Ежегодно рабочий персонал на стройплощадках и предприятиях получает ожоги, травмы и погибает из-за отсутствия достоверной информации о расположении подземных коммуникаций. Повреждение подземных инженерных коммуникаций может привести к серьезным материальным убыткам. Предприятия, допустившие такие ситуации, могут нести расходы по ремонту, против них так же могут быть возбуждены иски за допущенную халатность или нанесенную травму и перерыв в работе инженерных коммуникаций, ведущий к финансовым потерям. Диагностика силовых кабельных линий, определение мест их повреждения требует серьезного приборного обеспечения.
В данном реферате описываются методы поиска повреждения кабельной линии, а также приборы для поиска повреждения кабеля, их технические характеристики, принцип работы и меры безопасности при использовании. Указываются фирмы изготовители данных типов приборов.
1. Виды повреждения и методы поиска повреждения кабельной линии
1.1 Характер повреждений в кабельных линиях
Все повреждения по характеру делятся на устойчивые и неустойчивые.
К устойчивым повреждениям относятся короткие замыкания (КЗ), низкоомные утечки и обрывы. Характерной особенностью устойчивых повреждений является неизменность сопротивления в месте повреждения с течением времени и под воздействием различных дестабилизирующих факторов. повреждение кабельная линия оборудование
К неустойчивым повреждениям относятся утечки и продольные сопротивления с большими величинами сопротивлений, «заплывающие пробои» в силовых кабельных линиях, увлажнения места нарушения изоляции и другие. Неустойчивые повреждения могут самоустраняться, оставаться неустойчивыми или переходить при определенных условиях в устойчивые. Сопротивление в месте неустойчивого повреждения может изменяться как с течением времени, так и под воздействием различных дестабилизирующих факторов (напряжения, тока, температуры и др.).
Устойчивость повреждения может быть определена посредством измерения сопротивления изоляции и прозвонки поврежденного кабеля при отсутствии или наличии дестабилизирующих факторов. Это первая операция является обязательной для определения места повреждения как силовой кабельной линии.
1.2 Методы поиска повреждений кабельной линии
1.2.1 Метод импульсной рефлектометрии
Рефлектометрия — это технология, позволяющая определять различные характеристики исследуемой среды по отражению отклика сигнала: поверхности (например, определение коэффициентов отражения и поглощения) или объемной среды (например, изучение распределения неоднородностей в оптическом волокне).
Воздушные линии электропередач (техническое обслуживание и монтаж)
... предназначаются для подвески проводов и грозозащитных тросов к опорам линий электропередачи. В зависимости от напряжения линий электропередачи применяются штыревые или подвесные изоляторы, изготовленные из стекла, фарфора ... опор ВЛ и проводов до различных подземных коммуникаций и надземных сооружений приведены ниже. Разбивку трассы воздушной линии начинают с того, что при помощи теодолита ...
Импульсная рефлектометрия — это область измерительной техники, которая основывается на получении информации об измеряемой линии по анализу её реакции на зондирующее (возмущающее) воздействие. Импульсная рефлектометрия применяется как для металлических кабелей всех типов, так и для волоконно-оптических кабелей связи.
Импульсный рефлектометр не может применяться для анализа одножильных проводов, однако если жилы объединены в систему с чётко выдержанным изолирующим расстоянием между ними (например, ЛЭП), то импульсный рефлектометр рассматривает её как кабельную линию.
Генератор зондирующих импульсов посылает в кабельную линию короткий электрический импульс. Приёмник отражённых сигналов через равные промежутки времени захватывает сигнал с линии и отображает их на устройстве отображения (экране) прибора. Таким образом, на экране импульсного рефлектометра строится график, на котором по вертикальной оси отображается амплитуда отражённого сигнала, а по горизонтальной оси — время. Строго говоря, импульсный рефлектометр измеряет именно временную задержку между входным воздействием и отражённым сигналом. Однако, зная скорость распространения электромагнитной волны в кабеле, можно трансформировать ось времени в ось расстояний, что и сделано во всех импульсных рефлектометрах. Более подробная информация содержится в разделе статьи, посвящённой коэффициенту укорочения (КУ).
Работу импульсного рефлектометра очень просто разъясняет пример длинного тоннеля. Мы можем не видеть конца этого тоннеля, но если крикнуть в него, то через некоторое время мы услышим эхо, возвещающее нам о том, что наш крик отразился от конца тоннеля и вернулся назад в виде эхо. Иногда мы можем услышать множественное эхо, когда сигнал несколько раз отражается от начала и конца тоннеля.
Приборы, реализующие указанный метод, называются импульсными рефлектометрами.
