Как найти неисправности в кабелях? Типы неисправностей кабеля

Введение в определение места повреждения подземного кабеля

Энергия является важнейшим аспектом человеческого развития. Исследования, оценивающие связь между ростом электроэнергии и ВВП, показывают, что увеличение потребления энергии на душу населения на 1% приводит к увеличению ВВП на душу населения на 0.23%. Учитывая эту центральную роль, развитие электроэнергетической инфраструктуры было ключевым направлением деятельности правительств и политиков.

Передача и распределение электроэнергии традиционно осуществлялись через ВЛ (воздушные линии), но эти линии ВЛ подвержены повреждениям из-за факторов окружающей среды, таких как сильный ветер и молния. Таким образом, электроэнергетика в настоящее время предпочитает рыть траншеи и закапывать силовые кабели (подземные кабели) в землю, чтобы обеспечить более высокую степень надежности передачи и распределения электроэнергии. Однако подземные кабели также страдают от неисправностей, и из-за того, что они находятся под землей без надлежащей маркировки, для обнаружения этих неисправностей обычно требуется много времени, что приводит к длительному простою. Эти длительные отключения электроэнергии могут привести к значительным потерям доходов для электроэнергетических компаний, серьезным потерям производства для промышленности и вызвать серьезные неудобства для клиентов.

В этом сообщении блога мы поделимся своими знаниями о причинах неисправностей кабелей, типах неисправностей кабелей и классификации неисправностей кабелей.

Подземные силовые кабели

Силовой кабель представляет собой сборку из одного или нескольких электрических проводников, окруженных электрической изоляцией, обычно скрепленных общей пластиковой оболочкой, используемой для передачи электроэнергии. Типичная конструкция силового кабеля показана ниже:

Причины неисправностей

Неисправности в подземных силовых кабелях возникают по следующим причинам:

  • Производственные дефекты, такие как пустоты, «впадины» на стыках экрана проводника и изоляции и т. д.
  • Низкое качество изготовления при прокладке кабеля (чрезмерное натяжение, превышение минимального радиуса изгиба)
  • Внешние механические повреждения (расширение дорог, строительство, обустройство инфраструктуры и т.д.)
  • оседание земли
  • События перегрузки/перенапряжения
  • Удар молнии, коррозия оболочки/брони
  • Попадание влаги, старение
  • Повреждение термитами или грызунами, некачественное выполнение ремонта и т. д.

Типы неисправностей кабеля

Существует 6 основных типов неисправностей кабеля, как показано ниже:

Обрыв цепи или обрыв кабеля: При этом типе неисправности одна или все жилы кабеля обрываются в точке, имеющей бесконечное сопротивление между двумя концами. Эти разрывы могут быть частичными (несколько нитей открыты) или полными.

Читайте также:
Настенная и напольная плитка: в чем разница?

рис 2. Обрыв проводника

Неисправности контактов: Контакт между одной жилой (проводником) и другой или между жилой (жилами) и металлической оболочкой называется контактным типом неисправности. Значение сопротивления короткого замыкания варьируется от нуля до многих мегаом.

Рис. 3. Типы дефектов контактов

Мигает Ошибка: Кабель выдерживает испытание на изоляцию до определенного уровня, после которого он вспыхивает в месте, которое действует как искровой разрядник. Эти типы неисправностей возникают из-за плохого качества изготовления во время установки / ремонта кабельных соединений и концевых заделок или из-за старения.

Рис. 4. Мигающая неисправность на стыке

Ошибка контакта с землей: Эта неисправность также называется замыканием на землю или замыканием оболочки. Любая жила, металлическая оболочка или броня кабеля соприкасаются с массой земли из-за внешних повреждений покрытия внешней оболочки.

Рис. 5. Замыкание оболочки или замыкание на землю

Попадание влаги: Вода попадает в кабель в месте повреждения и остается внутри него. Это приведет к образованию водяных деревьев в изоляции кабеля. Под действием рабочего напряжения эти водяные деревья превращаются в электрические, что приводит к пробою изоляции.

