close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;doc

код для вставкиСкачать
1 Общая информация..................................................................................................................3
1.1 Классификация повреждений в кабельных линиях...........................................3
1.2 Последовательность поиска неисправностей.........................................................4
2. Методы поиска............................................................................................................................6
2.1 Дистанционные (относительные) методы................................................................8
2.2 Топографические (абсолютные) методы....................................................................10
3. Индукционный метод поиска..........................................................................................12
3.1. Общий принцип.......................................................................................................................12
3.2. Поиск трассы..............................................................................................................................14
3.2.1. Обследование местности................................................................................................14
3.2.2. Способы подключения генератора при поиске трассы КЛ.......................16
3.2.2.1. Подключение генератора по схеме «жила-земля»......................................17
3.2.2.2. Подключение генератора по схеме «жила-броня»......................................19
3.2.2.3. Подключение генератора к работающей
кабельной линии через фильтр присоединения..........................................20
3.2.2.4. Индуктивная связь генератора с кабельной линией
или металлическим трубопроводом...................................................................24
3.2.3. Определение трасс коммуникаций без генератора........................................26
3.2.4. Определение трасс металлических и неметаллических
подземных коммуникаций............................................................................................27
3.3. Определение глубины залегания кабельной линии..........................................31
3.3.1. Определение глубины залегания кабельной
линии методом 45 градусов...........................................................................................31
3.3.2. Определение глубины залегания кабельной
линии методом градиента сигнала............................................................................35
3.3.3. Особенности определения глубины залегания
при близком прохождении других кабельных линий...................................35
3.4. Определение места повреждения..................................................................................37
3.4.1. Поиск обрыва жилы...........................................................................................................38
3.4.2. Поиск замыкания жила-жила......................................................................................39
3.4.3. Поиск однофазного повреждения.............................................................................42
3.4.4. Использование накладной рамки.............................................................................45
3.4.5. Возможные варианты подключения генератора.............................................45
Ангстрем ИП
[email protected]
1. Общая информация
1.1. Классификация повреждений в кабельных линиях
1. По характеру поведения повреждения делятся на устойчивые и
неустойчивые. В изоляции кабельных линий неустойчивые повреждения, в большинстве случаев, возникают вследствие специфических
свойств бумажно-масляной изоляции. При ее пробое в разрядном
промежутке создаются условия, способствующие гашению электрической дуги. Количество неустойчивых повреждений значительно
превосходит количество устойчивых. Неустойчивые повреждения
могут самоустраняться, оставаться неустойчивыми или переходить
при определенных условиях в устойчивые.
2. По видам повреждения разделяются на замыкания (в сетях с
изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов
также «замыкания на землю») и обрывы. Замыкания делятся на
однофазные (однополюсные) и междуфазные (двух- и трехфазные,
как с «землей», так и без «земли»). Для сетей с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов существенное значение
имеют также двойные замыкания на землю, т.е. замыкания двух фаз
на землю в разных точках электрически связанной сети.
ȼɢɞɵɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɣ
Ɂɚɦɵɤɚɧɢɹ
Ɉɞɧɨɮɚɡɧɵɟ
ɨɞɧɨɩɨɥɸɫɧɵɟ
Ɉɛɪɵɜɵ
Ɇɟɠɞɭɮɚɡ ɧɵɟ
ɫɡɟɦɥɟɣ ɢ ɛɟɡɡɟ
ɦɥɢ
Рис 1. Виды повреждений кабельных линий
3
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
1.2 Последовательность поиска неисправностей
Разнообразие видов и характера повреждений, а также структуры и
условий работы электрических сетей не позволяет применить
какой-либо универсальный метод определения мест повреждения
(ОМП). Еще более сложно создать универсальную аппаратуру. Для
разного типа линий и сетей, а также видов повреждений к методам и
устройствам ОМП предъявляются различные требования, обусловленные технико-экономическими факторами.
Система определения места повреждения включает четыре последовательные операции:
1) Определение поврежденной линии
2) Прожиг изоляции в месте повреждения (при необходимости)
3) Дистанционное ОМП
4) Топографическое (трассовое) ОМП
Выделение поврежденной линии во многих случаях осуществляется
автоматически при срабатывании селективной релейной защиты или
при испытаниях КЛ.
Прожиг является подготовительной процедурой, обеспечивающей
возможность использования совокупности методов ОМП. Некоторые методы ОМП применимы только при переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции не более сотен или даже единиц
Ом (в отдельных случаях – десятых долей Ома) Снизить переходное
сопротивление – задача прожига. Для этой цели используются
специальные установки.
4
Ангстрем ИП
[email protected]
Дистанционное ОМП, фактически первый этап ОМП, заключается в
измерении расстояния от конца линии до места повреждения.
Однако даже очень точно измеренное расстояние не позволит точно
указать искомую точку на местности. Это обусловлено тем, что
кабель не может пролегать абсолютно прямолинейно. Реально он
имеет извилистость в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В
результате точка, обозначающая место повреждения на чертеже, где
участки кабеля обозначены отрезками прямой, никогда не совпадет с
фактической точкой на местности. Разница между «чертежной» и
фактической точками может достигать 1…5% от определенного
дистанционным методом расстояния. Для кабеля длиной 3000м
соответствующая абсолютная погрешность составит 30…150м.
Таким образом, применяя даже очень точные дистанционные
методы, мы на местности можем указать только зону повреждения,
ограниченную указанной погрешностью. Возникает необходимость
в методах, позволяющих найти место повреждения непосредственно
на местности.
Топографическое ОМП — второй этап — определение искомого
места на трассе, т.е. топографической точки на трассе. Погрешность в
идеале достигает нескольких сантиметров, а в худших случаях не
превышает 3м.
5
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
2. Методы поиска
Классификация методов ОМП представлена на рис. 2.