Сущность метода импульсной рефлектометрии заключается в выполнении следующих операций:
1. Зондировании кабеля (двухпроводной линии) импульсами напряжения.
2. Приеме импульсов, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления.
3. Выделении отражений от места повреждений на фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей линий).
4. Определении расстояния до повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего.
1.2.1.1 Импульсные рефлектометры
Импульсный рефлектометр РИ-307 — это 2-х канальный кабельный локатор, предназначенный для определения характера и местоположения повреждений в кабельных линиях связи, энергетики и в любых других металлических кабельных линиях.
Прибор РИ-307 предназначен для проведения следующих измерений на симметричных и несимметричных кабелях с волновым сопротивлением от 25 до 600 Ом:
- измерение длин кабелей;
- измерение расстояний до неоднородностей волнового сопротивления или повреждений;
- измерение коэффициента укорочения линии при известной ее длине;
- определение характера повреждений.
Область применения. Импульсный рефлектометр РИ-307 применяется для контроля при прокладке и эксплуатации следующих типов кабельных линий:
Повреждения костей лицевого скелета
... Фор II-III) определяется клиника открытой или закрытой черепно-мозговой травмы: повреждение костей свода черепа; перелом костей основания черепа с ликвореей через нос или из наружных слуховых ... а также по ходу скуловой дуги и в области скуло-альвеолярного гребня. Нарушение прикуса, разрывы слизистой оболочки (чаще по средней линии неба), подслизистые кровоизлияния по переходной ...
- медножильные кабели связи (ТПП, МКС и т.п.);
- кабели сигнализации и управления (СБПЗАВпШп и т.п.);
- силовые кабели (АСБ, ВВГ, СИП и т.п.);
- воздушные кабельные линии;
- компьютерные сети (СКС и т.п.);
- телевизионные и радиочастотные кабельные линии (РК-75 и т.п.).
- для определения длины кабеля при его производстве, складировании и торговле.
Производство: компания «Эрстад» г. Санкт-Петербург.
Метод импульсной рефлектометрии удобен для практического использования, так как для измерения импульсным рефлектометром достаточно доступа к линии с одного конца.
Импульсные рефлектометры позволяют определить расстояние до места повреждения линии при любом характере повреждения (обрыв, короткое замыкание, утечка, продольное сопротивление и т.д.).
Результаты, достигаемые при измерениях импульсным рефлектометром, зависят от его возможностей по отстройке от помех.
Метод импульсной рефлектометрии позволяет достигнуть более высокой точности измерений расстояния до места повреждения по сравнению с другими методами (например, по сравнению с мостовым): 1 % — для аналоговых импульсных рефлекторов и 0,2 % — для цифровых.
1.2.2 Импульсно-дуговой метод
Сущность этого метода заключается в одновременном воздействии на кабельную линию высоковольтным импульсом и выполнении измерений методом импульсной рефлектометрии.
Высоковольтный импульсный генератор, представляющий собой источник высокого напряжения, у которого на выходе включен высоковольтный конденсатор и специальный разрядник, подключается к кабельной линии через устройство поддержания дуги (его основной компонент — индуктивность).
Рисунок 1 — Структурная схема подключения к кабельной линии
При подаче импульса от источника высокого напряжения в месте высокоомного дефекта возникает пробой, через устройство поддержания дуги начинает протекать ток и пробой «затягивается» — образуется дуговой разряд. За счет индуктивности, имеющейся в устройстве поддержания дуги, ток дуги поддерживается в течении определенного времени (менее секунды).
Электрическое сопротивление дуги близко к нулю, что эквивалентно короткому замыканию.
Импульсный рефлектометр подключается через специальное присоединительное устройство (фильтр).
Зондирующие импульсы от рефлектометра через присоединительное устройство поступают в кабельную линию, а отраженные импульсы — возвращаются в рефлектометр.
Последовательность проведения измерений при импульсно-дуговом методе через присоединительное устройство считывают рефлектограмму кабельной линии и сохраняют ее в памяти импульсного рефлектометра.
Так как импульсы с генератора высоковольтных импульсов отсутствуют или имеют недостаточную для пробоя установленную амплитуду, то пробой и дуга в месте сложного или неустойчивого повреждения отсутствуют.
На рефлектограмме отраженный сигнал от высокоомного повреждения практически неразличим на фоне помех.
Наблюдаются отражения от неоднородностей линии (муфт, кабельных вставок и т.д.) и от разомкнутого конца кабельной линии.
Затем выходное напряжение высоковольтного источника в генераторе высоковольтных импульсы постепенно увеличивают до тех пор, пока в кабельной линии не появятся пробои.