6 рис. Попадание влаги в кабель

Таким образом, мы рассмотрели причины повреждений подземных кабелей и типы повреждений подземных кабелей. В таблице ниже показана классификация неисправностей по сопротивлению:

Неисправности Классификация по сопротивлению
Короткое замыкание/замыкание на землю
Ошибка низкого сопротивления
Неисправности высокого сопротивления/мигания > 100 кОм
Неисправности разомкнутой цепи >1000 ГОм
Мокрые разломы Нестабильное значение ИК

Методология обнаружения повреждений кабеля

В этом разделе мы обсудим методологию обнаружения повреждений кабеля.

Местонахождение короткого замыкания

  • Целостность каждой пары (жила-жила, жила-броня) при открытых концах кабеля проверяется мультиметром. Пара с непрерывностью будет идентифицирована как неисправная
    • Длина кабеля и расстояние до места повреждения определяются методом TDR с использованием предварительного локатора.
    • Генератор звуковой частоты подключается к неисправной паре тестируемого кабеля (CUT), трасса кабеля прослеживается с помощью подходящего приемника до последнего пика сигнала (точки неисправности) и после этого сигнал полностью затухает.
    • После раскопок определите неисправный кабель из пучка кабелей, если применимо, с помощью Системы идентификации кабелей.
    • Неисправный кабель должен быть идентифицирован, а неисправный участок отремонтирован.

    Низкое/высокое сопротивление/мигающее место неисправности

    • После определения неисправной пары и неисправного сопротивления методом TDR определяется общая длина кабеля.
    • Расстояние до места повреждения определяется с помощью метода ICM или SIM/ARM, а точная трасса кабеля отмечается на предварительно заданном расстоянии.
    • Точное место неисправности определяется с помощью набора точечных определений с использованием метода совпадений.
    • Неисправный кабель идентифицируется из пучка кабелей и ремонтируется неисправный участок.

    Место неисправности обрыва цепи

    • После проверки непрерывности каждой пары с помощью мультиметра общая длина кабеля и расстояние до места повреждения определяются методом отражателя во временной области.
      • Генератор звуковой частоты подключается к исправной паре неисправного кабеля, а маршрут кабеля отслеживается с помощью подходящего приемника.
      • Неисправный кабель идентифицируется из пучка кабелей и ремонтируется неисправный участок.

      Место повреждения сырости/влаги

      • С помощью измерителя сопротивления изоляции найдите неисправную пару (жила-броня) с нестабильными показаниями ИК-излучения, оставив оба конца кабеля открытыми.
      • Высушите влажные разломы, используя методы предварительного кондиционирования, такие как помпаж в течение нескольких минут с помощью генератора импульсов (ударник) или сжигание (примените непрерывный постоянный ток высокого напряжения) с помощью набора для выжигания или мгновенной зарядки CUT.
      • Выполните действия, указанные в разделе «Обнаружение неисправности низкого/высокого сопротивления».

      Заключение

      Таким образом, неисправности кабеля могут быть идентифицированы и локализованы с помощью описанной выше методики. В следующем блоге мы поделимся своими знаниями о методах предварительного определения места повреждения кабеля, трассировки кабельной трассы и измерения глубины.

      Как найти неисправности в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины

      Неисправности кабеля, типы, причины и способы обнаружения неисправностей в кабелях с помощью различных тестов.

      Введение в неисправности кабелей

      Когда электроэнергия вырабатывается на генерирующих станциях, она распределяется по разным потребителям, т.е. городам, поселкам и селам для последующего потребления. Процесс включает в себя повышение напряжения для минимизации потерь энергии в виде тепла. Повышенное напряжение распределяется по сетевым станциям, где оно понижается для распределения на местные трансформаторы, где оно, наконец, понижается и распределяется среди потребителей.

