зону повреждения, при этом на поврежденную жилу кабельной линии подаются импульсы с периодичностью около одного импульса в секунду. Идя по трассе в зоне повреждения, оператор ставит приемник звуков на землю и телефон прослушивает разряды. Если разряды не прослушиваются, то звукоприемник переносится вдоль трассы линии.

Над местом повреждения кабельной линии слышимость искровых разрядов наибольшая. Разряды при небольших изоляционных расстояниях в целом месте кабеля могут переходить в металлическое замыкание и в этом случае не прослушиваются над повреждением.

Индукционный метод основан на принципе прослушивания с поверхности земли при помощи кабелеискателя звука, создаваемого электромагнитными колебаниями в результате протекания по жилам кабеля, тока звуковой частоты (800-1000 Гц).

С помощью индукционного метода определяют двух- и трехфазные замыкания устойчивого характера по величине переходного сопротивления в месте повреждения около 10 Ом. Для создания магнитного поля при этих повреждениях собирают схему по рис. 205, а.

Рис. 205. Измерение индукционным методом:
о - схема присоединения генератора, б - работа оператора на трассе кабеля; 1 - однофазный генератор звуковой частоты напряжением 110-220 В, мощность 2 кВт, 2 - кривая слышимости звука, 3 - место повреждения, 4 - силовой кабель, 5 - кабелеискатель; А - амперметр,
В - вольтметр

Место повреждения определяется по изменениям звука в телефоне. Над местом повреждения звуковые сигналы будут усиливаться и за местом повреждения полностью исчезнут. Эти изменения улавливает оператор, идущий вдоль трассы кабельной линии (рис. 205, б).

Определение однофазных повреждений в силовых кабельных линиях индукционным методом является трудно разрешаемой технической задачей. При этих повреждениях ток от генератора звуковой частоты пропускается в отличие от схемы, изображенной на рис. 205, по цепи поврежденная жила - оболочка. При этом в кабельной линии возбуждаются четыре взаимосвязанных между собой переменных магнитных поля: межпроводное, растекания, вихревое и мостика повреждения. Взаимодействие полей искажает характеристику переменного поля в зоне места повреждения против характеристики над местом повреждения. Это отличие лучше всего обнаруживается при измерениях минимальных уровней звука. Успешное определение однофазных повреждений складывается из следующих условий: длительной тренировки персонала; четкого соблюдения специальной методики работ по измерениям; применения специального кабелеискателя звука (со сдвоенной приемной рамкой).
Метод накладной рамки применяется на открыто проложенных кабельных линиях, а в земле - отрытой траншее или специально отрытых шурфах по трассе линии для определения места повреждений на кабелях с отдельно освинцованными жилами. Он может быть использован и на кабелях с поясной изоляцией при пробоях одной жилы на оболочку или нескольких жил с большим переходным сопротивлением.

Рис 206. Схема определения места повреждения
кабельной линии методом накладной рамки: а - общая схема испытания, б - характер изменения интенсивности звука при вращении рамки; 1 - накладные рамки, 2 - телефоны, 3 - место повреждения, 4 - генератор

Для случая использования этого метода при прокладке в земле схема измерения приведена на рис. 206. С конца линии через поврежденную жилу и оболочку кабеля пропускают от генератора ток звуковой частоты. На кабель накладывают рамку, выполненную по форме кабеля в виде стальной обоймы, внутри периметра которой уложена катушка из медной проволоки. Концы катушки выводят из обоймы и присоединяют к телефону. При вращении рамки вокруг кабеля до места повреждения наводимый э. д. с. звук в телефоне дважды достигнет максимума и минимума. За местом повреждения будет прослушиваться монотонное звучание, а усиление и ослабление звука в телефоне будет отсутствовать.

Повреждения в трехфазных кабельной линии могут быть следующих видов:

• замыкание одной жилы на землю; замыкание двух или трех жил на землю либо двух или трех жил между собой;
• обрыв одной, двух или трех жил без заземления или заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
• заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении, и исчезает (заплывает) при номинальном напряжении.