В такт с высоковольтными импульсами в месте дефекта будет зажигаться кратковременная электрическая дуга.
Период повторения кратковременной дуги нестабильный.
Зондирующие импульсы с рефлектометра подаются в кабельную линию с частотой, которая во много раз больше частоты зажигания дуги.
При совпадении зондирующего импульса с моментом зажигания дуги, он отражается от дуги как от короткого замыкания, и возвращаются к началу кабеля, где записывается в память рефлектометра РЕЙС-305 или системы СТЭЛЛ-4500.
Рисунок 2 — Совпадение импульса горения дуги и зондирующего импульса
Для более надежного определения места повреждения необходимо добиться неоднократного совпадения зондирующего импульса с моментом зажигания дуги.
Импульс, отраженный от дуги, отчетливо виден на рефлектограмме. Дальше дуги импульс не проходит, поэтому на рефлектограмме не видно конца линии.
Далее на экране рефлектометра накладывают друг на друга две записанные в рефлектограммы: рефлектограмму до возникновения дуги и рефлектограмму после возникновения дуги.
Это позволяет отчетливо наблюдать место начала расхождения рефлектограмм, которое и соответствует месту сложного или неустойчивого повреждения.
Рисунок 3 — Наложение рефлектограмм при импульсно-дуговом методе
Таким образом, при импульсно-дуговом методе высокоомное повреждение кратковременно переводится в низкоомное.
Достоинства импульсно-дугового метода:
1. Высокая точность измерений. Точность измерения такая же как у метода импульсной рефлектометрии. Есть возможность воспользоваться растяжкой рефлектограммы выбранного участка линии.
2. Простота представления результатов измерения. По рефлектограмме кабельной линии до возникновения кратковременной дуги легко определить длину всей кабельной линии и ее неоднородности.
На рефлектограмме в момент кратковременной дуги легко присутствует отражение от места повреждения, как отражение короткого замыкания при методе импульсной рефлектометрии. Для устранения влияния неоднородностей достаточно воспользоваться сравнением двух рефлектограмм.
3. В месте повреждения выделяется небольшое, по сравнению с прожигом, количество энергии, поэтому вредное влияние на кабель минимальное. Нет вредного воздействия и на соседние кабели.
4. Возможность реализации этого метода на различных типах кабеля.
1.2.2.1 Оборудование, применяемое при импульсно-дуговом методе
Рефлектометр РЕЙС-305 является малогабаритным мощным цифровым рефлектометром, очень простым в применении, который разработан специально для обнаружения всех видов повреждений в силовых и других кабельных линиях.
РЕЙС-305 это измерительная система, которая позволяет выполнять измерения на кабельных линиях одним из трех методов: импульсной рефлектометрии, колебательного разряда и импульсно-дуговым методом.
По существу для измерения силовых кабельных линий рефлектометр РЕЙС-305 является оптимальным выбором, так как позволяет реализовать все необходимые для силовых кабельных линий методы измерения.
Таблица 1 — Технические характеристики рефлектрометра РЕЙС-305 производства НПП «Стэлл», г. Брянск
|
Диапазоны измеряемых расстояний (при коэффициенте укорочения 1,5): |
200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800, 25600, 51200 м |
|
|
Инструментальная погрешность измерения расстояния: |
не более 0,2 % |
|
|
Диапазон амплитуд входных сигналов (периодических и однократных) на входе, В: |
0,002-50 (без присоединительного устройства напряжения) |
|
|
Частота дискретизации входного сигнала, МГц: |
160 |
|
|
Виды запуска: |
Автоматический. Однократный. Ручной. |
|
|
Усиление, дБ: |
от — 12 до 60 |
|
1.2.3 Волновой метод (метод колебательного разряда)
Возникновение пробоя в месте повреждения вызывает появление в кабельной линии волновых процессов. Существует 2 варианта осуществления волнового метода для определения расстояния до места повреждения: метод бегущей волны напряжения и метод импульсного тока.
1.2.3.1 Метод бегущей волны напряжения
При методе бегущей волны напряжения в кабельную линию от источника высокого испытательного напряжения через сопротивление, величина которого значительно больше волнового сопротивления линии, подают напряжение, которое медленно повышают.
Рисунок 4 — Структурная схема реализации волнового метода бегущей волны напряжения
Под влиянием отрицательного испытательного напряжения в момент времени to на расстоянии L происходит пробой (короткое замыкание) и разряд.
В месте повреждения формируются электромагнитные волне положительной полярности, так как испытательное напряжение имело отрицательную полярность, а коэффициент отражения в месте пробоя (короткого замыкания) также отрицателен К= — 1.