      Распределение электроэнергии осуществляется по электрическим кабелям. Кабели бывают изолированные или неизолированные. Выбор использования изолированных или неизолированных кабелей (воздушные линии или подземные) в основном вступает в игру, когда энергия должна передаваться в процессе подземной установки.

      В отличие от изолированных кабелей, неисправности в неизолированных кабелях легко обнаруживаются, так как наиболее распространенная неисправность, связанная с этим типом кабеля, – это обрыв и обрыв жилы кабеля или провода.

      Как найти неисправности в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины

      В изолированных кабелях, особенно в многожильных, неисправности бывают разных типов и имеют множество причин.
      Прежде чем мы обсудим, как найти эти часто встречающиеся неисправности, давайте посмотрим, что неисправности кабеля Возможные причины и локализация этих неисправностей.

      Типы неисправностей кабеля

      Ниже приведены типы Неисправности кабеля Обычно встречаются в подземных кабелях.

      • Неисправности холостого хода: Неисправность холостого хода — это вид неисправности, возникающий в результате обрыва проводника или вытягивания проводника из соединения. В таких случаях тока вообще не будет, так как проводник (транспортер электрического тока) оборван.
      • Короткое замыкание или перекрестное замыкание: этот вид неисправности возникает, когда повреждается изоляция между двумя кабелями или между двумя многожильными кабелями. В таких случаях ток не будет течь через основную жилу, которая подключена к нагрузке, а будет течь непосредственно от одного кабеля к другому или от одного жильного или многожильного кабеля к другому. Нагрузка будет закорочена.
      • Замыкания на землю или замыкания на землю: Этот вид неисправностей возникает при повреждении изоляции кабеля. Ток, протекающий по неисправному кабелю, начинает течь от жилы кабеля к земле или оболочке (защите кабеля) кабеля. В этом случае ток не будет проходить через нагрузку.

      Причины неисправности кабеля

      Неисправности в кабелях чаще всего вызваны влажностью бумажной изоляции кабелей. В результате это может повредить свинцовую оболочку, защищающую кабель. Свинцовая оболочка может быть повреждена разными способами. Большинство из них – это химическое воздействие почвы на свинец при захоронении, механические повреждения и кристаллизация свинца при вибрации.

      Как найти неисправности в поврежденном кабеле?

      Прежде чем устранять любую неисправность в кабелях, сначала необходимо определить неисправность. Существует множество способов найти неисправности кабеля которые обсуждаются следующим образом;

      Различные типы испытаний для обнаружения неисправностей в кабелях.

      1. Тест Блавье (для одиночных неисправностей кабеля)

      Когда замыкание на землю происходит в одном кабеле, а других кабелей (без неисправного) нет, можно выполнить тест Блавье, чтобы определить местонахождение замыкания в одном кабеле.

      Другими словами, при отсутствии исправного кабеля для локализации неисправности в кабеле (сделать петлю, соединив оба кабеля, как мы делаем в тесте петли Мюррея), измерение сопротивления с одной стороны или конца называется блавье тест.

      In блавье тест, сопротивление можно измерить двумя способами.

      • Для изоляции дальнего конца кабеля
      • Для заземления дальнего конца кабеля, как показано на рис.

      Замыкание на землю одиночного кабеля может быть обнаружено с помощью теста Блавье. В этом виде испытаний в мостовой сети используются низковольтный источник питания, амперметр и вольтметр. Сопротивление между одним концом кабеля (передающий конец) и землей измеряется, когда «дальний конец» изолирован от земли.

      Предположим, мы знаем общее сопротивление одножильного кабеля (до неисправности), которое равно RΩ. А также;

      Замыкание на сопротивление заземления = r
      Сопротивление от дальнего конца до повреждения кабеля = r1
      Сопротивление от контрольного конца кабеля до места повреждения = r2

      Тест Блавье для поиска кабеля

      Теперь мы подключим, а затем отключим заземление от дальнего конца кабеля, чтобы измерить два сопротивления. Эти измерения могут быть выполнены с помощью источника питания LT (низкого напряжения) и мостовой сети.

