Акустический метод определения места повреждения кабельной линии

Акустический метод поиска повреждений кабеля практически универсален. Он позволяет находить повреждения различного типа: «заплывающие» пробои, однофазные и междуфазные повреждения с различными переход­ными сопротивлениями, обрывы одной или нескольких жил. При этом полное замыкание с маленьким переходным сопротивлением не дает искрового разряда и не может быть определено данным методом. В ряде случаев с помощью акустического метода поиска возможно найти несколько повреждений на одной кабельной линии.

Общий принцип

Сущность акустического метода обнаружения повреждений кабельных линий видна из самого его названия. Ин­формативным параметром является уровень кратковременного звукового сигнала — щелчка, удара, возникающего одновременно с электрическим искровым или дуговым разрядом, происходящим в месте повреждения (МП) кабеля в момент подачи на него высо­ковольтного импульса электрического напряжения. Для контроля и индикации сигнала используется высокочувствительный аку­стический датчик (микрофон), преобразующий звуковой сигнал в электрический. Датчик подключен к переносному приемно-уси­лительному устройству, снабженному звуковой и визуальной ин­дикацией. Оператор, пошагово перемещая по поверхности вдоль трассы кабеля датчик, в направлении увеличения сигнала находит точку с максимальным сигналом, которая находится непосред­ственно над МП. Таким образом, локализуют место повреждения (рис.).

Местонахождения поврежденияОпределение точного местонахождения повреждения в кабельной линии

Акустический сигнал в грунте

Акустический сигнал в грунте довольно быстро затухает и область обнаружения МП акустическим методом при стандартной глу­бине прокладки кабеля ограничивается несколькими десятками метров. В самом лучшем случае это сотня метров. Ограничения связаны с характеристиками грунта, энергией разряда и чувстви­тельностью применяемой аппаратуры.

Виды повреждений

Очевидно, что необходимым условием для возникновения элек­трического пробоя является наличие достаточно большого элек­трического сопротивления в МП кабеля. Есть сопротивление — есть «предмет для пробоя». Нет сопротивления (короткое за­мыкание) — при подаче импульса напряжения будет импульс тока, но электрического разряда, а значит и акустического сигнала, не будет. Практика показывает, что сопротивление должно быть не меньше нескольких десятков Ом. Такое ограничение определя­ет виды повреждений, которые можно обнаруживать, используя акустический метод, т.е. область применения метода. Это утечки в изоляции, «заплывающие» пробои, однофазные и междуфазные повреждения с различными переходными сопротивлениями, об­рывы одной, двух или всех жил.

Схемы подключения генератора к кабелю

Для создания разряда необходимо специальное оборудование.Это импульсные, т.н. ударные генераторы, способные создать мощный электрический разряд. Энергия необходимая для создания разря­да накапливается в достаточно большой электрической емкости и через коммутатор или разрядник подается на кабель. Длительный опыт использования ударных генераторов показал, что в боль­шинстве случаев достаточно энергии до 2000 Дж. Использование генераторов с энергией более 3000 Дж может быть опасным для кабеля, поскольку очень большие импульсные токи в момент раз­ряда порождают очень сильные магнитные поля, сопровождаю­щиеся мощными механическими воздействиями на элементы кон­струкции кабеля.

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 мегаом. 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 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.

Способы подключения генератора к кабелю в зависимости от вида повреждения изображены на рисунках:

Схемы подключения генератора к кабелю

междуфазное повреждениеМеждуфазное повреждение однофазное повреждениеОднофазное повреждение разрыв жилыРазрыв жилы