Рисунок 5 — Волновой процесс при методе бегущей волны напряжения
Одна из волн распространяется от места пробоя к началу кабеля, а другая — к концу кабеля. Достигнув начала кабеля, первая волна отражается от большого сопротивления источника и, не изменяя полярности, распространяется к месту повреждения. В месте повреждения вновь возникает пробой и отражение с обратным знаком, и так далее. Затухая, волновой процесс продолжается до тех пор, пока энергии волны достаточно для пробоя в месте повреждения.
1.2.3.2 Волновой метод импульсного тока (бегущей волны тока)
Метод импульсного тока используют в том случае, если высокоомные повреждения (снижение сопротивления изоляции или высокоомное замыкание жилы на землю, или малое расстояние между проводниками в муфтах) не удается преобразовать с помощью прожига в низкоомное повреждение. Причиной тому могут быть просачивание в кабель воды или заплывающие повреждения.
В отличие от метода бегущей волны напряжения выходное сопротивление высоковольтного импульсного генератора должно быть значительно меньше волнового сопротивления кабельной линии и коэффициент отражения напряжения от начала линии и места повреждения в момент пробоя равен Кu = — 1, а коэффициент отражения тока Кi = 1.
Рисунок 6 — Структурная схема реализации волнового метода бегущей волны тока
Высоковольтный импульсный генератор представляет собой источник высокого напряжения, у которого на выходе включен высоковольтный конденсатор и специальный разрядник, с которого высоковольтные импульсы поступают в кабель.
Рисунок 7 — Волновой процесс при методе бегущей волны тока
Ударная волна посылается в поврежденный кабель в момент t0 и в момент t1 достигает места повреждения. Под воздействием ударной волны происходит пробой поврежденного участка кабельной линии в момент t1з, вызывающий отражение. Этот отраженный сигнал возвращается к началу кабеля в момент t2 и отражается от начала кабеля (входное сопротивление генератора импульсов эквивалентно короткому замыканию) в сторону повреждения и в момент t4 снова достигает начала кабеля и т.д.
Состояние пробоя (длительность электрической дуги) сохраняется до тех пор, пока достаточно энергии для горения дуги. Для того чтобы вызвать пробой в месте повреждения, необходимо в течение определенного времени (t1з — t1) воздействовать на поврежденный участок (время ионизации).
Это время зависит от амплитуды высоковольтного импульса и переходного сопротивления в месте повреждения. Чтобы исключить влияние задержки ионизации на результат измерения расстояния до места повреждения, замеряют время между первой и второй отраженными волнами t2 и t4: Tl = t4 — t2.
Связь измерителя волновых процессов с кабельной линией производится с помощью специального присоединительного устройства по току (импульсного токопреобразователя).
Импульсный токопреобразователь дифференцирует импульсный ток на входе линии и преобразует его в однополярные импульсы, поступающие на вход измерителя волновых процессов.
При волновом методе измерений выходное сопротивление высоковольтного источника не равно волновому сопротивлению линии, поэтому кроме отраженных волн от участка повреждения появляются отраженные от неоднородностей кабеля (муфт, ответвлений) и переотраженные от начала кабеля импульсные сигналы — синхронные помехи, значительно затрудняющие оценку импульсной характеристики кабеля.
При волновом методе расстояние до места повреждения определяется по временной задержке между приходом к началу кабеля импульсов напряжения или импульсов тока, отраженных от места повреждения. Импульсы напряжения по длительности занимают половину расстояния до места повреждения, а ударные импульсы тока также имеют достаточно большие длительности. Это приводит к следующим недостаткам по сравнению с методом импульсной рефлектометрии:
1. Сложность анализа полученных импульсных характеристик при измерениях волновым методом. (Вид этих характеристик зависит не только от характера повреждения и длины линии, но и от величины поданных импульсов, наличия или отсутствия пробоя в месте повреждения и т.д.).
2. Низкая разрешающая способность, то есть невозможность обнаруживать близко расположенные неоднородности. (Отражения от неоднородностей вообще трудно различимы на импульсной характеристике кабельной линии, а отражения от соседних неоднородностей вообще сливаются друг с другом).
3. По импульсной характеристике невозможно получить ориентировки, расстояние до которых известно (в виде отражений от муфт, кабельных вставок и т.д.).
4. Большая погрешность измерения. (Это обусловлено относительно большими длительностями фронтов и срезов волновых процессов, которые формируются самой линией и процессом пробоя).
5. Невозможность стабильного повторения волновых процессов, что может привести к появлению ошибок.
Процесс пробоя является очень нестабильным, он в любой момент может прерваться и не повториться в том же виде. Это накладывает очень серьезные требования к быстродействию измерителя волновых процессов.