Характер повреждения определяют с помощью мегаомметра. Для этого с обоих концов линии проверяют:

• сопротивление изоляции каждой жилы кабеля по отношению к земле (фазная изоляция),
• сопротивление изоляции жил относительно друг друга (линейная изоляция);
• целостность токоведущих жил.

Во многих случаях для определения места повреждения кабеля необходимо, чтобы сопротивление в месте повреждения между жилами или между жилой и оболочкой было как можно меньше. Снижение этого переходного сопротивления до необходимого предела выполняют прожиганием изоляции кенотроном, генератором высокой частоты, трансформатором. Процесс прожигания протекает по разному, в зависимости от характера повреждения и состояния кабеля. Обычно через 15-20 сек. сопротивление снижается до нескольких десятков Ом. При увлажненной изоляции процесс проходит более длительно, и сопротивление удается снизить только до 2000 – 3000 Ом. Процесс прожигания в муфтах проходит длительно, иногда несколько часов, причем сопротивление резко изменяется, то снижаясь, то снова возрастая, пока не установится процесс и сопротивление не начнет снижаться.

При повреждении кабельной линии предварительно определяют зону повреждения (относительные методы), и после этого различным методами (абсолютные или картографические) уточняют на трассе непосредственно место повреждения. Для более точного определения зоны повреждения желательно выполнять с одного конца кабельной линии несколькими методами, если такая возможность отсутствует, более точный результат дает измерение одним методам с обоих концов кабеля.

Для определения зоны повреждения используют такие основные методы:

• метод петли;
• емкостной метод.

Импульсный метод

Этот метод применяется для определения зоны повреждения кабеля в любых случаях, кроме заплывающего пробоя, при переходном сопротивлении до 150 Ом

Метод основан на измерении интервала времени между моментами подачи зондирующего импульса переменного тока и приема отраженного импульса от места повреждения. Скорость распространения импульсов в кабельных линиях высокого и низкого напряжения величина постоянная и равна 160 м/мкс. Поэтому по времени пробега импульса до места повреждения и обратно определяют расстояние до точки повреждения кабеля.

Lx = Nx х V/2 = 80 Tx

Измерения производятся приборами ИКЛ (ИКЛ – 4, ИКЛ – 5, Р5 – 5, Р5 -1А). На экране электронно–лучевой трубки прибора имеется линия масштабных отметок и линия импульсов. По форме отраженного импульса можно судить о характере повреждения. Отрицательное значение отраженный импульс имеет при коротких замыканиях и положительное при обрыве жил.

Метод колебательного разряда

Этот метод применяется при заплывающих пробоях кабелей. Для измерения на поврежденную жилу подается от кенотронной испытательной установки напряжение, которое плавно поднимается до напряжения пробоя. В момент пробоя в кабеле возникает разряд колебательного характера. Период колебаний определяет расстояние до точки повреждения, так как скорость электромагнитная волна распространяется в кабеле с постоянной скоростью. Измерение выполнятся электронным микросекундомером ЭМКС-58, шкала которого отградуирована в километрах.

Метод петли

Этот метод основан на измерении сопротивлений при помощи моста постоянного тока. Применение метода возможно при повреждении одной или двух жил кабеля и наличии одной здоровой жилы. При повреждении трех жил можно использовать жилу рядом проложенного кабеля. Для этого поврежденную жилу накоротко соединяют с целой с одной стороны кабеля, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяю регулируемые сопротивления моста.

Равновесие моста будет при условии:

R1 / R2 = Lx / L + (L - Lx)

Так как сопротивление жилы прямо пропорционально ее длине, то

Lx = 2L х R1 /(R1 +R2),

где R1 и R2 – регулируемые сопротивления моста, (Ом);

L – длина трассы;

Lx – расстояние до точки повреждения, (м).

К недостаткам этого метода следует отнести большие затраты времени на измерение, меньшую точность измерения, необходимость установки закороток. Поэтому петлевой метод сейчас вытесняется импульсным методом и методом колебательного разряда.

