Определение места повреждения силового кабеля и кабельных линий

Определение места повреждения силового кабеля и кабельных линий

Стоимость услуги: от 15 т.р.

Определение мест повреждения кабельных линий (ОМП), наравне с подтверждением и испытаниями кабеля, является основной задачей электролаборатории при проведении работ по ремонту и восстановлению кабельных линий.

В Москве и крупных городах Московской области Протокол определения места повреждения является необходимым основанием для открытия Ордера на проведение земляных и строительных работ.

Причины и виды повреждений кабельных линий

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

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

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

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

Чаще всего ремонтным бригадам приходится сталкиваться со следующими видами неисправностей:

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

Поиск повреждения кабеля 10 кв

При схожести принципов поиска повреждений в силовых кабелях для поиска повреждений удобнее использовать другие приёмы и методы. Стоит заметить, что электрикам во многом искать дырки в своих кабелях проще, ибо многие «ребусы» типичные для поиска повреждений кабелей связи здесь решать не нужно. Например, электрики-кабельщики практически не используют мостовых схем измерения и контактный метод поиска (штыри), да и рефлектометр после хорошего прожига показывает не «кофейную гущу». Связано это с тем, что силовые высоковольтные кабеля выдерживают напряжение около 30 кВ и ток в сотни Ампер, соответственно могут быть использованы методы прожига и удара, описанные далее.

Для поиска повреждений и для испытаний кабелей и оборудования электрикам недостаточно переносных приборчиков и используется целая передвижная лаборатория на базе какого-либо автомобиля. Обычно в российском исполнении такой автомобиль имеет на кузове надпись ЛВИ, что расшифровывается как лаборатория высоковольтных испытаний. При этом оборудование лаборатории в основном состоит из жёстко закреплённых в кузове автомобиля установок. Учитывая, что в схеме ЛВИ используются большие напряжения и токи, некоторая часть оборудования выполняет защитные функции.

Высоковольтный отсек лаборатории высоковольтных испытаний

Пульт управления лаборатории высоковольтных испытаний

Работа ЛВИ начинается с большого количества количество защитных мер. Шутки, описанные в приколе «самый контактный метод поиска» здесь смертельно опасны. Работая с электриками, начинаешь понимать смысл многих пунктов из ПУЭ.

Высоковольтные испытания кабеля

Любопытно, что зачастую поиск повреждения начинается даже без проверки кабеля мегомметром. Начинают с подачи в кабель испытательного напряжения. Подобное начало не соответствует описанному в методиках порядку работ, но во многом оправдано. Изоляция «выстрелившего» кабеля может быть более 10 Мом, что, в общем-то, соответствует норме и всё решает именно проверка кабеля повышенным напряжением.

Напряжение постепенно поднимают до 30-50 кВ. Как правило, в повреждённом кабеле возникает пробой и срабатывает защита блока высоковольтных испытаний. Лабораторию переключают в другой режим — режим прожига.

Прожиг высоковольтного электрокабеля

Подключается установка прожигающая. На фотографии пульта управления это большой блок кубической формы слева внизу. Установка выдаёт в кабель высокое напряжение, но уже без отключения при пробое. Установка прожигающая имеет переключатель напряжений, и оператор может изменять соотношение ток-напряжение в мощности установки. Начинают с большого напряжения и при возникновении устойчивого пробоя напряжение уменьшают в пользу тока, добиваясь полного сплавления жилы кабеля в месте повреждения.

Химия и физика этого процесса заключается в образовании плотной угольной корки в месте пробоя кабеля. Подобным методом добиваются того, что сопротивление между повреждённой жилой и «землёй» снижается до 1-5 Ом. Если кабель лежит не в грунте, а проложен по эстакаде, то поиск повреждения на этом этапе может быть закончен. Кабель при прожиге в месте повреждения начинает дымить и трещать, и повреждение легко находится внешним осмотром.

Измерение ВВ кабеля измерителем неоднородности линий

После удачного прожига измерение линии рефлектометром не вызывает затруднений с определением расстояния до повреждения. Место повреждения определяется как плотное «короткое» и на рефлектрограмме отображается очень отчётливо. Коэффициент укорочения на высоковольтном кабеле выставляют независимо от марки кабеля в 1,87.