Сочетание с индукционным методом поиска

Вариант акустического метода определения места повреждения кабельной линии в сочетании с индукционным методом мо­жет быть эффективным в сложных случаях, когда акустический сигнал слаб и имеет «размытую» характеристику без четкого мак­симума уровня. Это затрудняет локализацию МП, сильно умень­шает точность его определения. Для реализации этого метода не­обходимо акустический приемник дополнить электромагнитным каналом, состоящим из магнитной антенны и усилителя. Магнит­ное поле, возникающее при разряде, достигает магнитной антенны практически мгновенно, поскольку скорость его распространения сравнима со скоростью света (300 000км/сек). Скорость распро­странения звука в грунте измеряется сотнями метров в секунду. Принимая оба сигнала и измеряя время запаздывания звуково­го сигнала относительно магнитного можно оценить расстояние до места повреждения. При приближении к МП задержка будет уменьшаться и непосредственно над ним будет минимальна. По­следовательность действий при проведении поиска такая же, как и для акустического метода, но кроме (или вместо) контроля уров­ня акустического сигнала, увеличивающегося с приближением к МП, контролируется величина задержки, уменьшающаяся по мере приближения к МП.

Кроме этого:  Замена опорного подшипника Форд Мондео своими руками

Нестандартный вариант акустического метода

Нестандартный вариант акустического метода определения повреждений кабеля может использоваться, когда в МП сопротивление равно нулю, т.е. имеет место короткое замыкание, а использование индукци­онного метода невозможно. Как уже упоминалось выше, при про­хождении большого тока по близко расположенным проводникам возникают мощные силы, притягивающие или отталкивающие эти проводники. Поскольку любая изоляция, разделяющая эти проводники, обладает определенной упругостью, она сжимается или растягивается (в зависимости от направления силы). Если ток носит импульсный характер механические взаимодействия меж­ду элементами конструкции кабеля — жилами, или жилой и обо­лочкой — тоже носят импульсный, взрывной характер. Жилы или жила-оболочка «хлещут» друг по другу. При этом возникают и звуковые щелчки – «шлепки». В отличие от «классического» случая с локальным разрядом и локальным же акустическим «щелчком» в описываемом случае звук порождается на всей протяженности кабеля, где протекает ток, т.е. до места КЗ. Это обстоятельство и позволяет локализовать МП. Если оператор слышит щелчки, он находится до МП. После прохождения МП звук постепенно уменьшается и исчезает, т. к. ток в кабеле отсутствует и соответ­ственно отсутствует механическое взаимодействие порождающее звук. Место, где начинает уменьшаться уровень звукового сигнала и является МП. Естественно уровень акустического сигнала в рас­сматриваемом случае значительно меньше, чем в случае мощного разряда происходящего в МП, практически в одной точке и для успешной реализации метода требуется наличие высокочувстви­тельного оборудования.

Источник

Информация об акустическом методе поиска места повреждения кабельных линий

Акустический метод применяется для определения места повреждения кабельной линии непосредственно на трассе для всех видов повреждения при условии, что в поврежденном месте может быть искусственно создан слышимый электрический разряд.

Метод основан на принципе прослушивания с поверхности земли или воды звука электрического разряда в месте повреждения изоляции КЛ.

Для создания искрового разряда в месте повреждения в зависимости от вида повреждения кабельной линии применяются три схемы.

Для всех трех видов схем в качестве генератора используется обычная испытательная кенотронная или другая выпрямительная установка, в схему которой дополнительно вводятся емкость и разрядник.

Принципиальная схема

Схема на рисунке а), применяется для определения места повреждения в муфтах при заплывающих пробоях.

В этих случаях в месте повреждения между жилой и свинцовой оболочкой всегда происходит достаточно мощный искровой разряд, который может быть прослушан с поверхности земли.

Схема на рисунке б) применяется для определения места повреждения в кабельных линиях в случаях, когда в месте повреждения установилось устойчивое замыкание между одной из жил и свинцовой оболочкой кабеля.

При определении места повреждения на кабельной линии напряжением 35 кВ следует применять схему на рисунке в), используя емкость целых жил кабеля. Слышимость звука искрового разряда с поверхности земли в значительной степени от глубины залегания кабеля, а также от состояния почвы.

Кроме этого:  Чертеж транспортира для установки фаз грм

При глубине залегания кабеля более 2 м в большинстве случаев существующими приемниками звука определить место повреждения не представляется возможным. В зимних условиях, когда грунт мерзлый, слышимость звука искрового разряда значительно лучше.