Емкостной метод

Этот метод применяется для определения расстояния от конца линии до места обрыва одной или нескольких жил кабельной линии путем измерения емкости кабеля. Метод основан на измерении емкости оборванной жилы с помощью моста переменного или постоянного тока, так как емкость кабеля зависит от его длины.

При обрыве жилы кабеля без заземления измеряется емкость оборванной жилы с обоих концов. Считая, что длина кабеля делится пропорционально измеренным емкостям С1 и С2 имеем

С1 / Lx = С2 / L – Lx,

где Lx – расстояние до места обрыва;

L – полная длина линии.

Lx = Д х С1 / (С1 + С2)

После определения зоны повреждения в этот район направляется оператор для определения места повреждения. Для этого используют акустический, индукционный или метод накладной рамки.

Акустический метод

Сущность акустического метода состоит в создании в месте повреждения искрового разряда и прослушивании на трассе вызванных этим разрядом звуковых колебаний, возникающих над местом повреждения. Этот метод применяют для обнаружения на трассе всех видов повреждения с условием, что в месте повреждения может быть создан электрический разряд. Для возникновения устойчивого искрового разряда необходимо, чтобы величина переходного сопротивления в месте повреждения превышала 40 Ом.

Слышимость звука с поверхности земли зависит от глубины залегания кабеля, плотности грунта, вида повреждения кабеля и мощности разрядного импульса. Глубина прослушивания колеблется в пределах от 1 до 5 м. Применение этого метода на открыто проложенных кабелях, кабелях в каналах, туннелях не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звука по металлической оболочке кабеля можно допустить большую ошибку в определении места повреждения.

В качестве генератора импульсов применяется кенотрон с дополнительным включением в схему высоковольтных конденсаторов и шарового разрядника. Вместо конденсаторов можно использовать емкость неповрежденных жил кабеля. В качестве акустического датчика используют датчики пьезо – или электромагнитной системы, преобразующие механические колебания грунта в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя звуковой частоты. Над местом повреждения сигнал наибольший.

Индукционный метод

Этот метод применяют для непосредственного отыскания на трассе кабеля мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на земле, обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на земле, для определения трассы и глубины залегания кабеля, для определения местоположения соединительных муфт.

Сущность метода заключается в фиксации с поверхности земли с помощью приемной рамки характера изменения электромагнитного поля над кабелем при пропускании по нему тока звуковой частоты (800 – 1200 Гц) от долей ампера до 20 А в зависимости от наличия помех и глубины залегания кабеля. ЭДС, наводимая в рамке зависит от токораспределения в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер изменения поля, можно при соответствующей ориентации рамки определить трассу и место повреждения кабеля. Более точные результаты получают при прохождении тока по цепи “жила – жила”, для этого выжиганием однофазные замыкания переводят в двух и трехфазные или создают искусственную цепь “жила – оболочка кабеля”, разземляя последнюю с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке кабеля.

Силовые линии поля тока “жила – земля” представляют собой концентрические окружности, центром которых является ось кабеля. (после одиночного тока).

При использовании цепи “жила – жила” ток, идущий по прямому и обратному проводам, создает два концентрических магнитных поля, действующих в противоположных направлениях (поле пары токов). При расположении жил в горизонтальной плоскости результирующее поле на поверхности земли наибольшее, а при расположении жил в вертикальной плоскости – наименьшее. Поскольку кабели имеют скрутку жил, то в рамке, расположенной вертикально и перемещаемой вдоль трасс кабеля будут индуцироваться ЭДС, изменяющаяся от минимума при вертикальном расположении жил, до максимума при горизонтальном расположении жил.

При отыскании повреждения необходимо помнить, что сигнал за местом повреждения затухает на расстоянии не более половины шага. Используя этот метод определяют трассу кабеля, место расположения соединительных муфт по усилению звучания в телефоне из-за увеличенного расстояния между жилами, защитную металлическую трубу по резкому уменьшению уровня звука, так как труба является экраном и глубину прокладки кабеля. Для определения глубины прокладки кабеля сначала находят линию трассы кабеля и проводят черту. Затем, располагая ось рамки под углом 45 градусов к вертикальной плоскости, проходящей через ось кабеля, до момента отсутствия в рамке индуцированного ЭДС. Расстояние от этого места до трассы, отмеченной чертой, равно глубине залегания кабеля.