Кстати штатная комплектация ЛВИ предусматривает наличие рефлектометра или измерителя неоднородности линий. В советские времена в комплектацию входили знакомые до боли измерители неоднородности линий Р5-10, а в настоящее время это импульсный рефлектометр РИ-10М.

Акустический метод поиска повреждений

Для поиска повреждения кабеля проложенного в грунте используется ещё один блок — генератор высоковольтных импульсов — ГВИ (на фото пульта управления внизу справа). В ГВИ напряжение в кабель подаётся последовательностью коротких импульсов с довольно большой мощностью (используется накоплении энергии конденсатором). Вся энергия импульса выделяется в месте повреждения изоляции, создавая при этом громкий сухой щелчок (удар). Щелчки настолько громкие, что их звук иногда слышен даже сквозь 70 см грунта как негромкие хлопки.

Вместе с блоком ГВИ используется ещё один метод называемый акустическим. Суть его в прослушивании грунта специальным микрофоном (тоже иногда входит в комплектацию ЛВИ в составе поискового прибора). Как уже отмечалось, иногда щелчки пробоя при работе ГВИ слышны без какого-либо оборудования, но не всегда трасса проходит в тихих местах и не всегда кабель лежит на глубине 60-70 см. Для таких случаев и применяется акустический метод, то есть прослушивание грунта микрофоном.

Для определения трассы и места повреждения электрического кабеля используется также индукционный метод. Собственно суть метода описана на странице Поиск трассы кабеля кабелеискателем. Применительно к высоковольтным кабелям не используются котактный метод поиска (штыри). Как правило, кабель дожигается до такой степени, что повреждения легко локализируются одной антенной. В месте повреждения сигнал не фиксируется (не затухает) и слышен очень отчётливо, поиск проводится на вертикальной катушке (по минимуму).

Использовать подобные технологии для кабелей связи, увы, рискованно. Частенько подача высокого напряжения, например, в ПРППМ может «дожечь» повреждение (Поиск повреждений методом прожигания напряжением фазы (220 Вольт)) и уменьшить сопротивление повреждения до нескольких кОм, и нередки случаи, когда длительное использование связки ГИС-УМГИС снижало сопротивление повреждения. Но использовать подобные методы следует очень осторожно по двум причинам:

1. Жилы и изоляция кабелей связи не рассчитаны на прохождение больших токов. Ток протекающий по отдельно взятой жиле может настолько её разогреть, что оплавится весь полиэтилен в кабеле, причём по всей длине, закоротив все пары между собой.

2. Те киловольты, что не всегда легко прожигают высоковольтные кабели, могут пробить изоляцию кабелей типа ТПП и ПРППМ в неповреждённом месте, ведь кабели связи не предназначены для большого напряжения.

Определение участка повреждения

После того, как дистанционными методами удалось выяснить тип повреждения кабеля и оценить расстояние до места повреждения, наступает следующий этап — указать место повреждения кабеля на местности. Эта задача разбивается на два этапа: поиск трассы и поиск дефекта на кабеле.

Задача поиска трассы решается с помощью трассоискателя. Трассоискатель — прибор для обнаружения проложенной в земле трассы. К трассам относятся:

• силовой кабель;
• связной кабель;
• трубопровод;
• оптический бронированный кабель.

Кабелеискатель фиксирует электромагнитное поле, исходящее от тока, протекающего в кабельной линии. Трассоискатель кабельных линий позволяет не только указать местоположения кабеля, но и оценить глубину его залегания.

Поиск повреждения кабеля на местности выполняется трассодефектоискателем. Определение места повреждения кабеля с помощью трассодефектоискателя выполняется индукционным методом или контактным методом. Индукционный метод кабелеискателя позволяет найти обрыв кабеля и межфазный пробой типа жила — жила, либо жила — броня. Контактный метод трассодефектоискателя позволяет найти утечку в кабеле. Таким образом на местности решается задача поиска повреждения кабеля.