      Прежде всего, мы изолируем дальний конец кабеля, чтобы определить сопротивление между линией и землей, которое составляет;

      Теперь мы заземлим или заземлим дальний конец кабеля, чтобы снова найти сопротивление между линией и землей.

      Но общее сопротивление (до возникновения неисправности) было

      место повреждения в кабелях

      Решение приведенных выше уравнений для r2 (место или расстояние неисправности), получаем

      Ошибка на землю

      Значение х = р2 обычно меньше, чем значение R 2. Поэтому мы рассматриваем (-) вместо (±) в приведенном выше уравнении.

      Loop Tests для поиска неисправностей кабеля

      Эти виды испытаний проводятся при коротких замыканиях или замыканиях на землю в подземных кабелях. Неисправности кабеля можно легко обнаружить, если вместе с заземленными кабелями проходит исправный кабель. Ниже приведены типы циклических тестов.

      2. Петлевой тест Мюррея

      Соединение о том, как повреждения кабеля могут быть обнаружены с помощью Петлевой тест Мюррея метод показан ниже.

      Мост Уитстона Принцип используется в тесте петли Мюррея для поиска неисправностей кабеля. Ra и Rb — это два плеча передаточного отношения, состоящие из резисторов. Г — гальванометр. Неисправный кабель (Rx) подключается ко второму кабелю (Звуковой кабель Rc) через низкоомную линию на дальнем конце. Мост Уитстона поддерживается в равновесии за счет регулировки сопротивления передаточного рычага Ra и Rb до тех пор, пока отклонение гальванометра не станет равным нулю.
      Таким образом…

      Решение для x, мы получаем;

      Обнаружение неисправности одинарного и двойного кабеля с помощью теста петли Мюррея

      l = длина одного кабеля (в метрах ярдов)
      2l = общая длина двух кабелей
      x = расстояние от верхней стороны до разлома

      3. Петлевой тест Варлея

      Единственная разница между петлевым тестом Мюррея и Петлевой тест Варлея заключается в том, что проверка контура Варлея предназначена для измерения полного сопротивления контура, а не для получения его из соотношения

      В этом тесте передаточное отношение Ra и Rb фиксировано, а положение баланса достигается путем изменения известного переменного сопротивления (реостата).

      Varley Loop Test на короткое замыкание в кабелях

      Как мы объяснили уравнение в предыдущем разделе петлевой тест Мюррея…такая же история и с варлей-тестом…

      Замыкание на землю или короткое замыкание в кабелях, ключ переключателя сначала переводится в положение 1, переменное сопротивление S изменяется до тех пор, пока мост не будет сбалансирован для значения сопротивления S1. Так,
      Когда ключ находится в положении 1

      заземление Неисправность или короткое замыкание в кабелях

      разница между петлевым тестом Мюррея и петлевым тестом Варлея

      Когда ключ находится в положении 2
      Из уравнений 1 и 2 получаем,

      Поскольку значения Ra, Rb, S1 и S2 известны, значение Rx можно определить по формуле
      Сопротивление контура =
      Если ” r ” – сопротивление кабеля на метр длины, тогда расстояние места повреждения кабеля от тестируемого конца равно

      4. Испытание на перекрытие земли

      In испытание на перекрытие земли, проводятся два измерения (вместо одного, как в тесте Блавье). Первым измерением сопротивления является R1 (между линией и землей, т.е. от проверяемого конца до дальнего (заземленного) конца).
      Второе измерение сопротивления – R2 (между линией и землей, т.е. от дальнего конца и тестируемого (заземленного) конца).
      Оба измерения равны следующим образом:

      Как в Тест Блавье, мы также предполагаем, что нам известно фактическое сопротивление кабеля до повреждения кабеля, которое равно R.

      Испытание на перекрытие земли

      5. Тест на разомкнутую цепь

      Ошибка разомкнутой цепи может произойти при вытягивании троса из стыка или при разрыве троса. Такую неисправность можно отследить, проведя тест емкости. Емкость неисправного кабеля измеряют с обоих концов кабеля баллистическим гальванометром или мостовым методом. Емкость кабеля относительно земли пропорциональна длине кабеля.

      6. Возможный тест на падение

      Возможное испытание на падение для обнаружения неисправностей кабеля

      In Возможное испытание падением, амперметр, вольтметр, переменный резистор (реостат) и аккумулятор подключаются, как показано ниже, чтобы найти место повреждения в кабеле. Этот тест проводится с помощью исправного кабеля, который не имеет повреждений и проходит вдоль неисправного кабеля, как показано ниже. Расстояние до места повреждения можно определить как:

      Неисправности в подземных кабелях: виды и обнаружение

      Это проблемы, с которыми сталкивается большинство электротехнических компаний в Пуне. В подземных системах распределения электроэнергии используемые кабели размещаются в земле или в каналах какой-либо формы. Это делает кабели прочными, и вероятность их неисправности очень мала. Всякий раз, когда в этих кабелях возникает неисправность, становится трудно найти и устранить неисправность, поскольку проводники не видны. Излишне говорить, что обнаружение этих неисправностей очень похоже на поиск иголки в стоге сена. Существует множество методов обнаружения неисправностей, а также новые технологии обнаружения и электрические элементы, которые облегчают задачу и требуют меньше времени. Тем не менее, обратите внимание, что не существует одного или комбинации методов, которые можно было бы считать «Лучшими». Существуют различные типы методов для различных неисправностей, которые позволяют безопасно и эффективно локализовать неисправности, не повреждая кабель. Тем не менее, ниже приведены неисправности электроснабжения, возникающие в подземных кабелях.

      Обрыв цепи –

      Обрыв жилы кабеля называется обрывом цепи. Этот тип неисправности проверяется с помощью устройства, называемого «мегомметром». При этом типе неисправности 3 жилы 3-жильного кабеля на дальнем конце укорачиваются, а затем соединяются с землей. Затем мегомметр используется для считывания сопротивления между каждым проводником и землей. Если мегомметр показывает 0 сопротивлений в цепи проводника, значит он не оборван. Но если мегомметр измеряет бесконечное сопротивление, значит, оборван проводник, который необходимо заменить.

      Ошибка короткого замыкания –

      Когда изолятор выходит из строя, это происходит из-за того, что 2 жилы многожильного кабеля электрически соприкасаются друг с другом, что указывает на короткое замыкание. Для этого снова используется мегомметр. В этом типе 2 клеммы мегомметра подключаются к любым 2 проводникам. Неисправность указывается, когда мегомметр дает нулевое значение между электрическими проводниками. Тот же процесс можно повторить, взяв за раз другие 2 проводника.

      От замыканий на землю –

      Если жила кабеля соприкасается с землей (землей), то это называется замыканием на землю. Чтобы идентифицировать эту неисправность, две клеммы мегомметра подключаются к проводнику и к земле соответственно. Замыкание на землю можно изучить, если мегомметр показывает нулевое значение. Та же процедура применяется к другим жилам кабеля.

      Методы обнаружения неисправностей

      Электрик или инженер-электрик использует два метода для определения места повреждения подземного кабеля. Они следующие:

      Секционирование –

      Это включает физическую обрезку и сращивание кабеля, что может снизить его надежность. Чтобы снизить надежность кабеля, его необходимо разделить на небольшие участки, которые позволят нам найти неисправность. Например, на кабеле длиной 500 футов кабель разрезается на отрезки длиной 250 футов каждый, и показания измеряются в обоих направлениях с помощью омметра или высоковольтного тестера сопротивления изоляции (ИК). Если показания ИК-тестера показывают низкое значение, значит, он неисправен. Эту процедуру необходимо повторять до тех пор, пока не будет достигнут короткий участок, который, в свою очередь, позволит устранить неисправность.

      Эта процедура требует шума для обнаружения неисправности. Когда на поврежденный кабель подается высокое напряжение, сильноточная дуга издает достаточно громкий шум, чтобы его можно было услышать. Этот метод относительно проще по сравнению с секционированием, но у него есть свои недостатки. Для удара требуется сильноточный усилитель с напряжением до 25 кВ, чтобы произвести подземный шум, достаточно громкий, чтобы его можно было услышать над землей. Высокий электрический ток сильно нагревается, что разрушает изоляцию кабеля. Повреждение можно ограничить, уменьшив мощность, передаваемую по кабелю, до минимума, необходимого для проведения теста, если вы достаточно квалифицированы для проведения этого теста. С другой стороны, умеренное тестирование может даже не производить достаточно громкий звук, чтобы его можно было услышать. Но частые испытания могут привести к ухудшению качества изоляции кабеля до неприемлемого состояния. Многие поставщики электротехнической продукции допускают некоторый уровень повреждения изоляторов по двум основным причинам. Во-первых, если кратковременно использовать ударный метод, то повреждается изоляция кабеля. Во-вторых, нет существующей технологии, которая могла бы заменить этот метод.

      Однако существуют новые методы обнаружения повреждений кабеля, в которых используется сочетание сложных технологий.

      Рефлектометрия во временной области (TDR) –

      TDR использует низкоэнергетические сигналы, передаваемые по кабелю, для обнаружения повреждений, не вызывающих ухудшения изоляции. Когда сигнал отправляется, идеальный кабель возвращает сигнал в нужное время и в правильном профиле. В то время как несовершенный кабель изменит время и профиль, что можно увидеть на экране TDR. График (называемый Trace) дает пользователю приблизительные расстояния до «ориентиров», таких как отверстия, разрезы, Y-образные отводы, трансформаторы и проникновение воды. Метод TDR не безупречен. Одним из недостатков является то, что он не определяет неисправности, поскольку этот метод точен только до 1% диапазона испытаний, и информации также недостаточно. В других случаях это позволяет более точно стучать, что сокращает время и затраты. Еще одним недостатком этого метода является то, что рефлектометры перестают обнаруживать замыкания на землю, если сопротивление превышает 200 Ом.

      Метод высоковольтного радара. Существует 3 основных метода высоковольтного радара.

      Отражение дуги –

      Этот метод использует TDR вместе с фильтром и ударником. Фильтр ограничивает импульсный ток и напряжение, которые могут достигать кабеля во время проведения испытаний, вызывая минимальную нагрузку на кабель. Следовательно, отражение дуги обеспечивает соответствующее расстояние до места повреждения.

      Метод отражения импульса перенапряжения –

      Этот метод требует использования ответвителя тока и запоминающего осциллографа с ударником. Основным преимуществом этого метода является его способность обнаруживать сложные и удаленные разломы. Его недостатком является то, что его высокий выходной импульс может повредить кабели, а чтение трассы требует большего мастерства по сравнению с другими методами.

      Метод отражения импульса напряжения –

      В этом методе используется ответвитель напряжения и контрольный тестер. Этот метод находит неисправности, возникающие при превышении максимального ударного напряжения 25 кВ.

      Заключение –

      Упомянутые выше методы помогают локализовать подземные разломы. Это стало более эффективным, на устранение проблем уходит меньше времени, и сведена к минимуму возможность программирования электрического кабеля на наличие дополнительных неисправностей при обнаружении существующей неисправности. Многие электрические подрядчики в Пуне используют вышеупомянутые методы.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: