Основні методи визначення місць ушкодження (ЗМП)

Неминучі матеріальні та фінансові втрати, до яких призводить вихід з ладу кабельної лінії (КЛ), змушують шукати найбільш ефективні способи усунення пошкоджень, які мінімізують ці втрати. Правильний вибір методу і устаткування пошуку місць ушкоджень визначають ефективність вирішення поставленої завдання, тобто. максимальну ймовірність правильного визначення місця пошкодження та мінімальний час, що витрачається на це. Причини появи дефектів у кабелях дуже різноманітні. Основні з них: механічні або корозійні ушкодження, заводські дефекти, дефекти монтажу сполучних та кінцевих муфт, осушення ізоляції внаслідок місцевих перегрівів кабелю та старіння ізоляції.

Основні види пошкоджень силових кабелів:

• однофазне замикання на “землю”;

• міжфазне замикання; міжфазне замикання на "землю";

• обрив жил кабелю без заземлення чи із заземленням як обірваних, і необорванных жил;

• запливаючий пробій, що виявляється у вигляді короткого замикання (пробою) при високій напрузі і зникає (запливає) при номінальній напрузі.

Класифікація методів ЗМЗ

Види ушкоджень та основні методи пошуку

Види ушкоджень	Схема ушкодження	Перехідний опір, Ом	Дистанційний метод	Топографічний метод	Устаткування для визначення місць ушкоджень
Замикання фаз на оболонку кабелю		Rп 4	Мостовий	Акустичний, накладна рамка	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ДП-24 "Акустик", ПА-1000А
	Rп ≤ 50	Імпульсний	Акустичний, індукційний, накладна рамка	РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4	Петльовий (мостовий)	Акустичний	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ДП-24 "Акустик", ПА-1000А
	Rп ≤ 50	Імпульсний	Акустичний	РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4	Мостовий	Акустичний, індукційний	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ДП-24 "Акустик", ПА-1000А
Замикання між фазами		Rп 10 6	Імпульсний, коливальний розряд	Акустичний, індукційний, накладна рамка	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АІП-70, ГП-24 "Акустик", ПА-1000А, КП-500К
	Rп > 10 6	Імпульсний, коливальний розряд	Акустичний	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АІП-70, ГП-24 "Акустик", ПА-1000А
0 Rп 3	Імпульсний	Акустичний, індукційний	РЕЙС-105М1, ДП-24 "Акустик", ПА-1000А, КП-500К
Запливаючий пробій		Rп > 10 6	коливального розряду	Акустичний	РЕЙС-305, SC40, SD80, АІП-70, ГП-24 "Акустик", ПА-1000А

Дистанційні (відносні) методи

• Імпульсний методполягає в тому, що в кабельну лінію посилаються електричні імпульси (зондуючі імпульси), які, поширюючись по лінії, частково відбиваються від неоднорідностей хвильового опору і повертаються до місця, звідки були послані . За часом проходження імпульсу до неоднорідності та назад, яке пропорційно відстані до нього обчислюють відстань. Можна визначити відстань до місця пошкодження,обриву жили, довжину кабелю, Можна визначати відстані до неоднорідностей, муфт, однофазних та міжфазних пошкоджень кабелю.

• Ємнісний методможна використовувати при обривах жил кабелю. Відстань до місця обриву визначається за значенням виміряної ємності жил КЛ. Вимір проводиться за допомогою мостів змінного струму. Містами змінного струму можна вимірювати ємність при обривах з опором ізоляції у місці пошкодження щонайменше 300 Ом. При менших опорах точність виміру падає нижче допустимого значення.

• Метод коливального розрядувикористовується при визначенні відстані до місць однофазних пошкоджень з перехідним опором у місці пошкодження близько 10-100 кілоом. За допомогою високовольтної випробувальної установки на пошкодженій жилі кабелю піднімається напруга до пробою. Коротке замикання в зарядженій жилі кабелю призводить до появи електромагнітних хвиль, які поширюються від місця пробою в місці дефекту до початку та до кінця кабельної лінії. Аналізуючи епюри напруги коливального процесу, можна обчислити відстань до дефекту.

• Хвильовий методвикористовується, у тому випадку, якщо опір у місці пошкодження становить від нуля до сотень кілоом. Здійснюється метод в такий спосіб. При проби розрядника високовольтної випрямної установки в лінію посилається високовольтна електромагнітна хвиля від зарядженого конденсатора, яка створює пробою в місці пошкодження кабельної лінії, що викликає хвильовий коливальний процес в ланцюгу конденсатор-лінія. При досягненні електромагнітною хвилею, надісланою від конденсатора, місця пошкодження станеться пробою у випадку, якщо опір у місці пошкодження недорівнює нулю Ом, після чого відбитий від пошкодження фронт хвилі повернеться до місця посилки - конденсатору, відіб'ється від нього і повернеться до місця пошкодження. Якщо опір у місці пошкодження близький до нуля, розряду не станеться і хвиля відобразиться від короткого замикання. Цей процес триватиме доти, доки хвиля не згасне. За допомогою вимірювань тимчасової залежності напруги на затискачах кабелю під час коливального процесу можна встановити час, за який хвиля досягне місця пробою, і розрахувати відстань до нього.

• Петлевий методзаснований на вимірі опору струму жив кабелю (як правило, за допомогою моста). Використовується для визначення місця пошкодження захисної пластмасової ізоляції. Точність визначення відстані до місця пошкодження невелика і становить близько 15% довжини, що вимірювається.

Топографічні (абсолютні) методи

• Акустичний метод пошукузаснований на прослуховуванні над місцем пошкодження звукових коливань, що виникають у місці пошкодження в момент іскрового розряду від електричних імпульсів, що посилаються в кабельну лінію.

• Потенційний метод пошукузаснований на фіксації на поверхні грунту вздовж траси електричних потенціалів, що створюються струмами, що протікають по оболонці КЛ у землі.

• Індукційний метод пошукузаснований на контролі магнітного поля навколо кабелю, яке створюється струмом, що протікає по ньому, від спеціалізованого генератора. Оцінюючи рівень магнітного поля, визначають наявність КЛ та глибину її залягання, а за характером зміни та рівнем поля визначають місце ушкодження. Цей спосіб застосовується для безпосереднього відшукання на кабелі місць ушкодження при пробоеізоляції жил між собою чи «землю», обриві з одночасним пробоєм ізоляції між жилами чи «землю», визначення траси кабелю і глибини його залягання, визначення місцезнаходження сполучних муфт.

Розглянемо основні властивості та характеристики, що пред'являються до пошукової апаратури:

• Висока вибірковість приймача. Цей параметр забезпечить електричну перешкодобезпечність, що дозволяє успішно проводити пошук за наявності потужних джерел регулярних перешкод.
• Висока чутливість приймача. Спільно з високою вибірковістю забезпечить пошук комунікацій зі слабким сигналом на великій глибині.
• Якість та тимчасова стабільність вихідного сигналу генератора. Це забезпечить і необхідну вибірковість, і достатню схильність до перешкод. Крім того, сигнал генератора не впливатиме на роботу іншої електронної апаратури.
• Достатньо велика вихідна потужність генератора, що дозволяє працювати на глибоко (до 10 метрів) залягаючих та протяжних (до кількох десятків кілометрів) КЛ. Ця вимога є абсолютно необхідною для українських умов. Також потужний і надійний генератор з великим вихідним струмом допустимо використовувати як пристрій допалення кабелю.
• Висока надійність генератора, що забезпечує необмежений час роботи на активне та реактивне навантаження в діапазоні від короткого замикання до холостого ходу з можливими різкими змінами за величиною.
• Високі експлуатаційні властивості. Мінімальний діапазон робочих температур експлуатації: від -30 до +40 °С.
• Достатній набір робочих частот генератора та частотних каналів приймача, що забезпечує гарантоване виконання функцій трасопошуку та визначення місць ушкоджень.
• Універсальність, тобто. можливість працювати індукційним, акустичним та потенційним методами. Бажана властивість дозволяє мінімізувати необхідний комплект обладнання.

Усі вищевказані характеристики і властивості дозволяють з максимальною ефективністю, тобто. з мінімальними витратами часу, коштів та гарантованим результатом проводити пошук місць ушкоджень КЛ.

---