Метод накладной рамки

Этот метод применяют для непосредственного обнаружения места повреждения кабеля. Метод удобен при открытой прокладке кабеля; при прокладке в земле необходимо открыть несколько шурфов в зоне повреждения. Метод основан на том же принципе, что и индукционный. Генератор подключают к жиле и оболочке или между двумя жилами. На кабель накладывают рамку и поворачивают ее вокруг оси. До места повреждения будут прослушиваться два максимума и два минимума сигнала от поля пары токов. За местом повреждения при вращении рамки будет прослушиваться монотонный сигнал, обусловленный магнитным полем одиночного тока.

Методы отыскания мест повреждений делятся на две группы:

относительные;

абсолютные.

Относительные методы используются для определения участка (зоны) кабеля, на котором произошло повреждение. Абсолютные методы используются для точного определения места повреждения непосредственно на трассе кабеля. Такое сочетание методов позволяет относительно быстро и без больших затрат отыскать место повреждения.

К относительным методам относятся мостовые методы (с использованием моста постоянного тока — метод петли и с использованием моста переменного тока - емкостный метод), импульсный (рефлектометрический) метод и метод колебательного разряда. К абсолютным методам относятся индукционный и акустический методы.

При пробое изоляции кабелей часто возникают «заплывающие пробои», т. е. пробои с затеканием в промежуток изоляционной массы и, соответственно, с частичным восстановлением электрической прочности. Такой пробой затрудняет отыскание места повреждения петлевым, импульсным и индукционным методами. Поэтому для обеспечения возможности использования указанных методов дефектную изоляцию кабелей прожигают с помощью специальных установок. Часто сначала пробивают дефектную изоляцию с помощью маломощных высоковольтных выпрямительных установок, а затем производят прожигание дефектной изоляции с помощью низковольтных выпрямительных установок, обладающих достаточно большой мощностью.

Мостовой метод используется при повреждении изоляции одной или двух жил относительно оболочки (изоляция хотя бы одной жилы не повреждена) и отсутствии обрывов жил. Метод заключается в измерении сопротивления постоянному току участка жилы до места повреждения с помощью специального кабельного моста постоянного тока, предназначенного для измерения малых сопротивлений.

Кабельный мост подключают к неповрежденной и поврежденной жилам кабеля (рис. 1). На противоположном конце кабеля указанные жилы соединяют перемычкой. Источник питания моста (Б) заземляют. Плечи моста образуются регулируемыми резисторами R1 и R2, а также активными сопротивлениями жил кабелей, пропорциональными длинам l х и l k + (l k - l x) = 2l k - l x , где l k - длина кабеля.

Расстояние l х - расстояние от выводов кабеля до места повреждения жилы.

Рисунок 1. а - принципиальная схема; б - схема замещения

В соответствии с принципом измерения сопротивления с помощью моста, регулируя R1 и R2, достигают равновесия моста, т. е. равенства показаний гальванометра G нулю. Условие равновесия моста при первом варианте измерений:

Точность измерений проверяется при втором варианте измерений, когда концы проводов от кабеля к мосту меняются местами. При втором варианте измерений определяют значение

где l k - известная величина.

Если сумма вычисленных значений l x (1) и 2l k - l x (2) оказывается равной 2l k , то измерения правильные.

Метод используют, если переходное сопротивление в месте повреждения R пер ≤ 5 кОм.

Емкостный метод используют при обрывах жил кабелей путем измерения емкости кабеля с помощью моста переменного тока, работающего на частоте 1 кГц. Равновесие моста устанавливается с помощью телефона (звучание частотой 1 кГц отсутствует). Метод применяется редко из-за невысокой точности. Более широко применяют метод колебательных разрядов и импульсный (рефлектометрический) метод, отличающиеся простотой и большей точностью.