Поиск повреждения кабеля и кабельных линий в земле

Даже после тщательного осмотра кабельных линий и успешных профилактических испытаний при работе кабельной линии могут возникнуть неполадки: пробой изоляционного слоя, разрыв фазы и другие неприятные события. Причины могут быть разные:

• заводские недостатки конструкции;
• несоблюдение технологического процесса;
• неаккуратный монтаж.

Хотя линия лежит глубоко под землей и имеет дополнительную защиту, отыскание места повреждения кабеля обязательно должно проводиться для того, чтобы обезопасить систему от крупной поломки, повреждению кабельных линий и короткого замыкания. Чтобы найти дефекты и слабые места в его изоляции, соединительных узлах и других местах прокладки кабеля, его подвергают различным нагрузкам и по ряду методик определяют точное место повреждения кабеля.

Содержание:

1. Требования к поиску дефектов кабельной линии
2. Этапы поиска разрыва кабеля под землей
3. Методы поиска повреждения кабеля

Требования к поиску дефектов кабельной линии

Поиск повреждений кабельных линий должен проводиться с выполнением условий:

• Погрешность не должна превышать установленный параметр. Для этого необходимо учитывать все нюансы земляных работ.
• Существует ограничение по времени на выполнение работ по поиску повреждения кабеля: не более нескольких часов.
• Обязательно соблюдать технику безопасности для работающего персонала.

Если поиски места повреждения затянутся, то в место дефекта может попасть влага. В этом случае придётся заменить весь увлажнённый участок кабельной линии, а это — несколько десятков метров! Подобный ход дела увеличит и объем земельных работ, и смету на их проведение. В то же время оперативное отыскание места повреждения подразумевает замену участка линии не более 5 м в длину.

Этапы поиска разрыва кабеля под землей

Поиск обрыва кабеля в земле проводится в 2 этапа:

• при помощи специальных приборов находят участок повреждения;
• уточняют конкретную область разрыва.

Для начала при помощи мегаомметра необходимо замерить сопротивление изоляции в течение одной минуты. Если показатель ниже нормы, то прибегают к испытаниям кабельных линий повышенным напряжением.

Выбор метода нахождения места повреждения КЛ зависит от характера дефекта и от величины переходного сопротивления. Трёхфазная линия КЛ подвержена таким видам повреждений:

• замыкание на землю одной, двух или всех трёх жил;
• соединение проводов друг с другом;
• обрыв жил без заземления;
• заплывающий пробой, проявляющийся в форме короткого замыкания.

Для снижения переходного сопротивления могут использоваться генератор высокой частоты или кенотрон. Но процесс этот в каждом случае может проходить по-разному: в большинстве случаев уже через 20 секунд сопротивление снижается до десятков Ом. В муфтах этот процесс может длиться несколько часов.

Когда зона дефекта обнаружена, переходят к поиску конкретного места обрыва. Для увеличения эффективности пользуются сразу несколькими методами поиска с одного конца кабеля, либо применяют одну методику, но движутся сразу с двух концов одновременно.

Методы поиска повреждения кабеля

Специалисты нашей электролаборатории владеют всеми возможными методами поиска повреждения кабеля в земле. Мы даём гарантию, что обрыв будет найден в кратчайший срок и устранён без вреда для кабельной линии и вашего оборудования. В своей работе мы используем:

• Импульсный метод.
  Мы подаём специальный зондирующий импульс переменного тока, который отразится от места дефекта. Замерив интервал времени и зная скорость распространения импульса 160м/мкс, мы находим место дефекта.
• Метод колебательного разряда.
  От кенотронной испытательной установки подаётся напряжение, плавно увеличивающееся до величины пробоя. Период колебаний даёт возможность определить расстояние до точки разрыва.
• Метод петли — используется «мост» постоянного тока.

Метод петли (схема).

• Ёмкостный метод — замеряем ёмкость оборванной линии и находим разрыв индукционным, акустическим методом либо методом накладывания рамки.
• Индукционный метод с использованием приёмочной рамки позволяет установить глубину, на которой заложен поврежденный кабель.
• Акустический метод основан на прослушивании звуковых колебаний после подачи искрового заряда.
• Метод накладной рамки позволяет прослушивать сигналы от поля пары токов: в месте повреждения сигнал будет монотонным.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения ремонта кабельных линий, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать ремонт кабельных линий или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Возможность непрерывного прожига

Прожигающие установки старого образца использовали ручное переключение ступеней оператором, что нередко приводило к прерыванию горения дуги, увеличивало время прожига и создавало возможность для «заплывания» пробоев. Современные устройства прожига снабжены автоматическими системами переключения ступеней прожига, исключающие разрыв дуги в месте прожига, что существенно сокращает затраты времени на подготовительные работы для отыскания мест повреждения. Часто такой прожиг называют «бесступенчатым», что не должно вводить специалистов в заблуждение: данное понятие вовсе не означает отсутствие нескольких силовых блоков (ступеней) — просто переключение между ними производится автоматически, без участия оператора. Для генерации высокого напряжения в конструкции прожигающих установок используются либо масляные трансформаторы, либо «сухие» трансформаторы. Вопрос автоматического переключения ступеней без разрыва дуги решен в обоих типах устройств, однако существует мнение, что только сухие трансформаторы могут обеспечить непрерывный прожиг в любых условиях. Связано данное явление с разным энергопотреблением двух видов трансформаторов в режиме короткого замыкания. Масляные трансформаторы имеют существенно большее энергопотребление в режиме короткого замыкания, поэтому держать их включенными одновременно в процессе всего прожига неэффективно, следовательно, при понижении напряжения происходит отключение источника с масляным трансформатором, генерирующего более высокое напряжение. Очень часто переход на более мощную ступень прожигания приводит сначала к «заплыванию», т.е. к подъему пробивного напряжения, при этом следует вернуться к предыдущей ступени более высокого напряжения, а затем после снижения напряжения пробоя переходить на следующую ступень.

ЭТЛ для испытания и поиска мест повреждений кабельных линий «Аврора-К»

Описание

Передвижная электротехническая лаборатория высоковольтных испытаний

Лаборатория позволяет производить полноценные испытания и диагностику высоковольтных кабелей (постоянное напряжение) и аппаратной изоляции подстанционного оборудования (напряжение промышленной частоты).

Описание

Высокое качество испытательного и диагностического оборудования, разработанного германскими и российскими инженерами, проверено временем, и позволяет гарантировать бесперебойную работу электроизмерительной лаборатории на протяжении многих лет.

Методики испытаний и диагностики, основанные на опыте эксплуатации лаборатории «АВРОРА-К», позволят Вам тратить меньше времени для диагностики, обнаружения и локализации неисправностей.

Конструкция приборных 19″ стоек, в которых смонтированы измерительные приборы и пульты управления позволяют существенно расширить испытательные возможности, добавив в состав оборудования приборы для диагностики и испытаний кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и его оболочки или для определения мест повреждения кабеля без прожига изоляции (метод стабилизации электрической дуги).

Передвижная высоковольтная испытательная лаборатория предназначена для профилактических испытаний кабелей с рабочим напряжением до 10 кВ, для определения трассы кабеля и мест повреждения изоляции, а также для испытания электротехнического оборудования подстанций повышенным выпрямленным напряжением и повышенным напряжением промышленной частоты.

• испытания изоляции кабелей повышенным выпрямленным напряжением
• испытание изоляции оборудования повышенным напряжением промышленной частоты
• определение трассы и глубины залегания кабеля
• выбор кабеля и выбор фазы кабеля
• определение мест повреждений кабеля методом прожига изоляции
• определение мест повреждения кабеля акустическим методом
• определение мест повреждения кабеля индуктивным методом
• локализация повреждений кабеля методом рефлектометрии (зондирующим импульсом) (TDR-метод)
• локализация повреждений кабеля волновым методом, использующим связь по напряжению (Decay-метод)
• локализация повреждений кабеля волновым методом, использующим связь по току (ЮЕ-метод)

Безопасность

5 ступеней защиты от поражения электрическим током:

• F-U (контроль напряжения на корпусе)
• F-Q (контроль сопротивления заземления)
• концевые выключатели задних дверей
• световая, звуковая сигнализация и рубильник видимого разрыва
• аварийный выключатель

Технические характеристики

Высоковольтные испытания кабелей