Ⱦɢɫɬɚɧɰɢɨɧɧɵɟɦɟɬɨɞɵ
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
ɉɟɬɥɟɜɨɣ
ȼɨɥɧɨɜɨɣ
ȿɦɤɨɫɬɧɵɣ
Ʉɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɝɨ ɪɚɡ
ɪɹɞɚ
Ɍɨɩɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɟɦɟɬɨɞɵ
ɉɨɬɟ
ɧɰɢɚɥɶɧɵɣ
ɂɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
Ⱥɤɭɫ ɬɢɱɟɫɤɢɣ
Рис 2. Классификация методов ОМП
6
Ангстрем ИП
[email protected]
Основные виды повреждений и наиболее
часто используемые методы их обнаружения (1)
Таблица 1
ȼɢɞɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
Ɂɚɦɵɤɚɧɢɟɮɚɡ
ɧɚɨɛɨɥɨɱɤɭ
ɤɚɛɟɥɹ
Ɂɚɦɵɤɚɧɢɟ
ɦɟɠɞɭɮɚɡɚɦɢ
Ɉɛɪɵɜɠɢɥ
ɫɡɚɡɟɦɥɟɧɢɟɦ
ɢɛɟɡɡɚɡɟɦɥɟɧɢɹ
Ɂɚɩɥɵɜɚɸɳɢɣ
ɩɪɨɛɨɣ
7
ɋɯɟɦɚ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
ɉɟɪɟɯɨɞɧɨɟ
ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɈɦ
Ⱦɢɫɬɚɧɰɢɨɧɧɵɣ
ɦɟɬɨɞ
Ɍɨɩɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɣ
ɦɟɬɨɞ
5ɩ
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
5ɩ
Ɇɨɫɬɨɜɨɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
ɧɚɤɥɚɞɧɚɹɪɚɦɤɚ
5ɩ”
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
ɢɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
ɧɚɤɥɚɞɧɚɹɪɚɦɤɚ
5ɩ
ɉɟɬɥɟɜɨɣ
ɦɨɫɬɨɜɨɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
5ɩ”
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
5ɩ4
Ɇɨɫɬɨɜɨɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
ɢɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
5ɩ
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
ɂɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
5ɩ!
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɝɨ
ɪɚɡɪɹɞɚ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
ɢɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
ɧɚɤɥɚɞɧɚɹɪɚɦɤɚ
5ɩ!
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɝɨ
ɪɚɡɪɹɞɚ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
5ɩ[
ɂɦɩɭɥɶɫɧɵɣ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
ɢɧɞɭɤɰɢɨɧɧɵɣ
5ɩ!
Ʉɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɝɨ
ɪɚɡɪɹɞɚ
Ⱥɤɭɫɬɢɱɟɫɤɢɣ
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
2.1 Дистационные (относительные) методы
1. Импульсный метод заключается в том, что в кабельную линию
посылаются электрические импульсы (зондирующие импульсы),
которые, распространяясь по линии, частично отражаются от
неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту,
откуда были посланы. По времени прохождения импульса до
неоднородности и обратно, которое пропорционально расстоянию
до него вычисляют расстояние. Можно определить расстояние до
места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять
расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных
повреждений кабеля.
2. Емкостный метод возможно использовать при обрывах жил
кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значению измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помощью мостов
переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять
емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в месте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
3. Метод колебательного разряда используется при определении
расстояния до мест однофазных повреждений с переходным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью
высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле
кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в
заряженной жиле кабеля приводит к появлению электромагнитных
волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к
началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения
колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
8
Ангстрем ИП
[email protected]
4. Волновой метод используется, в том случае, если сопротивление в
месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряженного конденсатора,
которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что
вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произойдет пробой в случае, если
сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего
отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки
— конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения.
Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не
произойдет и волна отразится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений временнóй зависимости напряжения на зажимах
кабеля во время колебательного процесса, можно установить время,
за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние
до него.
5. Петлевой метод основан на измерении сопротивления току жил
кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места повреждения невелика и
составляет около 15% измеряемой длины.
9
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
2.2 Топографические (абсолютные) методы
1. Индукционный метод основан на контроле магнитного поля,
которое создается протекающим по кабелю током. Величина и характер изменения во времени и пространстве поля вокруг кабеля служат
информативными параметрами для определения трассы и места
повреждения кабеля.
2. Акустический метод основан на прослушивании над местом
повреждения звуковых колебаний, возникающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
Акустический метод практически универсален и во многих кабельных сетях является абсолютным методом. Им можно определять
повреждения различного характера: «заплывающие» пробои, однофазные и междуфазные повреждения с различными переходными
сопротивлениями, обрывы одной, двух или всех жил. При этом
полное замыкание с маленьким переходным сопротивлением не дает
искрового разряда и не может быть определено данным методом. В
отдельных случаях возможно определение нескольких повреждений
на одной кабельной линии.
В качестве источника импульсов служит высоковольтный ударный
генератор. Схема определения места повреждения зависит от вида
повреждения КЛ. Если произошел «заплывающий» пробой (как правило, в муфтах), то сопротивление в месте повреждения большое —
единицы и десятки мегом. При этом с помощью генератора напряжение доводится до пробоя. При устойчивых замыканиях, имеющих
переходное сопротивление в месте повреждения от единиц Ом до
десятков килоом, используется генератор, разрядник
10
Ангстрем ИП
[email protected]
и накопительная (зарядная) емкость или емкость неповрежденных
жил. Через разрядник высоковольтный импульс посылается в
поврежденную жилу кабеля, в месте повреждения которой происходит пробой, вызывающий акустический сигнал.
В процессе определения места повреждения звук разряда периодически посылаемых импульсов прослушивается в месте повреждения
оператором с помощью акустического датчика, подключенного к
приемнику. Датчик преобразует механические колебания, возникающие в грунте при разряде импульса, в электрические. Максимальная
сила звука соответствует месту повреждения.
3. Потенциальный метод основан на фиксации на поверхности
грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами. Используется постоянный ток и переменный ток повышенной частоты (звукового диапазона). Оператор перемещается по трассе с двумя контактными стержнями или пластинами. В первом случае осуществляется непосредственное измерение разности потенциалов, во втором — через
емкость пластин. Пластины используются при асфальтобетонных
покрытиях на трассе КЛ. В переносное устройство входят усилитель
и индикатор. Ток в поврежденную жилу подается с конца КЛ.
11
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
3. Индукционный метод поиска
3.1 Общий принцип
Поле вокруг одиночного кабеля можно представить в виде концентрических линий, опоясывающих кабель.
ɚ
ɛ
8PD[
8PLQ
K
K
ɍɪɨɜɟɧɶɫɢɝɧɚɥɚ
ɍɪɨɜɟɧɶɫɢɝɧɚɥɚ
Рис 3. Магнитное поле одиночного кабеля
Наличие поля и характер его изменения контролируется приемным
устройством с антенной в виде индукционной катушки, имеющей
сердечник для концентрации магнитного поля.
Если ось поисковой катушки расположить параллельно поверхности
земли непосредственно над кабелем, вдоль линий поля, то в катушке
наведется электрический сигнал максимальной амплитуды (рис. 3а).
При смещении катушки в сторону амплитуда снимаемого с катушки
сигнала будет плавно уменьшаться.
12
Ангстрем ИП
[email protected]
По максимуму сигнала (метод максимума) при указанном положении катушки на практике обнаруживают ориентировочное местонахождение трассы кабельной линии. Однако из-за размытости максимума сигнала точно определить местонахождение кабеля затруднительно.