Импульсный метод основан на измерении времени прохождения электромагнитной волны t x по линии от места измерения до места повреждения (расстояние l x) и обратно, т. е. расстояния 2l x . При известной скорости распространения электромагнитной волны по кабелю V, указанное время составляет

Метод реализуется путем посылки в кабельную линию импульсов и измерения времени сдвига между посылаемыми и отраженными импульсами. Измерения производят с помощью электронного осциллографа.

При использовании метода оператор должен хорошо знать визуальный портрет кабельной линии, т. к. в местах неоднородностей кабеля (например, в соединительных муфтах) возникают отраженные импульсы. Метод эффективен, если переходное сопротивление в месте повреждения изоляции жилы R пер < 100 Ом, а также при обрыве жил кабеля.

Метод колебательного разряда основан на том, что при пробое кабеля возникает свободный процесс в виде колебательного разряда, период Т x которого связан с расстоянием до места пробоя l x соотношением

Средняя скорость распространения волны в кабелях с бумажно-масляной изоляцией 3-35 кВ составляет 160·10 3 км/с = 160 м/мкс, что и позволяет приближенно определять расстояние l х путем измерения Т х. Измерение Т x выполняют с помощью электронного микросекундомера.

Большим достоинством метода является его работоспособность во всех случаях повреждений кабелей. Метод может быть совмещен с испытанием кабеля выпрямленным напряжением.

За время Т x волна четыре раза проходит расстояние от места повреждения до места измерения, тогда

Измерения Т x производят на первом периоде колебаний, на котором влияние затухания процесса минимально.

При измерении на жилу кабеля от испытательной установки 1 через ограничительный резистор R з подается высокое напряжение U вн отрицательной полярности (рис. 2). В момент пробоя в месте повреждения возникает равная по значению волна напряжения положительной полярности (напряжение в месте повреждения в момент пробоя равно нулю), которая распространяется к концам кабеля. Через t 1 = l x /V после пробоя волна отражается с переменой знака и уходит вновь к месту измерений. К моменту t 3 = 3l x /V волна приходит к месту измерений, напряжение на жилах становится отрицательным. К моменту t 4 = 4l x /V волна возвращается к месту повреждения, и первый период колебаний завершается.

Рисунок 2. а - принципиальная схема; б - форма волны свободных колебаний в КЛ

Микросекундомер 3 присоединяется к кабельной линии через емкостные делители 2.

Индукционный метод применяется для точного определения места повреждения непосредственно на трассе КЛ. Метод применим, если R пер < 10 Ом, т. е. для его использования необходимо дожигание дефектной изоляции.

Сущность метода заключается в пропускании по кабелю тока звуковой частоты и фиксации характера изменения электромагнитного поля над кабелем с помощью приемного устройства (телефона). Наводимая в приемной антенне ЭДС пропорциональна току в кабеле, числу витков и площади, охватываемой антенной. С увеличением частоты ЭДС растет непропорционально, вследствие экранирующего влияния брони и оболочки кабеля.

Практически для индукционного метода применяется частота 800-1200 Гц. На рис. 3 приведена схема определения замыкания между двумя жилами кабеля.

Рисунок 3.

От генератора звуковой частоты ГЗЧ подают ток 10-20 А на две поврежденные жилы кабеля. По трассе проходят с антенной А, усилителем У и телефоном Т, улавливая звучание от наведенной в антенне ЭДС, которое периодически изменяется в соответствии с шагом скрутки жил. Звучание слышно на всем участке кабеля, где протекает ток ГЗЧ. Над местом повреждения звук в телефоне заметно возрастает, затухая на расстоянии примерно 0,5 м за местом повреждения.

Для определения трассы кабеля один вывод генератора звуковой частоты заземляется, второй присоединяется к неповрежденной жиле, заземленной на противоположном конце кабеля (рис. 4).

Рисунок 4.

Отыскание трассы кабеля проводится по минимуму или максимуму сигнала.

При определении трассы по минимуму сигнала магнитную ось антенны располагают перпендикулярно поверхности земли (рамочная антенна расположена горизонтально). Когда антенна находится точно над осью кабеля, линии магнитного поля не пересекают витки антенны и ЭДС равна нулю. При отклонении от оси кабеля влево или вправо появляется усиливающийся сигнал.