В болотистых, торфяных почвах слышимость звука хуже.

При повреждении линии непосредственно в кабеле в случаях, когда длина канала искрового разряда очень небольшая, сила звука от искрового разряда получается наименьшей. В этом случае зона слышимости от места повреждения не превосходит 1 м.

Если в месте пробоя кабеля, помимо повреждения также свинцовая оболочка, то сила звука искрового разряда получается большой и в этом случае зона слышимости от места повреждения при нормальной глубине заложения кабеля достигает около 5 м.

Акустический метод с успехом используется для определения места повреждения подводных кабелей. Для прослушивания звука в этом случае пользуются двумя методами. Приемник звука ставится на дно лодки, чем достигается большая площадь соприкосновения с водой. если разряд в месте повреждения достаточной мощный, то он прослушивается уже на расстоянии 0,5 — 1,0 км. если звук искрового разряда слабый, то для его прослушивания применяется раструб с пьезодатчиком, который опускается в воду. В этом случае звуки разрядов прослушиваются на расстоянии 100-150 м от места повреждения КЛ.

В зимних условиях приемник звука устанавливается непосредственно на лед. Зона слышимости с поверхности льда достигает более 100 м.

Применение акустического метода на открыто проложенных кабелях не рекомендуется, так как из-за хорошего распространения звуковых колебаний по металлическим оболочкам кабеля можно допустить большую ошибку в определении места повреждения.

При применении акустического метода придерживаются следующей последовательности выполнения отдельных операций по определению места повреждения в КЛ. предварительно в зависимости от характера повреждения методом колебательного разряда, импульсным или петлевым методом определяется зона повреждения.

Оператор со звукоприемником отправляется в зону повреждения, в то время как на поврежденную жилу КЛ подаются импульсы с периодичностью порядка 1 имп/сек. Идя по трассе в зоне повреждения, оператор устанавливает приемник звуков на землю и в телефон прослушивает разряды.

Если разряды не прослушиваются, то приемник звука переносится на 1-2 м по трассе линии и так далее.

Над местом повреждения КЛ слышимость искровых разрядов наибольшая.

Прибор АИП-3

Для акустического метода требуется генератор импульсов и прибор АИП-3 или АИП-3м.

Разрядники можно применять различных конструкций, в том числе игольчатые и шаровые. Устанавливать разрядник следует возможно ближе к концевой разделке кабеля.

Прибор АИП-3 (акустический и индукционный) состоит из пьезоакустического датчика, трехлампового усилителя с батарейным питанием, головного телефона и выносной индукционной рамки. Прибором АИП-3 можно определять место повреждения непосредственно на трассе КЛ при акустическом и индукционном методах.

Источник



Акустический метод поиска повреждений кабеля

Трассы кабельных линий (КЛ) – важные составляющие электрических сетей, они обеспечивают доставку электроэнергии от трансформаторных подстанций потребителю и, обеспечивая достаточную пропускную способность, обладают рядом преимуществ перед воздушными линиями. Для проложенных в земле силовых кабельных линий:

  • Не страшны атмосферные влияния (ветровые нагрузки, обледенения, колебания температур);
  • к ним ограничен несанкционированный доступ;
  • кабельные трассы не «загромождают» городских территорий.

Правда такой способ доставки электроэнергии имеет свои недостатки, одним из которых можно считать сложность поиска повреждений в силовых кабелях.

Чтобы минимизировать затраты на ремонт и устранение повреждения силовых кабелей необходимо знать точное место повреждения кабеля, определить которое помогает применение ряда методик, обладающих разными уровнями погрешности. Как правило, определение точки аварии КЛ происходит в два этапа:

  • С помощью относительных методик (импульсной, петлевой, емкостной) выявляют проблемный участок трассы КЛ;
  • абсолютные методы (акустический, индукционный) помогают локализовать повреждение с высокой точностью.
Кроме этого:  Перевод хэтчбека Лачетти с бензина на газ Расход газа Шевроле Лачетти после установки ГБО

На самом деле методик поиска повреждений кабеля значительно больше, однако акустический метод завоевал свою популярность, благодаря высокой точности и сравнительной простоте реализации.

Суть акустического метода

На сегодняшний день акустический способ поиска повреждений кабелей признан самым востребованным. Он позволяет определять места повреждения кабеля со следующим характером неисправностей:

  • Замыкания фазных проводников на оболочку кабеля;
  • межфазные замыкания с различными значениями переходных сопротивлений при пробоях изоляции;
  • обрывы токопроводящих жил;
  • определение мест повреждений типа «заплывающий пробой» и т.д.

Метод достаточно универсален и применим для поиска неисправности при глубинах залегания кабеля до 5 метров.

Суть методики основывается на определении интенсивности акустических колебаний от электрического разряда, возникающего на поврежденном участке. Метод реализуется при помощи генератора высоковольтных импульсов и акустического приемника, чувствительной аппаратуры, у которой в качестве акустического датчика выступает микрофон, контактирующий с грунтом.

Генератором импульсов вырабатываются короткие импульсы высокого напряжения, которые прикладываются к исследуемой цепи КЛ, например, на жилу кабеля и его оболочку. Это способствует появлению искровых разрядов в проблемных точках силового кабеля (кабельных муфтах), сопровождающихся акустическими импульсами (щелчками).

Оператор, перемещающийся вдоль прокладки кабельных линий, вместе с приемной аппаратурой находит точку с максимальной интенсивностью звуковых импульсов, она будет находиться над местом повреждения кабеля. Для обеспечения большей достоверности местоположения аварии современная аппаратура приемника акустического сигнала помимо наушников оснащена визуальной индикацией.
При использовании акустического метода могут возникать проблемы, связанные с зашумлённостью, например, вблизи высоко загруженных автомобильных трасс, в таких условиях трудно определять максимумы акустических импульсов. Более точную информацию дают комбинированные приемники, одновременно анализирующие звуковые и электромагнитные импульсы, возникающие в процессе мощных разрядов.

Аппаратура для акустического поиска поврежденных участков кабеля, включая и комбинированные варианты, имеется в арсенале современных передвижных электротехнических лабораторий.

Видео акустического метода повреждений кабелей

В итоге в этом месте было выявлено повреждение, прямо около соединительной муфты, скорее всего когда ее делали была повреждена изоляция и со временем произошел пробой. Ниже фотография с объекта.

Источник

Специфика определения места повреждения кабеля акустическим способом

Чтобы оперативно найти поврежденный участок линии подачи электроэнергии, применяют различные методы электроизмерений. Одним из самых универсальных считается акустический способ, демонстрирующий хорошую эффективность при поиске следующих типов повреждений:

  • Заплывающие дефекты.
  • Однофазные и междуфазные замыкания.
  • Рассечение жил. Их может быть от 1 до 3.

Что касается полных замыканий, которые характеризуются небольшим значением переходного сопротивления, акустическим методом определить их невозможно.

Принцип действия

Акустический способ поиска мест повреждения кабеля заключается в фиксации при помощи чувствительных датчиков быстротечных звуковых сигналов. Речь идет о потрескиваниях и щелчках, которые сопровождают искрение или дуговые разряды. Явления данного типа происходят в точках нарушения проводки, при подаче на них высоковольтных импульсов.

После фиксации на специальный микрофон звуковые волны преобразуются в электрические сигналы. Приборы данного типа оснащены звуковым и световым оповещением. Двигаясь вдоль линии прокладки кабеля, необходимо найти место максимального уровня сигнала. Это укажет на точку повреждения проводки.

Комбинация с индуктивным способом

В тех случаях, когда акустический способ оказывается неэффективным или демонстрирует слишком слабые характеристики, его комбинируют с индукционным методом. Для этого акустическое устройство усиливают электромагнитным модулем. В состав дополнительного блока входит антенна и усилитель. Алгоритм замеров в этом случае такой же, как и при использовании стандартного акустического определителя.

Источник