Если ось поисковой катушки расположить перпендикулярно поверхности земли непосредственно над кабелем (перпендикулярно
линиям поля, когда ось катушки проходит через ось кабеля), то электрический сигнал в катушке будет иметь минимальную амплитуду
(рис. 3б). При смещении катушки в сторону амплитуда сигнала
сначала резко увеличивается, а затем плавно уменьшается. Перпендикулярное к поверхности земли расположение катушки (метод
минимума) позволяет получить резко выраженный минимум сигнала, который на практике используется для точного определения
местонахождения кабеля.
Определение трассы КЛ может производиться активным либо
пассивным методом. При использовании активного метода сигнал в
кабеле создается подключенным к нему специализированным низкочастотным генератором. Приемник настроен на частоту генератора и
не воспринимает другие частоты излучаемые проходящими рядом
коммуникациями. Генератор может подключаться непосредственно
к началу кабеля отключенного от сети либо через разделительный
фильтр к кабелю под рабочим напряжением. Можно наводить сигнал
в отключенном или рабочем кабеле с помощью индукционного излучателя подключенного к генератору.
При использовании пассивного метода контролируется электрическое поле кабеля, создаваемое протекающим по нему рабочим током
промышленной частоты (50, 100 или 300 Гц).
13
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Для контроля используется поисковый приемник, настроенный на
соответствующую промышленную частоту. Наиболее часто это 50 Гц.
Контролируя уровень магнитного поля и характер его изменения в
пространстве, определяют местоположение кабельной линии, глубину ее залегания и место повреждения.
Для эффективного обнаружения трасс кабельных линий и точного
определения мест повреждения на трассе обычно используют специальные поисковые комплекты (ПК). ПК состоят из генератора звуковых частот (от 250 Гц до 10 кГц) и индукционного приемника
(приемная антенна с усилителем головными телефонами и индикатором для прослушивания и оценки уровня поля над трассой) с
несколькими частотными каналами.
3.2 Поиск трассы
3.2.1 Обследоание местности
Обследование местности индукционными приборами проводится
для определения трасс подземных коммуникаций перед проведением
земляных работ и для уточнения трассы перед ремонтом коммуникации.
На рис. 4 показано обследование местности для обнаружения
кабельных линий или трубопроводов. Для обследования неизвестной местности обходят эту местность по периметру и прослушивают
сигналы, принимаемые индукционным приемником. Ось поисковой
катушки приемника держится параллельно поверхности земли и
параллельно направлению обхода. Любая кабельная линия, проходящая через обследуемую местность, при обходе пересекается дважды.
14
Ангстрем ИП
[email protected]
Ʉɚɛɟɥɶɧɚɹɥɢɧɢɹ
ɋɢɝɧɚɥ ɦɚɤɫɢɦɚɥɟɧ
Рис 4. Обследование местности
Каждый раз при пересечении трассы коммуникации приемник
выдает максимальный сигнал.
Для более надежного определения наличия кабельных линий необходимо обойти обследуемую местность несколько раз. Местность с
большой площадью необходимо обследовать по частям. После широкого обследования местности определяют трассу кабельной линии.
Для этого перемещаются между двумя точками кабельной линии,
найденными при обследовании, и индукционным приемником определяют прохождение кабельной трассы по данной местности.
15
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Рис 5. Определение трассы кабельной линии
На рис. 5 показано определение трассы кабельной линии.
Примерное определение трассы кабельной линии осуществляется по
максимальному уровню сигнала, принятого индукционным приемником. Для этого ось катушки должна находиться параллельно
поверхности земли и перпендикулярно оси кабельной линии. Для
нахождения точного положения кабеля используют метод минимума.
3.2.2 Способы подключения генератора при поиске трассы КЛ
Далее подробно рассмотрены наиболее часто используемые способы
подключения генератора к коммуникациям при поиске трассы КЛ.
16
Ангстрем ИП
[email protected]
3.2.2.1 Подключение генератора по схеме «жила — земля»
При этом способе подключения конец неповрежденной жилы кабеля
присоединяют к одной из выходных клемм генератора. Вторую
клемму генератора соединяют с заземлителем, которым может
служить: специальный заземляющий наконечник (металлический
стержень длиной 0,5 м. с подключенным к нему проводом), вбитый в
землю на расстоянии 8–15 м. от кабеля, водопроводная сеть или
металлическая опора линии электропередачи. Второй конец неповрежденной жилы также заземляют. На рис. 6 приведена схема подключения «неповрежденная жила — земля»
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ȼɪɨɧɹ ɤɚɛ
ɟɥɹ
ȿɦɤɨɫɬɧɵɟ ɫɨɫ
ɬɚɜɥɹɸɳɢɟ
ɨɛɪɚɬɧɨɝɨ ɬɨɤ
ɚ
Ɉɫɧɨɜɧɚɹɱɚɫɬɶ
ɨɛɪɚɬɧɨɝɨ ɬɨɤ
ɚ
Рис 6. Непосредственное подключение генератора
по схеме «неповрежденная жила — земля»
17
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Выходной ток генератора протекает в основном через присоединенную неповрежденную жилу кабельной линии и замыкается через
землю. Вокруг кабеля возникает поле, интенсивность которого слабо
зависит от удаления от начала кабеля. Это поле можно прослушивать
на протяжении всей линии и тем самым определять ее местонахождение. Однако некоторая часть обратного тока может протекать не
через землю, а через броню или экран кабеля. Это приводит к некоторому общему ослаблению интенсивности поля. Причина ослабления
поля в том, что направления токов в жиле и оболочке кабельной
линии противоположны и поля от них частично компенсируются.
Кроме того, происходит постепенное ослабление интенсивности
поля вдоль кабельной линии. Это обусловлено емкостным током,
величина которого уменьшается при удалении от начала кабеля. На
рис. 7 показана интенсивность магнитного поля над кабелем при
подключении генератора по схеме «неповрежденная жила — земля».
ɂɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶɩɨɥɹɛɟɡɭɱɺɬɚ
ɬɨɤɚɛɪɨɧɢ ɢ ɺɦɤɨɫɬɧɵ
ɯ ɬɨɤ
ɨɜ
Ƚɪɚɮɢɤɪɟɚɥɶɧɨɣɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɢ
ɩɨɥɹɜɞɨɥɶ ɤɚɛ
ɟɥɹ
Рис 7. Интенсивность поля над кабелем при подключении
генератора по схеме «неповрежденная жила — земля»
18
Ангстрем ИП
[email protected]
3.2.2.2 Подключение генератора по схеме «жила — броня»
При этом способе неповрежденную жилу подключают к одной из
выходных клемм генератора, а другую клемму соединяют с броней
(экраном) кабельной линии. На другом конце кабельной линии неповрежденную жилу также соединяют с броней (экраном) кабельной
линии. Подключение генератора к кабельной линии по схеме «неповрежденная жила — броня» показано на рис. 8.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
ɀɢɥɵɤɚɛɟɥɹ
ɤɚɛɟɥɶ
Рис 8. Непосредственное подключение
генератора по схеме «неповрежденная жила — броня»
Выходной ток генератора протекает по неповрежденной жиле и
возвращается по броне (экрану) кабеля. Токи в жиле и броне протекают в противоположных направлениях, поэтому интенсивность
результирующего магнитного поля вокруг кабеля уменьшается.
19
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
8
Ƚɰ
Ƚɰ
)
Рис 10. Амплитудно-частотная
характеристика фильтра присоединения
После подключения к работающей кабельной линии индукционного
генератора в ней протекают одновременно токи двух частот: 50 Гц и
рабочей частоты генератора, например 9796 Гц. Принимая индукционным приемником сигналы на частоте 9796 кГц, можно определить
точное местонахождение трассы работающей кабельной линии, в
том числе при наличии других работающих кабельных линий.
3.2.2.4 Индуктивная связь генератора с кабельной линией илиметаллическим трубопроводом
Индуктивная связь используется в тех случаях, когда необходимо
исследовать определенную местность на наличие кабельных линий,
металлических трубопроводов или иных электропроводных коммуникаций, например перед проведением земляных работ, или когда
невозможно непосредственно подключить генератор к коммуникации.
22
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Непосредственное подключение генератора с использованием неповрежденной жилы и брони удобно использовать для определения
местоположения кабельной линии на местности. В случае полного
обрыва кабеля или короткого замыкания (между жилами или между
жилами и броней) в кабеле все соединения на противоположном
конце кабеля не имеют смысла.
3.2.2.3. Подключение генератора к работающей кабельной
линии через фильтр присоединения
Поиск трассы кабеля активным методом (с использованием генератора) возможен не только для обесточенного кабеля, но и для кабеля
находящегося под нагрузкой, без отключения от питающего напряжения. Это становится возможным из-за большой разницы между
рабочей частотой кабеля и частотой поискового генератора (обычно
более 1кГц). Для реализации указанных возможностей индукционный генератор подключают к работающей кабельной линии через
так называемый фильтр присоединения.
Схема подключения генератора к кабельной линии через фильтр
присоединения показана на рис. 9.
20
Ангстрем ИП
[email protected]
Сигнал в коммуникации наводится с помощью подключенной к
выходу генератора индукционной катушки (рамки). Индукционную
катушку, подключенную к генератору, располагают на поверхности
земли над предполагаемым местом нахождения кабельной линии
или иной коммуникации. Принцип индуктивной связи генератора с
кабельной линией показан на рис. 11.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ɋɚɦɤɚ
ɉɪɢɺɦɧɢɤ
Ɇɢɧɢɦɚɥɶɧɨɟɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟ
ɦɟɬɪɨɜ
Ʉɚɛɟɥɶɧɚɹɥɢɧɢɹ
ɂɧɞɭɰɢɪɨɜɚɧɧɵɣ ɬɨɤ
ɉɨɥɟ ɢɡɥ
ɭɱɚɟɦɨɟɪɚɦɤɨɣ
ɉɨɥɟ ɢɡɥɭɱɚɟɦɨɟ ɤɚɛ
ɟɥ
ɟɦ
Рис 11. Принцип индуктивной связи
генератора с кабельной линией
Выходной ток генератора протекает по виткам индукционной рамки
и вызывает появление магнитного поля, проходящего через окно
рамки. Это поле проникает через землю и охватывает кабельную
линию или трубопровод. В кабеле или трубопроводе начинает протекать индуцированный ток. Этот ток в свою очередь вызывает появление магнитного поля, которое опоясывает кабель (трубопровод) и
может быть принято индукционным приемником. Таким образом,
появляется
возможность
обнаружить
кабельную
линию
(трубопровод) без непосредственного подключения к ним генератора.
23
Ангстрем ИП
[email protected]
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ɏɢɥɶɬɪɩɪɢɫɨɟɞɢɧɟɧɢɹ
Ʉɚɛɟɥɶ ɩɨɞɪɚɛɨ
ɱɢɦ ɧɚɩɪ
ɹɠɟɧɢɟɦ
ɱɚɫɬɨɬɨɣȽɰ
Рис 9. Подключение генератора через фильтр присоединения
Амплитудно-частотная характеристика фильтра присоединения
показана на рис. 10. Из этого рисунка видно, что фильтр присоединения представляет собой фильтр верхних частот. Он свободно пропускает в кабельную линию ток от индукционного генератора и предотвращает попадание рабочего напряжения кабеля на генератор.
21
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Рассмотрим некоторые особенности определения местонахождения
кабельных линий или металлических трубопроводов при индуктивной связи с ними генератора звуковых частот. На рис. 11 изображено
положение рамки, при котором эффективность индуктивной связи
генератора с кабельной линией будет наибольшей. Методика определения местонахождения кабельной линии или трубопровода при
индуктивной связи с ними генератора звуковых частот поясняется
на рис. 12.
Ʌɢɧɢɹɨɛɯɨɞɚɦɟɫɬɧɨɫɬɢ ɫ ɝɟɧɟɪ
ɚɬɨɪɨɦ
Ʉɚɛɟɥɶɧɚɹ ɥɢɧɢɹ
Ɍɨɱɤɚ
ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɵɣɫɢɝɧɚɥ
ɐ
Ɍɨɱɤɚ
ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɵɣ ɫɢɝɧɚɥ
ɐ ɰɟɧɬɪɦɟɫɬɧɨɫɬɢɜɵɛɪɚɧɧɨɣɩɪɢɧɚɯ
ɨɠ
ɞɟɧɢɢɤɚɛɟɥɶɧɨɣɥɢɧɢɢɢɥɢɬɪɭɛɨɩɪɨɜɨɞɚ
ɦɟɫɬɨ ɧɚ
ɱɚɥɶɧɨɝɨɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɹɩɨɢɫɤɨɜɨɣɤɚɬɭɲɤɢ
ɍɪɨɜɟɧɶɫɢɝɧɚɥɚɜ ɬɨɱ
ɤɟɐ
Ɍɨɱɤɚ
Ɍɨɱɤɚ
Ɉɛɯɨɞɦɟɫɬɧɨɫɬɢ
Рис 12. Определение местонахождения кабельной линии
или металлического трубопровода при индуктивной связи с генератором
24
Ангстрем ИП
[email protected]
Согласно рисунку можно рекомендовать следующую методику определения местонахождения кабельной линии или трубопровода:
1. Расположить индукционный приемник на местности в зоне предполагаемого местонахождения кабельной линии или трубопровода.
Поисковая катушка должна находиться в центре обследуемой зоны.