При определении трассы по максимуму сигнала магнитную ось антенны располагают горизонтально к поверхности земли (рамочная антенна расположена вертикально). Когда антенна будет находиться точно над осью кабеля, витки ее будут пересекаться максимальным магнитным потоком, и наводимая ЭДС будет наибольшей. При перемещении антенны вдоль кабеля ЭДС будет меняться только из-за изменения глубины залегания или из-за прокладки в трубах. На практике чаще используют способ обнаружения трассы по минимуму сигнала, так как он дает более четкие результаты.

Акустический метод дополняет индукционный и применяется, если R пер ≥ 50 Ом. В противном случае он неработоспособен.

Сущность метода заключается в создании в месте повреждения мощных электрических разрядов и фиксации на поверхности земли звуковых колебаний с помощью чувствительных приемных устройств. Для создания мощных разрядов в месте повреждения электрическая энергия предварительно накапливается в высоковольтных конденсаторах или в емкости самого кабеля путем заряда от выпрямительной установки. Запасенная энергия

W = CU 2 /2 пропорциональна емкости С и квадрату напряжения пробоя U. В реальных установках эта энергия может составлять 100 Дж и более. При достижении напряжения пробоя энергия расходуется за очень короткое время (десятки микросекунд) и в месте повреждения происходит мощный удар. Звук от этого удара распространяется в окружающей среде и может быть прослушан на поверхности земли. По окончании разряда электрическая дуга в месте повреждения гаснет, а напряжение на емкости начинает постепенно возрастать.

При замыканиях с переходным сопротивлением, обеспечивающим устойчивые искровые разряды, в качестве генератора импульсов используется выпрямительная установка (1), конденсатор С емкостью 1-2 мкФ и разрядник Р (рис. 5). В качестве зарядной емкости могут использоваться неповрежденные жилы. Напряжение пробоя искрового промежутка не должно превышать 70% испытательного напряжения для кабеля данного типа. Разрядник Р настраивают так, чтобы интервал между разрядами составлял 1-3 с. На поверхности земли звук прослушивается с помощью пьезоэлектрического микрофона с усилителем (П) и головных телефонов (Т).

Рисунок 5.

После фиксирования факта повреждения кабеля , первоначально определяется предварительная зона, с последующим уточнением конкретного места и характера возможных дефектов.

Для этого применяют следующие методы дефектоскопии :

- акустический . Применяется для определения повреждений непосредственно на трассе с помощью искусственно созданного акустического удара, с последующей его регистрацией соответствующими приборами;

- индукционный . Основан на принципе детектирования радиосигнала, который возникает в месте пробоя изоляции при прохождении через кабель импульса частотой от 800 до 1000 Гц с силой тока 15-20 А;

- емкостной . Позволяет определять с помощью соответствующих формул определить расстояние до места повреждения в том случае, когда происходит обрыв жил кабельных линий в соединительной муфте;

- петлевой . Используется в случаях, когда у одной из неповрежденных токоведущих жил нарушена изоляция, в то время как с соседними неповрежденными проводниками сопротивление в месте повреждения не должно быть более 5 кОм. Место повреждения определяется путем дожигания специальной газовой установкой или кенотроном с последующим применением соответствующих методик;

- импульсный . Предполагает использование специального прибора ИКЛ, который фиксирует интервал времени от посылки импульса вдоль кабеля до его отражения, с последующей обработкой результатов;

- колебательный разряд . Используется для выявления пробоев изоляции, которые возникают в кабельных муфтах. Расстояние до места пробоя определяется с помощью подачи напряжения от кенотронного аппарата, с фиксацией результатов соответствующими приборами типа ЭМКС-58.

Основные причины повреждения кабельных линий

К главным недостаткам, которые существенно влияют на надежность кабелей, относятся такие показатели, как осущение, электрическое старение и высыхание изоляции. Это связано, прежде всего, с естественным разложением (кристаллизацией) пропиточного состава.

Проведение профилактических испытаний повышенным постоянным напряжением постоянного тока далеко не всегда позволяет выявлять не только естественное старение изоляции, но и другие, более существенные дефекты. В частности, такие исследования неэффективны, если изолятор в данный момент не отсырела. Поврежденный участок можно обнаружить лишь в том случае, если у оставшейся неповрежденной части изоляция не превышает 15-20 % .

Как правило, при аварии кабелю наносятся и вторичные повреждения (обжиг дугой, деформация за счет созданного внутреннего давления, поглощение влаги в поврежденном месте и т. д.).

Главным конструктивным элементом является внешняя оболочка, т. к. высокие диэлектрические характеристики силового кабеля обеспечиваются при отсутствии активного воздействия на него влаги и воздуха. Основной материал - свинец и алюминий.

Помимо заводского брака, который со временем может привести к повреждению кабеля, существуют и другие причины выхода его из строя :

Механические повреждения при прокладке или других строительных работах;

Вспучивание в виде спирали (иногда с образованием трещин) в результате воздействия в течение длительного времени периодических циклов нагревания и охлаждения, а также при значительных сетевых перегрузках;

Разрушение внешней оболочки под воздействием внешних механических факторов;

Естественная химическая коррозия из-за воздействия различных реагентов, содержащихся в почве;

Разрушение внешнего защитного слоя благодаря блуждающим токам от электрифицированного транспорта.

Визуально механическое повреждение наружной оболочки легко определяется по внешнему виду: как, правило, в этом случае деформирована как стальная броня, так и джутовая оплетка. При этом обычно резко снижаются и диэлектрические характеристики кабеля.

При локальных повреждениях делается специальная вставка, и линия готова к дальнейшей эксплуатации.

Свинцовая оболочка часто подвергается межкристаллическому разрушению, что визуально выражается в появлением на первом этапе сетки из мелких трещин. В дальнейшем это приводит к увеличению их размеров с последующим разрушением отдельных фрагментов.

При наличии в составе продуктов коррозии двуокиси свинца, можно смело утверждать о ее электрическом происхождении за счет блуждающих токов. Такой окисел имеет характерный коричневый тон. В то же время в результате химической коррозии образуются продукты белого цвета, которые иногда имеют бледно-желтый или бледно-розовый оттенок.

При монтаже следует обратить особое внимание на влажность изоляторов, правильной укладке пропиточного материала и выделения необходимого объема канифоли.

Одним из самых слабых элементов изоляции являются воздушные включения. В них развиваются такие опасные процессы, как ионизация и частичные разряды. Именно с этим связано жесткое регламентирование совпадение бумажных лент. При несоблюдении этого регламента слой необходимой изоляции становится неустойчивым к изгибу.

В высоковольтных кабелях (20-35 кВольт) даже при незначительном нарушении изоляции из-за высокого напряжения начинается ионизация воздуха с появлением частичных разрядов.

При визуальном осмотре токопроводящих жил кабеля, прежде всего необходимо обратить внимание на такие характерные дефекты, как:

Неправильная форма секторной или круглой жилы;

Западание или, наоборот, выпирание отдельных элементов проволакивания;

Наличие заусениц на токопроводящих жилах.

Все эти дефекты способствуют искривлению напряженности электрического поля с образованием местных флуктуаций, что является уже серьезной проблемой при напряжении в сети более 10 кВольт.

Также возможны и другие, более грубые дефекты в жилах, которые могут быть связаны, в частности, что в результате неаккуратного проволакивания изоляция может быть повреждена механически. При этом могут быть и грубые дефекты в жилах, например, при возможных пересечениях в процессе укладки.

В такой ситуации токопроводящий провод может принять неправильную форму, а в изоляции возможно образование глубоких складок. Такой кабель нельзя использовать для прокладки.

При замене дефектных участков сети также необходимо учитывать весь комплекс изменений, который может возникнуть при горении дуги, а также образованию избыточных внутренних давлений.

Профилактические испытания, в связи с малой мощностью, не предполагают возникновение в сетевых сетях каких-либо дефектов.