Таким образом, волновой метод по сравнению с методом импульсной рефлектометрии, с одной стороны, позволяет определять сложные (с большим сопротивлением) и неустойчивые (заплывающие) места повреждений кабельных линий, а с другой стороны, имеет существенные недостатки. В значительной степени совместить достоинства метода импульсной рефлектометрии и волнового метода позволяет метод кратковременной дуги.
1.2.3.3 Оборудование, применяемое при волновом методе импульсного тока
РЕЙС-305 (пп. 1.2.2.1), РЕЙС-405, СТЭЛЛ-500 производствоа НПП «Стэлл», г. Брянск.
1.2.4 Метод измерения частичных разрядов
В последние годы все более широкое распространение в нашей стране и за рубежом находит мнение о необходимости замены испытаний кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока, превышающем рабочее напряжение в 3…6 раз рабочее напряжение (Uраб) на диагностику изоляции с помощью измерения частичных разрядов (ЧР), токов утечки, абсорбционных токов и других методов с приложением напряжения (1…1,5) Uраб.
Дело в том, что проведение испытаний кабеля, находящегося в эксплуатации продолжительное время, повышенным напряжением отрицательно влияет на изоляцию и снижает срок эксплуатации.
В отличие от испытаний диагностика изоляции кабельной линии относится к неразрушающим методам контроля. Одним из прогрессивных методов диагностики является метод измерения ЧР, позволяющий не только определить уровень частичных разрядов в кабельной линии, но и определить их местонахождение по длине.
Частичный разряд — это электрический разряд, длительность которого составляет единицы-десятки наносекунд. Частичный разряд частично шунтирует изоляцию кабельной линии. Частичные разряды появляются в слабом месте кабельной линии под воздействием переменного напряжения и приводят к постепенному развитию дефекта и разрушению изоляции.
Амплитудно-фазовые диаграммы (АФД) сегодня являются одним из основных методов представления информации о характеристиках частичных разрядов (ЧР) в изоляции оборудования. АФД обеспечивают необходимую информацию как для идентификации типов дефектов изоляции, так и для выделения сигналов ЧР из помех. Кроме того, использование метода АФД при хранении информации обеспечивает минимизацию объема запоминаемых данных, что важно при создании экспертных систем. Высокая эффективность метода АФД обусловлена учетом стохастических свойств ЧР и использованием усредненных характеристик сигналов ЧР в амплитудно-фазовом пространстве.
Существующая на сегодняшний день аппаратура для измерения сигналов ЧР, как правило, регистрирует параметры каждого импульса ЧР, что обуславливает ее избыточную сложность и стоимость. Применение метода АФД не только при анализе данных, но и при измерении сигналов ЧР позволяет снизить стоимость аппаратуры регистрации ЧР. При этом резко сокращается избыточность регистрируемых данных и достигается оптимальное соответствие требуемой точности измерений, стоимости аппаратуры, объема накапливаемой информации и времени измерения.
1.2.5 Индукционный метод
Индукционный метод может быть реализован в 2-х вариантах: активный и пассивный.
Активный индукционный метод требует использования индукционного комплекта, состоящего из 2-х частей: индукционный генератор и индукционный приемник. Индукционный генератор может иметь синусоидальный выходной сигнал или сигнал в виде меандра и подключается к кабельной линии. За счет протекания переменного тока вокруг кабельной линии образуется переменное магнитное поле.
Перемещаясь над кабельной линии со специальным индукционным приемником, оснащенным поисковой катушкой, можно определить трассу прохождения кабельной линии, глубину залегания кабельной линии и точное место обрыва или короткого замыкания в ней.
В зависимости от задачи (определение трассы, определения точного места короткого замыкания или места обрыва кабельной линии) могут использоваться частоты индукционного генератора, а значит и принимаемые частоты приемника, в пределах от 480 до 10000 Гц. Для уменьшения влияния промышленной сети на чувствительность приемника обычно выбирается рабочая частота не кратная 50 (60) Гц (в зависимости от частоты сети).
В зависимости от типа кабельной линии, на которой выполняются работы, глубины ее залегания, питания от сети или аккумуляторов, генераторы могут иметь выходную мощность от единиц ват до нескольких сотен ватт.
Индукционные приемники могут быть как простые, содержащие усилитель и поисковую катушку, так и сложные, имеющие несколько катушек, указатель нахождения над трассой кабеля и цифровую индикацию глубины залегания кабельной линии.
При пассивном индукционном методе достаточно использовать только индукционный приемник. При этом приемник должен принимать магнитное поле от работающего кабеля на частоте 50 Гц.