2. К выходу генератора, имеющего автономное питание, подключить
индукционную рамку.
3. Исключить возможность прямой связи индукционной рамки генератора с индукционным приемником. Для этого отнести генератор
от приемника на расстояние не менее 15 метров. Установить плоскость индукционной рамки генератора перпендикулярно поверхности земли по направлению на приемник.
4. С включенным генератором начать обход местности вокруг приемника по окружности, сохраняя ориентировку плоскости рамки генератора перпендикулярно поверхности земли и по направлению на
приемник.
5. При пересечении места прохождения кабельной линии или металлического трубопровода приемником будет зафиксирован максимальный сигнал. Отметить указанное местонахождение генератора и
продолжать обход местности до завершения окружности. Отметить
другое место пересечения трассы на местности.
6. Обойти указанную местность еще раз и проверить найденные
ранее точки пересечения.
25
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
7. Расположить генератор непосредственно над обнаруженной
кабельной линией и определить точное место прохождения трассы,
проходя с приемником по обследуемой местности, от одной отмеченной точки до другой.
3.2.3 Определение трасс коммуникаций без генератора
Работающие силовые кабельные линии, кабельные линии связи, контроля и управления, а также металлические трубопроводы имеют
вокруг себя магнитные поля. Магнитные поля вокруг кабельных
линий вызываются протекающими по их жилам рабочими токами, а
также различными уравнительными токами в броне или металлических экранах. Частота магнитного поля вокруг кабельных линий
находящихся под нагрузкой зависит от назначения кабеля и может
принимать значения 50 Гц или 300 Гц. Магнитное поле вокруг водопроводов вызвано наличием различных наведенных и «блуждающих» токов. Магнитное поле вокруг нефтепроводов создают токи
катодной защиты частотой 100 Гц, которые специально пропускаются по нефтепроводам.
Все указанные магнитные поля могут быть обнаружены индукционным приемником звуковых частот, что позволяет определять местонахождения кабельной трассы или металлического трубопровода без
применения индукционного генератора. Методика поиска заключается в обследовании местности индукционным приемником, принимающим звуковые частоты в диапазоне от 50 Гц и выше. Для улучшения слышимости человеческим ухом сигнал частотой 50 Гц может
преобразовываться в более высокую частоту (порядка 1500 Гц). При
этом поисковая катушка приемника удерживается в горизонтальном
положении непосредственно над поверхностью земли.
26
Ангстрем ИП
[email protected]
При пересечении трассы кабельной линии или металлического
трубопровода принимается соответствующий звуковой сигнал,
который имеет максимальную интенсивность непосредственно над
трассой. Поиск трассы кабельной линии или металлического трубопровода без использования генератора поясняется рис. 4.
Продукция ЗАО «Ангстрем — ИП» включает в себя три модификации приемников с различными наборами частотных каналов для
реализации пассивного метода поиска. Приемник ПП-500А, входящий в поисковые комплекты КП-100К…КП-500К имеет канал с
полосой частот от 50 до 300 Гц. Приемник ППТ-2А выпускается в
двух модификациях, каждая из которых имеет два узкополосных
частотных канала 50 Гц и 100 Гц (или 50 и 300Гц).
Приемник ППТ-3А имеет 4 канала:
1) канал с полосой 50…300 Гц
2) канал 50 Гц с возможностью преобразования в 1500 Гц
3) канал 100 Гц
4) канал 300 Гц
Наличие такого количества узкополосных каналов позволяет успешно различать плотно расположенные кабели и трубопроводы, разделять электрокабели с разными рабочими частотами, что выгодно
отличает эту модификацию от аналогов.
3.2.4. Определение трасс металлических и неметаллических
подземных коммуникаций
Возможности определения трасс металлических трубопроводов
(водопроводов, нефтепроводов и газопроводов) при использовании
27
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
индуктивной связи с генератором и без генератора рассматривались
в п 3.2.2.4 и п 3.2.3. Более эффективное определение местонахождения трасс металлических трубопроводов активным методом можно
произвести при непосредственном подключении генератора к трубопроводу. При этом одну выходную клемму генератора соединяют с
трубой, а вторую выходную клемму заземляют на некотором расстоянии от трубы через заземлитель. Подключение генератора к металлическому трубопроводу показано на рис. 13.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
ɂɡɨɥɹɰɢɹ
Ɇɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɣ ɬɪɭ
ɛɨɪɨɜɨɞ
ɜɨɞɨ ɝɚɡ
ɨ ɧɟɮ
ɬɟ
ɩɪɨɜɨɞ
Рис 13. Схема подключения индукционного генератора
к металлическому трубопроводу
Соединение выхода генератора с трубой можно производить прикруткой провода или с помощью постоянного магнита. Место контакта провода с трубой необходимо предварительно зачистить.
28
Ангстрем ИП
[email protected]
Если необходимо определить местонахождение трассы водопровода
и подключение генератора осуществляется в колодце, где трубы
расходятся, то одну выходную клемму генератора необходимо соединить с той трубой, трассу которой необходимо определить. При этом
соединение необходимо производить на расстоянии не менее 30...50
см от места стыковки труб. Вторую клемму генератора необходимо
заземлить на расстоянии 5...10 м от колодца. Схема подключения
индукционного генератора к водопроводу в колодце показана на рис.
14.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ʉɨɥɨɞɟɰ
ȼɨɞɨɩɪɨɜɨɞɧɚɹ
ɦɚɝɢɫɬɪɚɥɶ
Ɇɚɝɧɢɬ
Рис 14. Вариант подключения индукционного генератора к водопроводу
29
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Определение глубины залегания кабельной линии производят в
следующем порядке.
1. К кабельной линии подключают генератор. Варианты подключения могут быть различными. Для каждого конкретного случая его
можно выбрать из таблицы 2.
ɋɢɝɧɚɥ
K
K
R
Ɇɢɧɢɦɚɥɶɧɵɣ
ɫɢɝɧɚɥ
ɋɢɝɧɚɥ!ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɨɝɨ
ɋɢɝɧɚɥ !ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɨ
ɝɨ
Рис 16. Сигналы в поисковой катушке в зависимости
от ее расположения относительно силовых
линий магнитного поля
2. Используя описанные в главе 1 методы при помощи приемника,
находят трассу кабельной линии в том месте, где необходимо определить глубину ее залегания.
32
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Индукционными трассоискателями можно определять местоположение неметаллических трубопроводов, например канализационных магистралей. Для этого к одной выходной клемме индукционного генератора подключают проводник, на конце которого прикреплен металлический предмет, и опускают его в поток воды в колодце.
Вторую выходную клемму генератора заземляют через заземлитель
на расстоянии 5...10 м от колодца.
Схема подключения индукционного генератора к неметаллическому
трубопроводу приведена на рис. 15.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ʉɨɥɨɞɟɰ
ɇɟɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɣ
ɬɪɭɛɨɩɪɨɜɨɞ
Ɇɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɣɩɪɟɞɦɟɬ
Рис 15. Вариант подключения генератора
к неметаллическому трубопроводу
30
Ангстрем ИП
[email protected]
3. Располагают штангу приемника над местом залегания кабельной
линии таким образом, чтобы ось поисковой катушки на конце
штанги была перпендикулярна поверхности земли. Перемещаются
со штангой приемника перпендикулярно трассе пролегания кабельной линии то в одном, то в другом направлении до тех пор, пока не
будет найдено положение с минимальной громкостью сигнала. При
этом необходимо выбрать такое положение штанги, при котором
смещение в любую сторону приводит к одинаковому резкому увеличению громкости (рис. 17).
ɍɪɨɜɟɧɶɫɢɝɧɚɥɚ
ɉɨɢɫɤɨɜɚɹɤɚɬɭɲɤɚ
Ɍɨɱɤɚ
ɒɬɚɧɝɚ
Ʉɚɛɟɥɶɧɚɹ ɥɢɧɢɹ
Рис 17. Определение точного местонахождения
трассы кабельной линии
33
Ангстрем ИП
[email protected]
Металлический предмет, прикрепленный к концу проводника,
обеспечивает контакт выхода генератора с водой в магистрали. За
счет хорошей проводимости воды выходной ток генератора протекает по трубопроводу, вокруг которого образуется магнитное поле.
Наличие поля позволяет определять местонахождение трассы магистрали при помощи обычного индукционного приемника.
3.3. Определение глубины залегания кабельной линии
Знание глубины залегания подземной коммуникации является необходимым условием для безопасного проведения различных земляных или ремонтных работ без риска повредить коммуникации.
Индукционные трассоискатели позволяют решить эту задачу. Описанные ниже работы по определению глубины залегания коммуникаций можно производить, используя как активный (с применением
генератора) так и пассивный методы.
3.3.1. Определение глубины залегания кабельной линии
методом 45 градусов
Рассмотрим определение глубины залегания кабельной линии
индукционными трассоискателями методом 45 градусов. Он основан
на следующем. При перемещении наклоненной под углом 45° к горизонту катушки вдоль поверхности земли наводимый в ней сигнал от
кабеля будет изменяться согласно рис. 16. Антенна трассоискателя
конструктивно выполнена в виде штанги, к концу которой прикреплена подвижная поисковая катушка, которая может фиксироваться
под различными углами к оси штанги, в том числе и под углом 45°
(рис. 17).
31
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Отмечают на поверхности земли точку 1 с минимальной громкостью
сигнала генератора.
4. Располагают штангу антенны над точкой 1 таким образом, чтобы
ее ось была перпендикулярна поверхности земли, а ось поисковой
катушки лежала в плоскости, перпендикулярной оси кабеля под
углом 45° к горизонту (рис. 18). Со штангой перемещаются от точки
1 перпендикулярно трассе кабельной линии сначала в одном, а затем
в противоположном направлении до тех пор, пока не определят
положения (точка 2 и точка 3) с минимальным уровнем сигнала.
ɍɪɨɜɟɧɶ ɫɢɝɧɚɥɚ
R
/
/
R
K
Ɍɨɱɤɚ
Ɍɨɱɤɚ
Ɍɨɱɤɚ
Рис 18. Определение глубины залегания кабельной линии
Согласно рисунку расстояние от точки 1 до точки 2 или 3 будет равно
глубине залегания кабельной линии, т.е. выполняются равенства
L1=L2, L1=h и L2=h, а также h=(L1+L2)/2.
34
Ангстрем ИП
[email protected]
3.3.2 Определение глубины залегания кабельной линии методом
градиента сигнала
Существует более быстрый и простой способ определения глубины
залегания кабеля. После того как найдено место залегания кабеля
проводят оценку уровня сигнала на поверхности земли (А1) и на
некоторой высоте (А2) см. рис. 19. При этом зависимость амплитуды
магнитного поля от расстояния до проводника позволяет использовать соотношение: h=A2/(A1-A2)
ɚ
ɚ
K
Рис 19. Метод градиента сигнала
Для упрощения и исключения вычислений можно использовать то
обстоятельство, что уменьшение уровня сигнала А2 в 2 раза по сравнению с А1 происходит на высоте относительно А1 соответствующей
глубине залегания кабеля.
3.3.3 Особенности определения глубины залегания при близком
прохождении кабельных линий
35
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Рассмотренная в п. 3.3.1 методика определения глубины залегания
дает правильные результаты в том случае, когда силовые линии
магнитного поля имеют форму концентрических окружностей, как
показано на рис. 18. При этом расстояния от Точки 1 (над кабелем) до
Точки 2 и Точки 3 с минимальным уровнем сигнала одинаковы или
близки по величине. Если форма силовых линий магнитного поля
искажена, то точное определение глубины залегания кабельной
линии описанным выше методом затруднено.
Искажение силовых линий магнитного поля имеет место, когда пути
прохождения прямого и обратного токов кабеля расположены достаточно близко друг около друга. Например, если прямой ток протекает по одной жиле кабеля, а обратный — по другой жиле того же
кабеля. Аналогичная ситуация возникает в случае, когда прямой ток
протекает по одному исследуемому кабелю, а обратный — по второму проложенному близко к первому. Этот случай показан на рис. 20.
Из рисунка видно, что из-за искажения формы магнитного поля
Точка 1’ смещена относительно места залегания обнаруживаемой
кабельной линии, Точка 2’ и Точка 3’ несимметрично расположены
относительно Точки 1’, а также имеют место неравенства: L1’ ≠ L2, L1’
≠ h, L2’ ≠ h и (L1’+L2’)/2 ≠ h. Следовательно, при таком искажении
магнитного поля измерения по описанным ранее методам приведут
к ошибкам, как в определении места, так и глубины залегания
кабельной линии. Поэтому, при измерении глубины залегания
кабельной линии предварительно производится проверка прохождения трассы кабельной линии. Основным признаком искажения
магнитного поля и, следовательно, ошибочного определения месторасположения трассы и измерения глубины залегания кабельной
линии является неравенство: L1 ≠ L2, причем, если отличие между
этими величинами превышает 15...20%.
36
Ангстрем ИП
[email protected]
Для проведения более достоверных измерений необходимо попытаться изменить путь прохождения обратного тока, как указывалось
выше.
Ɍɨɱɤɚ
ɍɪɨɜɟɧɶ ɫɢɝɧɚɥɚ
Ɍɨɱɤɚ
/
Ɍɨɱɤɚ
/
Ʉɚɛɟɥɶɠɢɥɚ
ɫ ɨɛɪ
ɚɬɧɵɦɬɨɤɨɦ
K
Ʉɚɛɟɥɶ ɠɢɥɚ
ɫ ɩɪɹ
ɦɵɦ ɬɨɤ
ɨɦ
Рис 20. Искажение магнитного поля при близком
прохождении других кабельных линий (жил) с обратным током
3.4 Определение места повреждения
С помощью индукционного метода определяются замыкания жилажила, жила-экран, обрывы жил, двух- и трехфазные замыкания
устойчивого характера при значении переходного сопротивления не
более 1 Ом. Рассмотрим примеры подключения генератора при
наличии в кабельной линии повреждения
37
Ангстрем ИП
[email protected]
В местах, где кабельная линия плавно уходит на большую глубину
наблюдается плавное уменьшение интенсивности магнитного поля.
В местах, требующих особой защиты кабельной линии от механических повреждений, кабель прокладывают в металлических трубах. В
этих случаях из-за экранирования наблюдается значительное ослабление интенсивности магнитного поля. В месте короткого замыкания между жилами кабельной линии ток от индукционного генератора меняет свое направление, структура магнитного поля вокруг
кабеля изменяется, и компенсация от жил проявляется более слабо.
Поэтому над местом повреждения интенсивность магнитного поля
увеличивается (рис. 24), а после прохождения места повреждения
плавно уменьшается, при этом сигнал от шага скрутки практически
не наблюдается.
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ʉɨɪɨɬɤɨɟɡɚɦɵɤɚɧɢɟ
$
%
$
%
ɚ
Ƚɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɟ ɩɨɥ
ɨɠɟɧɢɟɤɚɬɭɲɤɢ
ɛ
PD[
PLQ
ɜ
$$
ɝ
%%
ȼɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɟɩɨɥɨɠɟɧɢɟɤɚɬɭɲɤɢ
Рис 23. Изменение слышимости кабельной линии из-за повива
41
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
3.4.1. Поиск обрыва жилы
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
ɚ
ɛ
ɇɚɱɚɥɨɥɢɧɢɢ
Ɇɟɫɬɨɨɛɪɵɜɚ
Рис 21. Непосредственное подключение генератора
по схеме «оборванная жила — броня»
Данный способ использует наличие распределенной емкости кабельной линии. Выходной ток генератора протекает через подключенную
к его выходу поврежденную жилу, распределенную емкость кабеля и
броню кабельной линии. При удалении от начала кабеля ток в подключенной жиле постепенно убывает из-за ответвления на распределенную по длине емкость. Поэтому интенсивность поля, окружающего кабель, при удалении от начала кабеля также убывает. Интенсивность магнитного поля над кабелем в месте обрыва становится
нулевой. Уменьшение интенсивности магнитного поля вдоль кабельной линии показано на рис. 21б. Для увеличения интенсивности
магнитного поля над кабельной линией, необходимо увеличить ток,
протекающий по кабелю. В рассматриваемом случае выходной ток
генератора протекает через распределенное емкостное сопротивление между жилой и броней. Для увеличения тока необходимо уменьшить емкостное сопротивление, для чего необходимо либо выбрать
более высокую выходную частоту генератора, либо увеличить погонную емкость кабеля. Увеличения погонной емкости кабеля можно
добиться параллельным соединением нескольких жил кабеля.
38
Ангстрем ИП
[email protected]
3.4.2. Поиск замыкания «жила — жила»
Ƚɟɧɟɪɚɬɨɪ
Ʉɨɪɨɬɤɨɟɡɚɦɵɤɚɧɢɟ
Рис 22. Схема подключения генератора между двумя
короткозамкнутыми жилами кабельной линии
Генератор подключаются к двум короткозамкнутым жилам кабельной линии по схеме, показанной на рис. 22. Для проведения более
достоверных измерений необходимо попытаться изменить путь прохождения обратного тока, как указывалось выше. Выходной ток генератора протекает непосредственно по поврежденным жилам кабельной линии: по одной жиле — в прямом направлении, по другой — в
обратном. Если при коротком замыкании между жилами переходное
сопротивление низкое, то такое повреждение называется «низкоомным» или повреждением типа «металлическое короткое замыкание».
Индукционный метод позволяет точно определять такие повреждения при переходном сопротивлении менее 1 Ом. При этом в месте
повреждения не должно быть контакта с оболочкой (экраном)
кабеля или с другими жилами. Если контакт все же имеется, то желательно его устранить, например, воздействуя на контактирующие
элементы высоковольтным импульсным генератором.
39
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
ɋɢɝɧɚɥ
F
G
ɄɁ
Ɍɟɩɥɨɬɪɚɫɫɚ
Ɇɭɮɬɚ
Ʉɚɛɟɥɶ ɜ ɬ ɪɭɛɟ
Рис 24. Кабельная линия с неоднородностями
и распределение магнитного поля по длине
3.4.3 Поиск однофазного повреждения
Однофазные повреждения с замыканием жил на экран кабеля являются наиболее сложными для отыскания и требующими высокой
квалификации оператора.
Самым простым является случай замыкания (утечки) двух или трёх
жил на оболочку. При этом появляется возможность подключить
генератор к двум жилам. Все жилы и экран на обоих концах кабеля
обязательно должны быть отсоединены от земли. Если необходимо, с
помощью установки прожига доводят сопротивление в месте
повреждения до нескольких Ом. Генератор подключают к двум
повреждённым жилам.
42
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Для точного определения места повреждения генератор включают в
режим непрерывной генерации и начинают двигаться вдоль кабельной линии с индукционным приемником, у которого ось поисковой
катушки расположена параллельно поверхности земли и перпендикулярно направлению движения (трассе кабельной линии).
При движении с приемником вдоль трассы кабельной линии уровень
принимаемого сигнала будет периодически уменьшаться и увеличиваться. Это объясняется наличием повива (скрутки) жил кабельной
линии. Из-за повива жил преобладание на поверхности земли
магнитного поля одной жилы периодически меняется на преобладание противоположного магнитного поля от другой жилы. На рис. 23
а показаны повив двух короткозамкнутых жил кабельной линии и
токи в них. На рис. 23б приведен график уровня сигнала при движении с горизонтально расположенной катушкой приемника вдоль
трассы кабельной линии. На рис. 23в показано распределение
магнитных полей от двух свитых жил в разрезе А – А и В – В кабельной линии. При вертикальном расположении поисковой катушки
слышимость также периодически изменяется из-за скрутки (рис. 23
г). На рис. 24 показана кабельная линия с муфтой и участком, имеющим увеличение глубины залегания. Вверху приведена зависимость
интенсивности магнитного поля вдоль кабельной линии от длины.
Над муфтами и другими неоднородностями интенсивность магнитного поля изменяется. Непосредственно над муфтой уровень сигнала
увеличивается за счёт большего расстояния между жилами в муфте.