1.2.5.1 Оборудование, используемое при индукционном методе
Трассодефектоискатель ТДИ-05М-3 — это универсальный прибор, сочетающий в себе преимущества индукционного и контактного метода поиска неисправностей. Позволяет не только локализовать трассу, но и точно определить место повреждения изоляции.
В комплекте с источником зондирующих импульсов позволяет проводить следующие работы: поиск места прохождения трассы (кабели управления, телефонный и силовой кабели, линии городской трансляционной сети, водопровод, газопровод или любой другой металлический продуктопровод), определение глубины прокладки трассы, ТОЧНОЕ определение места повреждения кабеля (обрыв, короткое замыкание, повреждение изоляции).
Трассодефектоискатель ТДИ-05М-3 предназначен для проведения следующих видов работ на подземных коммуникациях:
- определение места прохождения и направления подземных коммуникаций (трассировка);
- определение глубины прокладки подземных коммуникаций;
- определение места повреждения подземных коммуникаций (обрыв, короткое замыкание, повреждение изоляции);
- контактная идентификация «своего» кабеля в параллельных пучках;
Область применения:
Трассодефектоискатель ТДИ-05М-3 применяется для контроля при прокладке и эксплуатации следующих типов подземных коммуникаций:
- медножильные кабели связи (ТПП, МКС и т.п.);
- кабели сигнализации и управления (СБПЗАВпШп и т.п.);
- силовые кабели (АСБ, ВВГ и т.п.);
- телевизионные и радиочастотные кабельные линии (РК-75 и т.п.);
- оптические бронированные кабели (ДПС, СПС, ДАС, САС и т.п.);
- водопровод, газопровод, нефтепровод.
Трассодефектоискатель ТДИ-05М-3 применяется в строительных организация для предотвращения возможности повреждения коммуникаций при проведении земляных работ.
Таблица 2 — Технические характеристики ТДИ-05М-3 производства компании «Эрстед»
|
Методы поиска |
индукционный и контактный |
|
|
Рабочие частоты, индукционный метод |
50 Гц, 893 Гц, 2430 Гц, 8930 Гц |
|
|
Рабочие частоты, контактный метод |
50 Гц, 893 Гц, 2430 Гц, 8930 Гц |
|
|
Активная фильтрация |
аналоговая |
|
|
Вывод информации |
измерительная головка, головные телефоны |
|
|
Время непрерывной работы ТДИ-05М-3 от аккумуляторной батареи |
не менее 40 часов и зависит от состояния аккумулятора |
|
|
Диапазон рабочих температур |
-15°С…+40°С |
|
|
Габаритные размеры |
960 х 650 х 75 мм |
|
|
Совместимые по параметрам сигнала генераторы |
||
Генератор ИЗИ предназначен для подачи в трассу сигнала необходимого для её идентификации приёмником-трассоискателем.
Генератор ИЗИ в комплекте с приёмниками-трассоискателями применяется для контроля при прокладке и эксплуатации следующих типов кабелей и трубопроводов:
- медножильные кабели связи (ТПП, МКС и т.п.);
- кабели сигнализации и управления (СБПЗАВпШп и т.п.);
- силовые кабели (АСБ, ВВГ и т.п.);
- телевизионные и радиочастотные кабельные линии (РК-75 и т.п.);
- оптические бронированные кабели (ДПС, СПС, ДАС, САС и т.п.);
- металлические трубопроводы: водопровод, газопровод, нефтепровод;
- в строительных организациях для предотвращения возможности повреждения коммуникаций при проведении земляных работ.
Таблица 3 — Технические характеристики Генератора ИЗИ
|
Передающая частота, Fа |
893 Гц, 2.43 кГц, 8.93 кГц |
|
|
Мощность |
1…6 Вт в зависимости от нагрузки |
|
|
Возможность неконтактного подключения к трассе |
Выносной герметичный резонансный индуктор |
|
|
Согласование с нагрузкой |
Автоматическое |
|
|
Время непрерывной работы, не менее |
6…20 часов, в зависимости от нагрузки |
|
|
Электропитание |
Встроенный аккумулятор 12 В, внешний источник 12 В, сеть 220 В, 50 Гц через адаптер |
|
|
Масса c аккумулятором |
2 кг |
|
|
Диапазон рабочих температур |
-20°С…+50°С |
|
|
Совместимые по параметрам сигнала приемники |
ТДИ-МА, ТИ-05-3, ТДИ-05м-3 |
|
1.2.6 Акустический метод
Акустический метод используется для определения места обрыва на силовых кабельных линиях.
Определить место обрыва индукционным методом нельзя, так как в месте обрыва ток от индукционного генератора равен нулю, а значит и магнитное поле вокруг кабеля отсутствует.
Для реализации акустического метода используется генератор мощных ударных импульсов и акустический приемник.
Генератор ударных импульсов представляет собой совокупность специального высоковольтного конденсатора и разрядника. Конденсатор подключается к силовой кабельной линии через разрядник. При срабатывании разрядника все напряжение с заряженного конденсатора оказывается мгновенно приложенным к кабельной линии. В кабельной линии возникает электромагнитная волна, которая распространяется по линии и, достигнув места обрыва кабеля, вызывает пробой в этом месте. Пробой сопровождается звуковым сигналом (щелчком), по месту нахождения которого и определяется место обрыва. Обычно разряд конденсатора производится периодически (раз в несколько секунд), поэтому и пробои повторяются с той же периодичностью.
Для улавливания сигнала от пробоя служит акустический приемник со специальным акустическим датчиком, например типа «краб». Такой датчик «чувствует» акустический сигнал под землей. По максимальной интенсивности звукового сигнала находится место обрыва кабельной линии.
На практике часто используются акустические приемники, которые имеют не только канал приема акустических сигналов с акустическим датчиком, но и канал приема электромагнитных сигналов с соответствующим датчиком. Наличие двух каналов позволяет ускорить нахождение места повреждения.
Работает двухканальный приемник следующим образом.
Момент пробоя сопровождается не только звуковым сигналом, но и электромагнитным импульсом. Звуковой сигнал распространяется от места пробоя во все стороны со звуковой скоростью, а электромагнитная волна — со скоростью, близкой к скорости света. Поэтому сначала на приемник будет приходить электромагнитный импульс, а затем — акустический сигнал.
Чем ближе приемник находится к месту пробоя тем меньше задержка между приходом электромагнитного и акустического сигналов.
Указанная зависимость линейная, на приемнике в цифровом виде индицируется расстояние до места пробоя. При поиске места пробоя задача измерителя — найти место, где эта разность минимальна.
1.2.6.1 Оборудование, применяемое при акустическом методе
Акустический поисковый комплект АПК-1 предназначен для локализации мест повреждений подземных электрических кабелей акустическим методом. В состав комплекта АПК-1 входит акустический приемник и ударный (импульсный) генератор.
Приемник: Акустический приемник ПА-1000А
Приемник предназначен для поиска и точной локализации повреждений силовых подземных кабелей акустическим методом.
Особенности:
- имеет функцию оценки расстояния до места повреждения по времени задержки акустического тестового сигнала относительно электрического сигнала;
- имеется режим шумоподавления.
Таблица 4 — Технические характеристики ПА-1000А ЗАО «Ангстрем-ИП», г. Ярославль
|
Количество каналов приема |
3 |
|
|
Период следования принимаемых импульсов, сек |
0,5…10 |
|
|
Полоса принимаемых частот, Гц |
130…180; 100…1000 |
|
|
Коэффициент усиления, не менее, дБ |
80 |
|
|
Диапазон регулировки усиления, не менее, дБ |
70 |
|
|
Ток потребления в режиме молчания, мА |
10 |
|
Генератор импульсный высоковольтный ГИ-20-2 предназначен для подачи импульсов высокого напряжения на высоковольтный силовой кабель при определении мест повреждений акустическим методом.
Особенности:
- имеется возможность плавного регулирования выходного напряжения любой ступени от 10 % до максимального значения с изменением энергии разряда.
— может использоваться для реализации импульсно-дугового, волнового и потенциального (шагового) методов определения мест повреждения кабелей (перечисленные методы требуют использования дополнительного оборудования — проконсультироваться со специалистами компании).
Таблица 5 — Технические характеристики ГИ-20-2 производства ЗАО «Ангстрем-ИП», г. Ярославль
|
Напряжение питания частотой 50Гц, В |
220±22 |
|
|
Потребляемая мощность, кВА, не более |
2 |
|
|
Максимальная энергия разряда для любого диапазона работы, Дж |
2000 |
|
|
Максимальное Импульсное выходное напряжения, кВ: * |
5 10 20 |
|
|
Максимальный выходной ток на любой ступени работы, кА, не менее |
2 |
|
|
Относительная погрешность измерения высокого напряжения, %, не более |
5 |
|
|
Время непрерывной работы, час |
4 |
|
|
Габаритные размеры, мм: блока управления высоковольтного блока |
520 х 170 х 490 600 х 480 х 540 |
|
|
Масса, кг: блока управления высоковольтного блока |
13 92 |
|
2. Меры безопасности при использовании приборов
? Генератор ИЗИ. К работе с генератором допускаются лица, изучившие руководство по эксплуатации данного оборудования.
При работе с источником зондирующих импульсов должны соблюдаться правила техники безопасности, распространяющиеся на работы с устройствами, несущими электрическое напряжение до 1000 В.
Категорически запрещается вскрывать корпус генератора с подключенным к нему внешним источником питания.
При работе на различных трассах персонал обязан соблюдать правила техники безопасности для работы на этом типе трасс.
Зарядное устройство, а также зарядные цепи генератора выполнены по пожаробезопасной технологии. Однако, не рекомендуется оставлять их включенными в электросеть без надзора.
? ТДИ-05М-3. Все элементы приемника не имеют напряжений, опасных для жизни. Категорически запрещается вскрывать корпус приемника при подключенном к нему адаптере или любом ином внешнем источнике питания.
При работе с элементами приемника должны соблюдаться правила по Технике Безопасности при эксплуатации электроустановок с напряжением до 1000 В.
При работе на различных трассах персонал обязан соблюдать все Правила Техники Безопасности для работы на этом типе трасс.
? Рефлектометр РИ-307. К работе с РИ-307 допускаются специалисты, изучившие руководство по эксплуатации данного прибора.
РИ-307 не имеет напряжений, опасных для жизни. При работе РИ-307 с одновременным зарядом аккумулятора через зарядное устройство запрещается вскрывать корпус прибора.
При работе на различных трассах персонал обязан соблюдать правила техники безопасности для работы на этом типе трасс.
Заключение
Поиск повреждения кабеля приносит результат при правильном использовании методик поиска повреждений и грамотном выборе приборов для поиска повреждений. Начинать поиск дефекта стоит с выяснения базовых параметров кабельной линии: марка кабеля, длина кабеля, способ прокладки кабеля. Отталкиваясь от этих знаний можно переходить к измерениям.
Какие типы повреждений удаётся определить с помощью рефлектометра. Прежде всего — это обрыв кабеля, межфазный пробой, короткое замыкание. Кроме этого, импульсный рефлектометр используется для определения длины кабеля на барабане. Так же с его помощью удаётся вычислить место несанкционированной врезки в кабель. Импульсный рефлектометр — современный прибор, используемый для диагностики состояния систем ОДК.
Измерение сопротивления изоляции кабеля — следующий этап в поиске повреждения кабеля. В качестве прибора для измерения сопротивления изоляции можно использовать мегомметр либо кабельный мост. Современный кабельный мост может не только заменить мегомметр, но и значительно расширить возможности поиска повреждения кабеля за счёт использования методики мостового измерения.
Кабельный мост позволяет не только оценить качество изоляции кабеля, но и рассчитать расстояние до места утечки, оценить ёмкость кабеля, измерить сопротивление шлейфа и омическую асимметрию. Именно поиск утечки, наряду с поиском обрыва кабеля, являются наиболее частыми повреждениями кабельной линии. Таким образом, импульсный рефлектометр и кабельный мост, объединённые в единый прибор, значительно повышают шансы найти место повреждения кабеля.
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 можно отнести силовой или связной кабель, трубопровод и даже 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.
Трассоискатель и трассодефектоискатель может иметь различную форму, вес и стоимость. Погоня за миниатюризацией трассоискателя приводит к существенным проблемам в чувствительности и помехозащищённости прибора.
Поиск повреждения кабеля с помощью трассодефектоискателя затруднён без использования генератора. Генераторы подают в кабель ток согласованной с трассоискателем частоты. Именно поэтому, кабелеискатель может отличать свой кабель от другой трассы. По своей структуре, генераторы делятся на два типа. Современная линейка генераторов представлена портативным ИЗИ и условно портативным ИЗИ-100. Генератор ИЗИ является переносным прибором, которым легко автономно работать в полевых условиях. Генератор развивает мощность до 6 Вт, что является достаточным условием для поиска повреждения кабеля на расстоянии до 5 км. Генератор ИЗИ-100 является также переносным прибором, но он предназначен для работы только от сети 220 В. Развивая мощность до 100 Вт, этот генератор прекрасно подходит для определения места межфазного пробоя и короткого замыкания.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://pravsob.ru/referat/metodyi-opredeleniya-mest-povrejdeniya-silovyih-kabeley/
1. Трассодефектоискатель ТДИ-05м-3. Руководство по эксплуатации.
2. Рефлектометр импульсный РИ-307. Руководство по эксплуатации.
3. Акустический поисковый комплект АПК-1. Руководство по эксплуатации.
5. http://forca.ru/stati/srs/prichiny-povrezhdeniya-kabelnyh-linii.html .
6. http://www.coolreferat.com/Виды_повреждений_кабельных_линий,_краткая_характеристика_методов_их_обнаружения.
7. http://www.ersted.ru/produktsiya.
8. .