Длина интервала с максимальным уровнем сигнала увеличивается
относительно шага скрутки кабеля (c>d, Рис. 24). За муфтой сигнал
опять меняется по уровню с шагом скрутки. По этим признакам
определяется место расположения муфты на кабеле.
40
Ангстрем ИП
[email protected]
Характер сигнала, наблюдаемого оператором до места повреждения,
будет аналогичен сигналу, создаваемому парой скрученных проводников, т.е. будут чередоваться максимумы и минимумы уровня
через интервалы, равные длине скрутки кабеля. В месте повреждения сигнал от скрутки пропадает.
В случае замыкания одной жилы кабеля на экран, когда невозможно
перевести однофазное повреждение в междуфазное, применяют
метод «аномалии нуля». Этим методом можно точно определить
место повреждения примерно в 60% случаев. В остальных случаях
определяется зона повреждения 20…30м (2). Предварительно, с
помощью установки прожига, необходимо довести сопротивление в
месте повреждения до долей Ом. Генератор подключается между
жилой и броней кабеля. Оператор, находясь в зоне повреждения над
КЛ с вертикально установленной катушкой МА, регулировкой
чувствительности приемника устанавливает минимальные показания индикатора (не более 20% длины шкалы). При перемещении
точно над трассой КЛ произойдет резкое увеличение показаний
индикатора над местом повреждения. После прохождения места
повреждения показания индикатора станут такими же, как и до него.
При использовании данного метода следует точно знать места расположения муфт, т.к. они могут дать ложное увеличение сигнала.
Увеличение может возникать и в неповрежденной части кабеля. В
таких случаях место повреждения находится в последней точке
увеличения сигнала.
Отыскание места повреждения в кабеле с изоляцией СПЭ требует
обязательного выполнения нескольких условий.
43
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
1 Поврежденный кабель должен быть отключен с обоих концов, как
жила, так и оболочка.
2 Поисковый генератор должен иметь изолированный от земли
выход. Сопротивление изоляции не менее 1мОм.
Сопротивление в месте повреждения, с помощью установки прожига
доводится до значения менее 1 Ом. Прожиг осуществляется током не
более 10…20А, чтобы исключить проплавление довольно тонкой
оболочки. Генератор подключается между жилой и оболочкой.
Катушка МА параллельна КЛ и расположена точно над кабелем.
Сигнал, принимаемый оператором, постоянен вдоль всей длины КЛ
до места повреждения. В месте повреждения наблюдается т.н. «перелив» сигнала – резкое повышение уровня, резкое падение и столь же
резкое повышение до первоначального значения с последующим
плавным затуханием до нуля на протяжении 1,5 – 2м. Либо может
наблюдаться резкое снижение до нуля, затем возврат на прежний
уровень с последующим плавным затуханием.
Как вариант, поиск может осуществляться с вертикальным расположением катушки МА. В месте повреждения линия нулевого сигнала
будет отклоняться от трассы КЛ, как изображено на Рис.25
Ɍɪɚɫɫɚ
Ʌɢɧɢɹ ɧɭɥ
ɟɜɨɝɨ ɫɢɝɧɚɥɚ
Рис 25. Характер сигнала при однофазном повреждении
44
Ангстрем ИП
[email protected]
3.4.4 Использование накладной рамки
Накладная рамка применяется на открыто проложенных КЛ, при
поиске поврежденной жилы в КЛ или выделения кабеля из пучка
кабелей. Вместо приемной рамки к кабелеискателю присоединяется
накладная рамка, выполненная в виде металлической обоймы,
внутри которой расположена измерительная катушка. Накладная
рамка вращается оператором вокруг поврежденного кабеля (пучка)
при включенном генераторе звуковой частоты. За один полный
оборот сигнал будет дважды достигать максимума и минимума.
После места повреждения в наушниках будет прослушиваться монотонное звучание. При применении метода для линий, проложенных в
земле, производится вскрытие трассы помощью шурфов.
3.4.5. Возможные варианты подключения генератора
В зависимости от решаемых задач и используемых частот могут применяться различные варианты подключения и коммутации кабеля.
Для одножильных кабелей применяется подключение генератора по
варианту Рис. 26 - ОВ1 для всех работ на частоте 480Гц или 1069Гц и
вариант ОВ2 для частоты 9796Гц. Варианты подключения для многожильного кабеля указаны в таблице 2 и рисунке 26.
45
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Варианты подключения для многожильного кабеля
Таблица 2
ȼɢɞ
Ɉɩɪɟɞɟɥɹɟ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
ɦɵɣ
ɨɛɴɟɤɬ
Ɋɚɛɨɱɚɹɱɚɫɬɨɬɚɝɟɧɟɪɚɬɨɪɚ
Ƚɰ
Ƚɰ
Ƚɰ
ȼɚɪɢɚɧɬɩɨɞɤɥɸɱɟɧɢɹ
Ȼɟɡ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
Ɂɚɦɵɤɚɧɢɟ
ɠɢɥɚɷɤɪɚɧ
Ɍɪɚɫɫɚ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
Ƚɥɭɛɢɧɚ
ɦɜ
ɦɜ
ɦɜɦɜ
Ɇɭɮɬɚ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
Ɍɪɚɫɫɚ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
Ɇɭɮɬɚ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
Ɇɟɫɬɨ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
Ƚɥɭɛɢɧɚ
Ɂɚɦɵɤɚɧɢɟ
ɠɢɥɚɠɢɥɚ
Ɍɪɚɫɫɚ
Ƚɥɭɛɢɧɚ
Ɇɭɮɬɚ
Ɉɛɪɵɜɠɢɥɵ
ɦɜɦɜɦɜɦɜ ɦɜɦɜɦɜɦɜ
ɦɜ
ɦɜ
ɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜɦɜ ɦɜɦɜɦɜɦɜ ɦɜɦɜɦɜɦɜ
Ɇɟɫɬɨ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
ɦɜ
ɦɜ
ɦɜ
Ɍɪɚɫɫɚ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
ɦɜɦɜ
Ƚɥɭɛɢɧɚ
Ɇɭɮɬɚ
Ɇɟɫɬɨ
ɩɨɜɪɟɠɞɟɧɢɹ
ɦɜɦɜ
46
Ангстрем ИП
[email protected]
Ɉȼ
Ƚɉ
a
Ɉȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Ɇȼ
Ƚɉ
a
Рис. 26
47
Ангстрем ИП
(4852) 33-69-55
Литература
1. Козлов В.А., Кулинович Л.М. «Прокладка, обслуживание и ремонт
кабельных сетей». М. 1984 г.
2. Шалыт Г.М. «Определение мест повреждений в электрических
сетях». М. 1982г.
48
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа