+ Акустичний метод або метод удару
Міст одинарний Р333

Як шукають пошкодження кабелів електрики

При схожості принципів пошуку пошкоджень у силових кабелях для пошуку пошкоджень зручніше використовувати інші методи. Варто зауважити, що електрикам багато в чому шукати дірки у своїх кабелях простіше, бо багато "ребусів" типових для пошуку пошкоджень кабелів зв'язку тут вирішувати не потрібно. Наприклад, електрики-кабельники практично не використовують мостових схем вимірювання та контактний метод пошуку (штирі), та й рефлектометр після хорошого пропалювання показує не кавову гущуПов'язано це з тим, що силові високовольтні кабелі витримують напругу близько 30 кВ і струм у сотні Ампер, відповідно можуть бути використані методи пропалювання та удару, описані далі.

Для пошуку пошкоджень та для випробувань кабелів та обладнання електрикам недостатньо переносних приладчиків та використовується ціла пересувна лабораторія на базі будь-якого автомобіля. Зазвичай у російському виконанні такий автомобіль має на кузові напис ЛВІ, що розшифровується як лабораторія високовольтних випробувань. При цьому обладнання лабораторії в основному складається із жорстко закріплених у кузові автомобіля установок. Враховуючи, що у схемі ЛВІ використовуються великі напруженнята струми, деяка частина обладнання виконує захисні функції.

Високовольтний відсік лабораторії високовольтних випробувань

Пульт керування лабораторії високовольтних випробувань

Робота ЛВІ починається з великої кількості захисних заходів. Жарти, описані в приколі "найконтактніший метод пошуку" тут смертельно небезпечні. Працюючи з електриками, починаєш розуміти сенс багатьох пунктів із ПУЕ.

Високовольтні випробування кабелю

Цікаво, що найчастіше пошук пошкодження починається навіть без перевірки кабелю мегомметром. Починають із подачі в кабель випробувальної напруги. Подібний початок відповідає описаному в методиках порядку робіт, але багато в чому виправдано. Ізоляція кабелю, що "вистрілив", може бути більше 10 Мом, що, загалом, відповідає нормі і все вирішує саме перевірка кабелю підвищеною напругою.

Напругу поступово піднімають до 30-50 кВ. Як правило, у пошкодженому кабелі виникає пробій та спрацьовує захист блоку високовольтних випробувань. Лабораторію перемикають в інший режим режим пропалення.

Пропалювання високовольтного електрокабелю

Підключається установка, що пропалює. На фотографії пульта управління великий блок кубічної форми зліва внизу. Установка видає високу напругу в кабель, але вже без відключення при пробої. Установка пропалююча має перемикач напруг, і оператор може змінювати співвідношення струм-напруга потужності установки. Починають з великої напруги і при виникненні стійкого пробою напругу зменшують на користь струму, добиваючись повного сплаву жили кабелю в місці пошкодження.

Хімія та фізика цього процесу полягає в утворенні щільної вугільної кірки у місці пробою кабелю. Подібним методом добиваються того, що опір між ушкодженою жилою та "землею" знижується до 1-5 Ом. Якщо кабель лежить над грунті, а прокладено по естакаді, то пошук пошкодження цьому етапі може бути завершено. Кабель під час пропалювання у місці пошкодження починає диміти і тріщати, і пошкодження легко перебуває зовнішнім оглядом.

Вимірювання ВВ кабелю вимірником неоднорідності ліній

Після вдалого пропалювання вимір лінії рефлектометром не викликає труднощів із визначенням відстані до пошкодження. Місце пошкодження визначається як щільне "коротке" і на рефлектрограмі відображається дуже чітко. Коефіцієнт скорочення на високовольтному кабелівиставляють незалежно від марки кабелю в 1,87 .

Мікрофон для
акустичного
методу пошуку
пошкоджень

До речі, штатна комплектація ЛВІ передбачає наявність рефлектометра або вимірювача неоднорідності ліній. У радянські часи в комплектацію входили знайомі до болю вимірники неоднорідності ліній Р5-10, а зараз це імпульсний рефлектометр РІ-10М.

Акустичний метод пошуку пошкоджень

Для пошуку пошкодження кабелю прокладеного в ґрунті використовується ще один блок – генератор високовольтних імпульсів – ГВІ (на фото пульта керування внизу праворуч). У ГВІ напруга в кабель подається послідовністю коротких імпульсів із досить великою потужністю (використовується накопичення енергії конденсатором). Вся енергія імпульсу виділяється в місці пошкодження ізоляції, створюючи при цьому гучне сухе клацання (удар). Клацання настільки гучні, що їх звук іноді чутний навіть крізь 70 см ґрунту як негучні хлопки.

Разом із блоком ГВІ використовується ще один метод званий акустичним. Суть його у прослуховуванні ґрунту спеціальним мікрофоном (теж іноді входить у комплектацію ЛВІ у складі пошукового приладу). Як уже зазначалося, іноді клацання пробою при роботі ГВІ чутно без будь-якого обладнання, але не завжди траса проходить у тихих місцях і не завжди кабель лежить на глибині 60-70 см. Для таких випадків і застосовується акустичний метод, тобто прослуховування ґрунту мікрофоном .

Для визначення траси та місця пошкодження електричного кабелювикористовується також індукційний метод. Власне сутність методу описана на сторінці Пошук траси кабелю кабелешукачем. Стосовно високовольтних кабелів не використовуються котактний метод пошуку (штирі). Як правило, кабель допалюється настільки, що пошкодження легко локалізуються однією антеною. У місці пошкодження сигнал не фіксується (не згасає) і чути дуже виразно, пошук проводиться на вертикальній котушці (щонайменше).

Використовувати подібні технології для кабелів зв'язку, на жаль, ризиковано. Часто подача високої напруги, наприклад, в ПРППМ може "дожечь" ушкодження (Пошук ушкоджень методом пропалювання напругою фази (220 Вольт)) і зменшити опір ушкодження до декількох ком, і нерідкі випадки, коли тривале використання зв'язки ГІС-УМГІС знижувало опір ушкодження. Але використовувати такі методи слід дуже обережно з двох причин.

Пропалювання кабелю - це процес перетворення спеціальними приладами однофазних, високоомних пошкоджень на ізоляційному покритті кабелів у трьох, двофазні низькоомні з формуванням у місці пошкодження цілісності металевого мосту. В ідеалі під час пропалювання кабелю можна досягти замикання жили на жилу, завдяки чому буде легше виявити місце пошкодження. Для пропалювання кабелю використовують пропалюючі установки, апарати та інші прилади.

УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОЖИГУ КАБЕЛЯ

На сьогоднішній день існує багато різних установок, апаратів та пристроїв для здійснення пропалювання кабелю. Одними з найпоширеніших є такі:

І. Установка, що пропалює УП-7-3М;

ІІ. Установка для випробування та пропалювання ізоляції силових кабелівАІП-70.

Установка пропалювальна УП-7-3М

УП-7-3М призначена для використання при перетворенні запливаючих або високоомних пошкоджень на силових кабелях з напругою в діапазоні від 0,4 кВ до 35 кВ на низькоомні, щоб створити спеціальні умови для:

визначення місцезнаходження дефекту в силовому кабелі імпульсним методом;

Визначення місця знаходження несправностей за допомогою звукочастотних установок.

Установка для випробування та пропалювання ізоляції силових кабелів АІП-70

Дана установка призначена для проведення випробувань міцності ізоляції на силових кабелях та твердих діелектриках, за допомогою випрямленої напруги, змінної напруги та попереднього пропалювання дефектної ізоляції силових кабелів. У разі виникнення пошкоджень у муфтах або запливаючих пробоїв ізоляції, стає недостатньою величина пробивної напруги блоків, що пропалюють. При використанні установки АІП-70 можна підвищити напруги до стану пробою і при цьому знизити рівень опору до значення, при якому буде можливим використання більш потужного блоку, що пропалює.

АПАРАТ ПРОЖИГА КАБЕЛЯ АПУ 1-3М

Апарат пропалювання кабелю АПУ 1-3М призначений для пропалювання дефектної ізоляції у разі необхідності виявлення місця ушкодження шляхом зниження рівня перехідного опору ізоляційного покриття.

Ізоляційне покриття у місці передбачуваного ушкодження пропалюється до рівня, при якому можна буде скористатися більше точними методамивиявлення та розпізнавання дефектів. Цей апарат можна використовувати як у стаціонарних умовах, так і у складі пересувних електротехнічних лабораторій для випробування кабелю. Апарат АПУ 1-3М слід використовувати при низькій температурі довкілля. Прилад АПУ 1-3М добре підходить для експлуатації. промислових підприємствах, які мають в особистому використанні електричні сітіпід робочою напругою в діапазоні від 0,4 кВ до 10 кВ. Крім цього його часто використовують спільно зі стаціонарною установкою великого розподільного пристрою. Апарат пропалювання кабелю АПУ 1-3М виготовлений в Російської Федерації. Гарантійний строк обслуговування даного апарату – один рік.

Допустимий опір ізоляції кабелю

Для проведення контролю за технічним станом ізоляційного покриття кабелів, потрібно періодично проводити виміри рівня опору та порівнювати дані зі стандартами під різні типи ізоляції.

1. Для абонентських, кабельних ліній зв'язку необхідно використовувати норми опору, описані в ОСТ 45.82-96
2. Для телефонних ліній зв'язку необхідно використовувати норми опору, описані в ОСТ 45.36-97;
3. Для ЛЕП необхідно використовувати норми опору, які описані в ОСТ 45.01-98;
4. Для кабельних ліній зв'язку з металевими жилами всередині необхідно використовувати норми опору, які описані в ОСТ 45-83-96.

Допустимий рівень опору ізоляційного покриття кабелю повинен бути на рівні не менше 100 кОм-км. Для елементів кабельних ліній ГТС передбачені такі норми електричного опору:

• між жилами кабелю опір становить 10000 МОм-км;
• між жилами кабелів телефонних ліній опір становить 1000 МОм-км;
• між заземленням і екраном опір становить 5 МОм-км;
• між екраном і бронею опір становить 5 МОм-км;

Якщо під час перевірки стану ізоляційного покриття виявлено відхилення рівня опору заданим значенням потрібно, перевірити ізоляцію по всьому силовому кабелю.

3. ПРОПАЛЕННЯ ІЗОЛЯЦІЇ В МІСЦІ ПОШКОДЖЕННЯ

3.1. Вимоги до методики та основні етапипроцесу пропалювання

Основним призначенням пропалювання дефектної ізоляції є зниження перехідного опору у місці дефекту, що дозволяє застосовувати методи, що забезпечують швидке та точне ЗМЗ. Для більшої частини ефективних методів ЗМЗ потрібно, щоб перехідний опір у місці пошкодження було знижено до десятків або навіть часток одиниць Ома. Крім того, для найрезультативнішого застосування індукційного методу дуже бажано «перевести» однофазне пошкодження у двофазне. Все це досягається шляхом пропалювання ізоляції в дефектному місці за допомогою спеціальних установок.

Пропалювання проводиться за рахунок енергії, що виділяється в каналі пробою. При цьому відбувається обвуглювання ізоляції у місці пошкодження та зниження перехідного опору. Слід зазначити, що пропалювання також дозволяє безпосередньо і просто виявляти пошкодження в кінцевих обробках і на розкритих кабелях нагрівання, появи диму і запаху гару.

Вартість, габарити та маса пристрою для пропалювання є визначальними для всього комплексу апаратури, що використовується в процесі пошуку місць пошкодження кабелів. На пропалювання припадають найчастіше і основні складові витрат праці та часу при ЗМП кабелів. Методи та пристрої для пропалювання повинні задовольняти такі вимоги:

1) забезпечувати обвуглювання та руйнування ізоляційного матеріалу в місці пошкодження. Крім того, для застосування більшості методів ЗМЗ (імпульсних, індукційних і т. д.) необхідно створення провідного містка за рахунок виплавлення металевих частинок з жили та оболонки та зниження перехідного опору до одиниць та часток Ома. Для застосування ж акустичного методу необхідно зруйнувати провідний місток або виключити його утворення;

2) надавати мінімальний вплив на неушкоджену ізоляцію;

3) передбачати мінімальні значення капітальних та експлуатаційних витрат;

4) мати мінімальні габарити та масу;

5) забезпечувати безпечні умовиексплуатації. Як буде видно з подальшого, оптимальний режимпропалювання реалізується при послідовному чергуванні щаблів пропалювання. Кожен ступінь повинен забезпечувати виділення максимальної енергії за мінімальний час у пошкодженому місці ізоляції та забезпечувати найвищий ККД пропалювання.

де Wпр - енергія, що виділяється у місці пошкодження; Wп – втрати енергії в елементах схеми.

Основним видом ізоляції силових кабелів є паперово-масляна ізоляція. Ряд характерних властивостей цієї ізоляції викликає необхідність у створенні спеціальних пристроїв, що забезпечують більш-менш тривале виділення енергії в місці пошкодження. У інших видах ізоляції (поліетилен, полівінілхлорид тощо) умови пропалювання істотно легші. Тому розглянемо пропалювання паперово-масляної ізоляції. Ізоляція трижильних кабелів напругою 1...10 кВ повинна відповідати таким вимогам:

Товщина ізоляції жили кабелів 35 кВ з окремо освинченими жилами становить 9…11 мм.

Ізоляція складається зі стрічок кабельного паперу завтовшки
0,12 мм (рідше 0,17 мм) і шириною близько 15 мм, що накладаються з зазором 0,2 ... 0,3 мм таким чином, щоб черговий шар перекривав зазори попереднього. Наприклад, ізоляція жил кабелю
6 кВ складається з 18...20, а поясна - з 7...8 стрічок. Для надання кабелю жорсткої округлої форми перед накладанням металевої захисної оболонки використовують паперові заповнювачі. Паперова ізоляція під вакуумом просочується маслоканіфолевим складом.

Електрична міцність неушкодженої ізоляції кабелю
6 кВ становить 200...250 кВ, випробувальна постійна напруга - 35...40 кВ. Тому ушкоджуються в переважній більшості випадків явно дефектні місця, причому довжина дефектної ділянки вимірюється частками міліметра, рідше міліметрами. Початковий пробій кабельної ізоляції лише іноді носить характер радіального, тобто проходить по найкоротшому шляху між житловою та оболонкою або між жилами. Оскільки напруженість електричного поля в кабелі має як радіальну, так і тангенціальну складову, шлях пробою зазвичай істотно довший за коротку відстань між електродами. При пробої за рахунок теплової енергії відбувається розкладання просочувального складу, що супроводжується газовиділенням. При цьому, з одного боку, витісняється просочувальний склад з траси пробою, що знижує електричну міцність, з іншого боку, піднімається тиск у порожнинах, що утворюються, що підвищує цю міцність. Після пробою тиск знижується і порожнина починає заповнюватися просочуючим складом. Внаслідок цього повторний пробій у порівнянні з першим відбувається зазвичай при дещо меншій напрузі. При жирному просоченні напруга пробою може навіть трохи підвищитися. Рух частинок маси сприяє також деякому усунення траси пробою. Багаторазове повторення пробоїв призводить до утворення більш менш стійкого розрядного каналу. Цю стадію процесу доцільно назвати початковим етапом пропалювання.

Місце ушкодження цьому етапі можна представити схемою заміщення, зображеної на рис. 3.1, а, де З- ємність кабелю; Рр - розрядник, напруга пробою якого відповідає напрузі пробою розрядного каналу; rд - опір, що умовно відображає виділення активної енергії при розряді ємності кабелю на розрядний канал; U o та rо - напруга та внутрішній опір джерела, підключеного до КЛ.

Рис. 3.1. Схема заміщення КЛ на різних етапах пропалювання

ушкодженої ізоляції: а, б, в- Початковий, проміжний

та заключний етапи відповідно

Як показують дослідження, при пробої, опір каналу значно менше хвильового опору кабелю. Тому після пробою ізоляції зарядженого кабелю відбувається процес коливального розряду із витратами енергії на активні втрати у розрядному каналі та кабелі. Коефіцієнт згасання силового кабелю a = (2,5 ... 5) 10 -4 з 1/2 / км. З урахуванням зазначеного значення a та досвідчених даних практично повне згасання процесу коливального розряду для кабелів довжиною від 0,1 до 5 км.

настає через 50...300 мкс. Активними втратами в жилах та ізоляції кабелю управляти неможливо, але в схемі заміщення ту частину активної енергії, що виділяється в розрядному каналі, можна завжди еквівалентувати втратами в такому опорі rп, при розряді ємності на яке виділиться стільки ж тепла, скільки в дійсних умовах.

При досить тривалому повторенні пробоїв розкладання просочувального складу поблизу розрядного каналу призводить до осушення прилеглої до нього області, що викликає обвуглювання стінок каналу. Схема заміщення при цьому проміжного етапу пропалювання наведено на рис. 3.1, б, де rш - опір, що шунтує розрядний канал; rе = rпро rш/( rпро + rш) – еквівалентний опір схеми. У міру обвуглювання стінок каналу та прилеглої області ізоляції значення опору rш знижується. При пропалюванні на проміжному етапі використовуються енергія розряду та тепло, що виділяються у опорі rш (в обвугленої ізоляції).

Подальше обвуглювання призводить до припинення розрядів та утворення більш менш стійкого провідного містка. Схема заміщення для цього заключного етапу пропалювання представлена ​​на рис. б, де rп, м - опір провідного містка між житловою та оболонкою (або між двома жилами) кабелю.

Для використання індукційного методу визначення місця ушкодження, як зазначалося, потрібне зниження значення rп, м до одиниць і навіть часток одиниці Ома. Для задоволення останньої вимоги недостатньо повного обвуглювання каналу. Необхідно створення не вугільного, а металевого провідного містка між житловою та оболонкою кабелю (або між двома жилами). Це досягається за рахунок виплавлення з поверхонь жили та оболонки металевих частинок, що поступово заповнюють розрядний канал. Виплавлення відбувається при струмах кілька десятків ампер.

3.2. Пропалювання ізоляції від джерела постійного

напруги

Ідеальне джерело постійної напруги. Аналіз зручно проводити з допомогою схем заміщення, представлених на рис. 3.1. На початковому етапі пропалювання (рис. 3.1, а) процес протікає в такий спосіб. Від джерела U o ємність кабелю заряджається з постійного часу r o З. Напруга, прикладена до ізоляції, змінюється за законом:

(3.2)

до напруги пробою Uпр розрядного каналу (розрядника). Після пробою ємність кабелю розряджається через дефект. Приблизно (без урахування індуктивності кабелю) можна записати:

. (3.3)

Внутрішній опір джерела становить коми, а частіше - багато десятків ком. Опір rп< 50 Ом, поэтому rпро > rп і заряд ємності кабелю відбувається набагато довше, ніж розряд. Зміна напруги в місці пробою в початковий період пропалювання показано на рис. 3.2, а. У ланцюзі джерела живлення протікає струм

У місці пробою протікає струм

. (3.5)

У початковий період пропалювання напруга пробою мало відрізняється від ЕРС джерела. Нехай для певності Uпр =
= 0,99Uо. Тоді згідно з рівнянням напруга, прикладена до ізоляції, досягає напруги пробою розрядного каналу через час. t’= 5 r 0 З.

За один цикл заряду джерело витрачає енергію

. (3.6)

Частина її перетворюється на тепло, що виділяється у внутрішньому опорі джерела:

, (3.7)

а частина витрачається на заряд ємності кабелю

. (3.8)

З останнього виразу випливає, що незалежно від опору джерела обидві ці частини енергії рівні один одному. Енергія, запасена при заряді, в процесі розряду переходить у тепло практично за час t” ³ 5 rп З. Дійсно, з урахуванням значення iпр

. (3.9)

Отже, при безиндукционном джерелі на початковому етапі процесу пропалювання корисно використовується трохи більше половини енергії джерела, т. е. ККД (h) становить близько 50 %.

Аналогічно при Uпр = 0,9 U o отримуємо t" = 2,2rпро Зта h = 44,4 %. Період повторення розрядів на початковому етапі пропалювання визначається внутрішнім опором джерела та ємністю кабелю і становить (3…5) rпро З. Час розряду набагато менше періоду повторення.

Ставлення часу заряду до часу розряду називають шпаруватістю, що визначається як

Якщо прийняти перехідний опір у момент пробою
rп = 30 Ом, то для установки із внутрішнім опором r 0 =
= 300 кОм шпаруватість l = 10 4 , тобто лише одну десятитисячну частину часу процесу пропалювання відбувається виділення енергії у місці пробою. Іншими словами, у цих умовах активна частина процесу становить приблизно 1 с за 3 год пропалювання.

У процесі повторення пробоїв відбувається поступове обвуглювання розрядного каналу та прилеглих до нього ділянок ізоляції. Це призводить до зниження розрядної напруги. При тому самому джерелі пропалювання збільшується частота пробоїв (рис. 3.2, б). Нехай Uпр = 0,43 Uо, тоді час t’ = r 0 Зі частота пробоїв збільшується у 3-4 рази. Обвуглювання стінок розрядного каналу призводить також до зниження його опору, яке стає порівнянним із внутрішнім опором джерела, і початковий етап пропалювання вже переходить у проміжний (рис. 3.1, б).

Напруга на розряднику:

. (3.11)

Бувай rш >> r 0 процес пропалювання мало відрізняється від описаного вище. Коли шунтуючий розрядний канал опір стає порівнянним з r 0 слід зважати на два явища. З одного боку, перебіг струму через стінки розрядного каналу супроводжується виділенням суттєвої частини енергії, що йде на подальше обвуглювання ізоляції. З іншого боку, максимальна напруга на розрядному каналі знижується і при тому джерелі може виявитися нижче розрядної напруги. Справді, наприклад, при rш = 0,2 r 0 напруга на розрядному каналі знижується у 6 разів.

У умовах ККД пропалювання починає істотно знижуватися. За відсутності розрядів у встановленому режимі ККД складе

. (3.12)

В разі rш = 0,2 r 0 значення H = 166%. Єдиним способом підвищення ефективності пропалювання є зменшення внутрішнього опору джерела, тобто заміна джерела пропалювання. При rш = r 0 значення H = 50%. Крім того, максимальна напруга на розрядному каналі збільшується до U 0/2. Якщо це значення виявляється вище напруги пробою каналу, виникають розряди, а отже, ККД пропалювання додатково зростає.

З викладеного випливає необхідність зміни параметрів джерела пропалювання в процесі самого пропалювання, оскільки виконання джерела високої напруги з малим внутрішнім опором утруднене через велику масу такого джерела. Практично після зниження напруги розряду, забезпеченого установкою високої напруги з великим внутрішнім опором, слід підключити інше джерело з меншою напругою і меншим внутрішнім опором. У цьому зростає ККД пропалювання і зменшується шпаруватість розрядів, т. е. процес пропалювання прискорюється.

Подальше руйнування ізоляції при пропалюванні призводить до припинення розрядів та утворення у місці пошкодження щодо стійкого провідного містка. Схема заміщення цього заключного етапу пропалювання показана на рис. 3.1, в. Проаналізувавши цей етап аналогічно до попереднього, отримаємо

. (3.13)

Залежність графічно представлена ​​рис. 3.3.

Рис. 3.3. Залежність ККД пропалювання від відносної провідності

розрядного каналу

Ідеальне джерелоіз послідовно включеною індуктивністю. Для підвищення ефективності пропалювання на постійному струмізапропоновано включати дросель між джерелом постійної напруги U o та пошкодженим кабелем. Схема пропалювання для даного випадку показана на рис. 3.4.

Рис.3.5.Зміна напруги на кабелі та струму в контурі

у схемі рис. 34: а- b > w; б- b< w о

Найбільш ефективний для пропалювання коливальний режим, тому що в цьому випадку (рис. 3.5, б) напруга на кабелі може досягати подвійної напруги джерела, причому напруга змінюється з частотою , з цією ж частотою змінюється струм у контурі

, (3.14)

, (3.15)

де – власна частота контуру; b = r o /2 L- Декремент згасання; a = arcsin b/w 0 . Втрати у такому контурі:

, (3.16)

а енергія пропалювання приймається рівною енергії, що запасається ємністю,

. (3.17)

Вираз для ККД пропалювання можна представити у такому вигляді:

. (3.19)

Напруга на кабелі досягає найбільшого значення на момент w t m= p+a, тоді вираз після перетворень матиме вигляд

. (3.20)

Для реальних установок добротність контуру (рис.3.4, б)
Q o = w 0 L/r o >> 5. У цьому випадку a< 6°, a Wп* £0,177. Відповідно ККД пропалювання h ³ 84%.

Рис. 3.6. Принципові схемипропалювання ізоляції за допомогою

випрямляльних установок: a- однонапівперіодне випрямлення;

б- двонапівперіодне випрямлення; в- Трифазне випрямлення;

г -трифазне випрямлення із послідовно включеним дроселем

З підвищенням добротності контуру до десяти ККД збільшується до 92% (за відсутності дроселя максимальний ККД не перевищує 50%). Розряди слідуватимуть через час t m»p/w = = 1/(2 f). Якщо частота коливань f= 50 Гц, то t m£ 0,01 с, тобто e. пропалювання буде ефективним.

Принципова схема пропалювання ізоляції за допомогою випрямляльних установок показана на рис. 3.6. При пропалюванні дефектної ізоляції кабелів від випрямляльних установок необхідно враховувати індуктивність розсіювання живильного трансформатора.

3.3. Пропалювання ізоляції на змінній напрузі

Нерезонансне пропалювання (рис. 3.7) проводиться за допомогою підвищуючого трансформатора, вторинна обмотка якого приєднується безпосередньо до пошкодженої жили та оболонки (або іншої пошкодженої жили), а первинна - до мережі промислової частоти.

На рис. 3.7: Трп - трансформатор, що підвищує; Lі r 0 - індуктивність розсіювання та активний опіртрансформатора Трп, наведені до вторинної обмотки; З- ємність КЛ; rп - перехідний опір розрядного каналу; LДо і rК - індуктивність та активний опір кабелю; rп,м - опір провідного містка у місці дефекту.

Рис. 3.7. Схеми нерезонансного пропалювання:

a- Важлива; б- заміщення для початкового та;

в- заключного етапів

Амплітуда напруги на кабелі (розрядник Рр)

, (3.21)

де w = 2p f- Кругова частота; I max - амплітуда струму в LCr o-контурі (рис. 3.7, б).

Значна питома ємність силових кабелів призводить до потреб споживати великі струми. I max для забезпечення достатньої напруги U c, max.

Так, трансформатор напругою U max = 50 кВ при L =
= 200 Гн та r 0 = 10 ком забезпечить на трижильному кабелі 6 кВ перетином 70 мм 2 та довжиною 3 км напруга U c ,max = 2,66 кВ, що становить лише 5,3 % напруги джерела при споживанні потужності20 кВ. А.

Для кабелів довжиною понад 0,5 км нерезонансне пропалювання на початковому етапі абсолютно непридатне. Для коротких кабелів може бути виправдано лише за відсутності випрямлячів. Від того ж трансформатора, що й у попередньому прикладі, на кабелі того ж типу, але завдовжки 0,4 км можна забезпечити близько 50% напруги джерела при споживанні 27 кВА.

Практично при пропалюванні на змінному струміспочатку повільно за допомогою регулювальних пристроїв піднімають напругу на первинній обмотці пропалюючого трансформатора. Тому до першого пробою напруга на розрядному каналі можна розглядати як таке, що встановилося. Перший пробій відбувається в момент, що відповідає наближенню напруги на розрядному каналі до максимального. Розряд за характером та тривалістю відповідає розглянутому вище випадку при аналізі схеми рис. 3.1.

Повторні процеси заряду ємності кабелю після швидких розрядів відбуваються аналогічно до процесу включення rLC-ланцюги на синусоїдальна напруга.

На вимушену синусоїдальну складову напруги з частотою w накладаються ще дві вільні складові. В разі rпро ³ 2Ö L/Cвони мають аперіодичний характер з різними постійними часами. При rпро< 2ÖL/Cколивальні складові з частотою w о = Ö1/ LC - r o /4 L 2 зсунуті між собою по фазі на деякий кут a, але згасають з однакової постійної часу.

Максимальна напруга на розрядному каналі залежить від моменту включення (моменту попереднього пробою) та співвідношення між частотами w та w о.

У тих випадках коли w >> w о, виникають перенапруги та ймовірність пробою розрядного проміжку збільшується.

Зниження частоти w за інших рівних умов збільшує шпаруватість розрядів. Якщо до цього додати практичну неможливість забезпечення стабільного значення кута a, що відповідає значним перенапруженням, стає очевидною недоцільність нерезонансного пропалювання на початковому етапі пошкодження ізоляції.

На заключної стадіїпроцесу пропалювання (рис. 3.7, в), коли пошкоджена ділянка ізоляції є провідним містком, умови для пропалювання на змінному струмі покращуються. У цьому задовольняється співвідношення

Коефіцієнт корисної дії при пропалюванні можна вважати рівним відношенню активної потужності Pпм, що виділяється у місці пошкодження, до сумарної активної потужності Рå джерела

. (3.23)

Зазвичай вдається забезпечити h = 20 ... 40%. Умова для кабелів довжиною понад 0,3 км.< 100 Ом, а для кабелей длиной более 2 км - при < 15 Ом.

Нерезонансне пропалювання доцільно використовувати лише на останньому етапі пропалювання ізоляції КЛ обмеженої протяжності.

Резонансне пропалювання на промисловій частоті.Використання явища резонансу на промисловій частоті для пропалювання дефектної ізоляції кабелів було запропоновано. У нашій країні цей спосіб почав застосовуватися з 1960 року. При резонансному способі пропалювання ємнісний опір кабелю компенсується зовнішнім індуктивним опором, що дозволяє значно знизити потужність джерела, а при послідовному включенні індуктивності - значення напруги живлення. При роботі резонансних установок у міру зниження перехідного опору в місці пошкодження відбуваються шунтування ємності кабелю та часткове розлад резонансного контуру, внаслідок чого напруга на кабелі зменшується. Коли виникає стійкий провідний місток, то резонансний контур повністю засмучується. При цьому струм через місце пошкодження різко зменшується, а провідний місток, що виникає, не руйнується.

Максимальна резонансна напруга не повинна перевищувати випробувального змінного напруги, наприклад 16...25 кВ, що застосовується на кабельних заводах для випробування ізоляції силових кабелів з робочою напругою 6...10 кВ відповідно.

Резонансні установки, що використовуються для пропалювання дефектної ізоляції кабелів, можна розділити на дві характерні групи: резонансні трансформатори та установки з дроселями, що регулюються. Резонансні трансформатори можуть працювати в режимах резонансу струмів та резонансу напруги. Установки з регульованими дроселями також працюють у першому або другому з названих режимів, але при послідовному або паралельному підключеннідроселя до кабелю, що пропалюється. Нижче буде розглянуто роботу в цих режимах.

Спосіб резонансу напруги. Повна схема заміщення установки для пропалювання, що працює в даному режимі, наведено на рис. 3.8, а. На схемах рис. 3.8 вказано: rм – активний опір дроселя; L- індуктивність дроселя, rст - активний опір, що враховує втрати сталі дроселя; З- ємність КЛ (і баластного конденсатора); rдо - активний опір, що враховує втрати у пошкодженому кабелі; rп - перехідний опір у місці ушкодження на момент розряду; В- ключ, що замикається при u c = Uпр (імітує пробою); u- синусоїдальна напруга на затискачах вторинної обмотки живильного трансформатора; U - чинне значеннятого ж напруги.

Рис. 3.8.Схеми заміщення та векторна діаграма для встановлення, що працює в режимі резонансу напруг:

а, б- схеми заміщення; в- Векторна діаграма

Повна розгалужена схема заміщення (рис. 3.8, а) наведена до послідовної еквівалентної схеми(Рис. 2.28, б) з наступними параметрами:

; (3.24)

; (3.25)

. (3.26)

Тоді напруга на кабелі

. (3.27)

У разі резонансу власна частота контуру дорівнює частоті напруги, тобто.

. (3.28)

При цьому w Lе = 1/(w Зе) і струм у ланцюзі збільшується до I = U / rе. Векторна діаграмапри резонансі напруги дана на рис. 3.8, в.

Якщо користуватися поняттями характеристичного опору r = Ö Lе/ Зе = l/w Cе = w Lе та добротності Q = r/r е контуру, то можна записати

Реактивна та активна потужністьу контурі пов'язані через добротність

т. е. добротність одна із основних параметрів, визначальних роботу резонансної установки.

Як показано:

, (3.30)

де rш - шунтуючий опір стінок розрядного каналу (має бути включено до схеми рис. 3.9, апаралельно опору rк).

На рис. 3.9 показані залежності добротності всього контуру пропалювання від ємності кабелю С та опору rш (відносини rш /r) при власній добротності дроселя Qд = 25. При зміні відношення rш /r від 10 до 1 добротність контуру зменшується майже в 10 разів і резонансне пропалювання переходить у пряме випалювання від джерела, що живить резонансний контур. Однак при шунтуючих опорах rш = r потужність, що виділяється в каналі, виявляється недостатньою. Зазначеною обставиною можна пояснити мале поширення резонансних пристроїв там.

Рис. 3.9. Залежність добротності резонансного контуру

від шунтуючого опору ( а) та ємності кабелю ( б)

На рис. 3.10 показані криві зміни напруги на кабелі у різних режимах роботи резонансної установки.

Спосіб резонансу струмів.Повна схема заміщення установки, що працює в режимі резонансу струмів, наведено на рис. 3.11, а,де прийнято такі ж позначення, як і на рис. 3.8, а. Для резонансного трансформатора, що працює в режимі резонансу струмів, L = Ls 2 +Lм - індуктивність, обумовлена ​​потоком розсіювання вторинної обмотки та потоком взаємоіндукції; і = uм - напруга, створювана у вторинній обмотці потоком взаємоіндукції. Повну розгалужену схему заміщення (рис. 3.11, а) приведемо до паралельної еквівалентної (рис. 3.11, б). Еквівалентний опір rе ", що враховує втрати в паралельному резонансному контурі, визначається як

, (3.31)

rі - складова, яка залежить від активних втрат в ізоляції; rш - активний опір, що шунтує розрядний канал.

Для паралельного резонансного контуру напруга на ємності дорівнює напрузі джерела живлення. При цьому ємнісний струм Iс = Ubз перевищує повний струмтрансформатора:

, (3.32)

де g = 1/rе.; b L= 1/w L; b C= 1/w C- відповідно активна, індуктивна та ємнісна провідності контуру.

Як показано раніше, вираз добротності у разі резонансу струмів збігається з виразом для послідовного контуру. Енергетичні та часові співвідношення при резонансі струмів також аналогічні співвідношенням при резонансі напруги. Хоча схеми однакові з погляду процесу пропалювання, режими роботи трансформаторів, що їх живлять, істотно відрізняються. При резонансі напруги з пробоєм ізоляції трансформатор переходить з режиму нормального навантаження в режим х.х. При резонансі струмів із пробоєм ізоляції трансформатор перетворюється на режим КЗ, який поступово повертається у нормальний режим (у міру розгойдування контуру). Це істотно знижує ККД резонансної установки, що працює в режимі резонансу струмів.

Порівняльна оцінка систем припікання. Як зазначалося вище, задля забезпечення необхідного перехідного опору у місці пошкодження кабелю застосовуються різні системи пропалювання. Під системою пропалювання маються на увазі не окремі пристрої, а сукупність методів і засобів, що забезпечують кінцевий результат пропалювання (від одиночних розрядів до стійкого провідного металевого спаю).

Наведені вище співвідношення дозволяють об'єктивно оцінити будь-які з розглянутих систем пропалювання, провести кількісну оцінку різних варіантів та вибрати найефективніший. Необхідно відзначити, що ККД пропалювання не тільки відображає ступінь використання електроенергії, що споживається з мережі (це в цілому ряді випадків несуттєво), але, в першу чергу, показує, яка частина енергії виділяється в місці пошкодження і яка - в самій установці. Остання складова енергії визначає масу і розміри установки. Потужність пропалювання насамперед характеризує швидкість процесу, т. е. визначає продуктивність праці при виявленні місць ушкодження.

Рис. 3.10.Криві зміни напруги на кабелі при резонансному

пропалюванні: а- увімкнення при точному налаштуванні та б- під час розладу контуру: в- режим пропалювання

Рис. 3.11. Схеми заміщення та векторна діаграма

для установки, що працює в режимі резонансу струмів:

а, б- схеми заміщення; в- Векторна діаграма

Найбільш ефективно пропалювання від ідеального джерела постійної напруги із послідовно включеною індуктивністю. Тут у широкому діапазоні пробивних напруг забезпечується високий ККД пропалювання. У реальних умовах роль ідеального джерела постійної напруги грає потужний ємнісний накопичувач енергії з трифазною установкою, що випрямляє.

Через більш тривале накопичення енергії в дроселі установки постійного струму з індуктивним накопичувачем енергії менш ефективні, оскільки для них також потрібно комутаційна апаратура, розрахована на повну напругу пропалюючої установки.

Найгірші показники реальних установок випрямленої напруги (особливо однонапівперіодних) обумовлені тим, що накопичення енергії відбувається шляхом заряду ємності кабелю імпульсами струму у провідні частини періодів.

Пристрої змінного струму, у тому числі й резонансні, ефективні лише за знижених значень відносної пробивної напруги. У умовах вони можуть конкурувати з однополуперіодними випрямлювальними установками.

Досвід експлуатації переконливо підтверджує наведені вище теоретичні висновки. Найбільший ефект дають пропалюючі установки, що використовують трифазне, а також двонапівперіодне випрямлення. Установки зі спеціальною послідовно включеною на виході котушкою індуктивності, запропоновані в поки серійно не випускаються. Роль котушки індуктивності до певної міри грає індуктивність розсіювання трансформатора випрямляча. Це стосується потужного джерела без спеціальної батареї накопичувальних конденсаторів.

Пропалювання постійному струмі застосовують як у Росії, і там. У Росії її результати використання резонансних установок гірше, ніж трифазних і двухполуперіодних випрямляльних пристроїв.

Досвід застосування установок з індуктивним накопичувачем ще малий. Завданням найближчого майбутнього є випуск серійних пристроїв постійного струму з трифазним випрямлячем та послідовним дроселем.

3.4. Режими та прийоми пропалювання

Допустимі напруги при пропалюванні паперово-масляної ізоляції.Для правильного виборумаксимальних напруг та режимів пропалювання велике значеннямають можливі перенапруження на непошкодженій ізоляції. Електрична міцність справних кабелів з паперово-масляною ізоляцією у багато разів перевищує робочу напругу.

Початкова іонізація у слабонерівномірному електричному полідля паперово-масляної ізоляції виникає при напруженості Eн = 12 кВ/мм у разі напруги змінного струму та
Eн = 40 ... 60 кВ / мм при напрузі постійного струму. Початкова іонізація навіть на змінному струмі (100 сплесків за секунду) не буде небезпечною, і ізоляція з такою іонізацією може працювати тисячі годин. У разі постійного струму постійна час початкової іонізації - близько сотень секунд, тобто в тисячі разів менш інтенсивна. Критична іонізація, вплив якої навіть протягом часток секунди знижує напругу початкової іонізації, а за кілька секунд може призвести до пробою, у разі напруги змінного струму виникає при Екр = 30 кВ/мм.

Застосовувані в сучасних умовахрівні випробувальних напруг для кабелів 6 кВ становлять 40…50 кВ напруги постійного струму та 16 кВ напруги змінного струму. Розміри ізоляції (2,95 мм для кабелів 6 кВ) призводять до напруженостей, що в 2…3 рази менші, ніж відповідні початковій іонізації у справній ізоляції. Нижче наведено значення напруги, які можуть викликати початкову іонізацію для справних кабелів різних номінальних напруг:

Перевищення випробувальних напруг удвічі ще призводить до початкової іонізації. Якщо до цього додати, що напруга критичної іонізації на змінному струмі в 2,5 рази вище, ніж початкової, то можна зробити наступний важливий висновок: при напругах, які можуть виникнути в процесі пропалювання, не можна пошкодити справну ізоляцію кабелю. Інша справа з кінцевими обробками кабельних ліній. Наприклад, справна кінцева обробка кабельної лінії 6 кВ може бути перекрита поверхнею при випрямленому напрузі 60 ... 80 кВ. Крім того, на кабельній лінії в момент пропалювання одного дефектного місця може виникнути й інше, електрична міцність якого лише на кілька кіловольт вище за випробувальну напругу.

Одночасне відшукання двох і більше місць ушкодження значно складніше, ніж окреме. Тому доцільно обмежити максимально допустима напругапри пропалюванні величиною випрямленої напруги

де Uісп – випробувальна напруга.

Точне визначення відповідного цій величині змінної напруги важко. Однак орієнтовно можна прийняти

, (3.34)

де k- Коефіцієнт запасу, що враховує велику інтенсивність іонізації у разі змінної напруги.

При виборі значення kтреба мати на увазі таке. Під час пропалювання від джерела випрямленої напруги до ізоляції в період заряду практично прикладається не постійна, а монополярна змінна напруга, що порівняно повільно змінюється. Оскільки постійна часу заряду становить 0,05…1 с, то еквівалентна цьому процесу частота – від одиниць до десятка герц. Під час розряду фактично прикладається також змінна напруга у вигляді загасаючих коливань частотою від 20 кГц до 1 МГц тривалістю кілька періодів цих коливань. При пропалюванні джерела змінної напруги процес розряду ідентичний зазначеному вище, а частота заряду - 50 Гц.

Поблизу напруги початкової іонізації підвищення інтенсивності на порядок відповідає підвищенню напруги на кілька кіловольт. Тому орієнтовно приймемо k =
= 1,3 ... 1,4. Тоді для кабелів 6 кВ отримаємо:

Це значення приблизно вдвічі нижче напруги початкової іонізації і, отже, безпечно для неушкодженої ізоляції. Перевищення зазначених вище рівнів напруги при пропалюванні можна виключити за рахунок раціонального конструювання пропалювальних установок та правильного вибору режимів пропалювання.

На рис. 3.12 показана схема заміщення для початкового етапу пропалювання з живленням від джерела постійної напруги. Розглянемо, за яких умов на ємності кабелю (конденсатор З) можуть виникнути напруги, що перевищують U 0 . Однією з таких умов є коливання r 0 LC- Контур. Коливання виникають, якщо rпро< 2 ÖL/C.

Коливання контуру можна орієнтовно уявити також у вигляді r 0 £ (14 ... 100) ком. У реальних умовах це співвідношення часто виконується. Отже, при заряді напруга на ізоляції може становити (1,5…1,75) U 0 . Тому випробування ізоляції, а іноді і певну частину початкового етапу процесу пропалювання доцільно вести при включеному послідовно з джерелом резисторі rдоб, опір якого (десятки кому) має задовольняти умові

. (3.35)

Після зниження пробивної напруги до U 0 (l,4…l,6) резистор rдоб слід закоротити.

Рис. 3.12.Схема заміщення для аналізу перенапруг

у процесі пропалювання

Іншою причиною підвищення напруги на ізоляції може бути погасання дуги в місці пробою при значному позитивному напрузі на конденсаторі коливального розрядного СLп rп – контуру. Як показують випробування та багаторічний досвід експлуатації, дуга в місці пробою гасне, як правило, у момент наближення до нульового значення напруги на кабелі, тобто при пробої відбувається повний розряд. Але при «запливають» пробоях іноді, а не часто, як зазначено, наприклад, в , можуть виникнути специфічні умови. Вони полягають у тому, що дуга гасне при значній позитивній напрузі Uост на розрядному проміжку, а отже, і на конденсаторі З.
У повторному процесі (якщо він має коливальний характер) кабель зарядиться до ще більшої негативної напруги: - - Uпро -(+ Uзуп). Якщо пробивна напруга розрядного проміжку також зростає, а згасання дуги знову відбудеться в позитивний напівперіод власних коливань розрядного контуру, можливо подальше підвищення напруги на ізоляції.
У переважній більшості випадків сам розрядний проміжок виключає підвищення напруги, будучи обмежуючим розрядником.

Викладене вище дозволяє зробити такі висновки:

1. Як випрямну установку для першої частини початкового процесу пропалювання слід використовувати випробувальні установки з додатковим резистором опором в кілька десятків ком.

2. Максимальна напруга пропальних випрямляльних установок повинна бути не вище 0,5...0,7 Uісп.

3. Тривале пропалювання (більше 20 ... 30 хв), що не супроводжується суттєвим зниженням пробивної напруги, проводити не слід.

При пропалюванні за допомогою резонансних установок будь-яких типів максимальна напруга на кабельній ізоляції перевищує напругу на вторинній обмотці трансформатора Qраз ( Q- Добротність резонансного контуру). Отже, амплітуда вихідної напруги трансформатора резонансної установки має задовольняти умові

Прийоми пропалювання.Узагальнення досвіду роботи інженерів та майстрів, що спеціалізуються на пропалюванні ізоляції КЛ з метою визначення місця ушкодження, підкріплене детальним аналізом процесу пропалювання, дозволяє рекомендувати низку прогресивних прийомів ведення цього процесу.

Чергування щаблів пропалювання. У процесі пропалювання необхідно в міру зниження напруги пробою переходити на наступний ступінь пропалювання. Як тільки за параметрами установки можна включити на паралельну роботу (або окремо) більш потужний щабель, це треба негайно виконувати. Під більш потужною щаблем розуміється установка з меншим внутрішнім опором та більшим струмом.

Найчастіше перехід більш потужну ступінь пропалювання призводить спочатку до «запливанню», т. е. до підйому пробивного напруги. При цьому слід повернутися до попереднього ступеня вищої напруги, а потім після зниження напруги пробою переходити на наступний ступінь.

"Затримуватися" на будь-якому ступені недоцільно. Річ у тім, що «запливання», тобто. притікання в розрядний канал просочення із сусідньої з каналом області ізоляції обмежене, а пропалювання до малих опорів без захоплення та осушення певного обсягу прилеглої ізоляції неможливе. При постійних порціях енергії, що подається в розрядний канал, процес захоплення сусідніх ділянок ізоляції протікає повільніше, ніж при чергуванні щаблів.

Рекомендується на проміжному етапі пропалювання створювати послідовно з розрядним каналом дугу на штанговому перемикачі установки. Для цього необхідно ізольованою від високої напруги штангою при включеній установці повільно розмикати вимикач, злегка змінюючи відстань між рухомим та нерухомим контактами, але не допускаючи згасання дуги.

Рис.3.13.Принципові схеми пропалювання:

а- для руйнування металевого спаю; б- для перекладу однофазного

замикання у двофазне; УВВ - випрямна високовольтна

встановлення; В- Випрямляч; Рр – розрядник; Зб - баластний конденсатор; ВГ - газотронний випрямляч

Руйнування металевого спаю.Якщо на КЛ було замикання на землю, тобто через місце пошкодження досить довго протікав струм 10 А і більше, то тут утворюється металевий спай між житловою і оболонкою. При деяких методах визначення місця пошкодження (наприклад, акустичному) цей спай зруйнувати. У багатьох випадках, хоча далеко не завжди, це досягається за допомогою пристрою, що живиться від випрямляча (рис. 3.13, а).

Значення ємності конденсатора Зб має бути не менше 1...1,5 мкФ, пробивна напруга розрядника Рр - близько
20 ... 25 кВ. Кидок струму при пробої розрядника в цьому випадку досягає сотень ампер і під дією динамічних зусиль спай у кабелі може бути зруйнований. Повторення пробоїн для руйнування спаю слід вести 10...20 хв. Якщо цей час не вдається досягти бажаного результату, то подальші спроби недоцільні.

Переклад замикання жили на оболонку у замикання між жилами.Застосування індукційного методу дає хороші результати при знайденні місць замикання між жилами трьох-або чотирижильного кабелю. Досить часто в Московській кабельній мережі Мосенерго однофазне замикання кабелю 6…10 кВ вдається перевести в міжжильне шляхом застосування методики пропалювання, запропонованої В. М. Бронштейном. Схема ланцюга пропалювання показана на рис. 3.13, б.

У період пропалювання ізоляції жили А за допомогою випрямляча ВГ, що забезпечує напругу 5...10 кВ та струм 1...3 А,
до цієї жили через розрядник Рр підключають імпульсну установку, що складається з ємності двох непошкоджених жил Ві Зщодо оболонки, баластного конденсатора Cб (необов'язковий) та випрямляча високої напруги УВВ (на повну випробувальну напругу).

Ємність періодично заряджається до напруги пробою розрядника Рр, яке встановлюється рівним 20 ... 25 кВ, і імпульс струму розряду руйнує струм, що утворюється під впливом від випрямляча ВГ, що проводить місток в розрядному каналі. Періодичне створення та руйнування провідного містка збільшує обсяг руйнування ізоляції. Напруга на інших жилах кабелю в перехідному режимі збільшує можливість переходу пробою з цих жил на пошкоджену. У разі виникнення пробою неможливо підняти напругу від установки УВВ і припинити спрацювання розрядника. Однофазне замикання вдається перевести в міжфазне не завжди.

Пропалювання ізоляції для ЗМУ акустичним методом. Для застосування акустичного способу пошуку МП типу жила - оболонка потрібно обмежувати струм пропалювання. При струмах через МП більше кількох ампер можливе металеве спаювання жили з оболонкою, що виключає застосування акустичного методу. Руйнування ж металевого спаю, як зазначено вище, можливо далеко не завжди. Тому при використанні акустичного методу ЗМП останні щаблі пропалювати не слід. З іншого боку, доцільно обмежуватися лише першим ступенем пропалювання, оскільки зі збільшенням обсягу руйнування ізоляції збільшується частина енергії розряду, що створює акустичний ефект.

« Запливаючі» пробої. Якщо повторення пробоїв протягом десятків хвилин не призводить до зниження пробивної напруги, то можна зробити висновок, що пробій відбувається в сполучній муфті (набагато рідше подібні явища виникають в кінцевих муфтах). Спочатку необхідно переконатися візуальним оглядом, що немає пошкодження кінцевої обробки (муфти) на протилежному місці підключення установки кінці КЛ. Після цього слід припинити пропалювання та визначати МП комбінацією коливального та акустичного розрядів.

3.5. Пересувні установки для пропалювання

В даний час установки, що використовуються в кабельних мережах для ЗМУ, монтуються на шасі мікроавтобусів або стандартних автобусів. Основний обсяг установок займають пристрої для пропалювання дефектної ізоляції та створення іскрового розряду при акустичному методі ЗМЗ.

У цих пересувних установках розташовані прилади для неавтоматичної локації, прилади, що використовують метод коливального розряду, індукційні кабелешукачі та універсальні приймачі (для індукційного та акустичного пошуку), прилади для контактного методу. Установки оснащені спеціальними барабанами для приєднання до жил вимірювального кабелю, контуру заземлення, мережі живлення 380 або 220 В. Є також комутаційна та керуюча апаратура та вимірювальні прилади контролю режимів випробування та пропалювання.

У пересувних установках забезпечуються умови безпеки за допомогою блокувальних контактів, огорож та інших засобів. Переважна більшість пропальних пристроїв забезпечує пропалювання випрямленим струмом. При цьому обов'язково застосовується кілька ступенів напруги та струму. На останніх щаблях, тобто сходинках низької напругиіноді використовують змінний струм (нерезонансне пропалювання) промислової або підвищеної (близько 1000 Гц) частоти.

Широко використовується паралельна робота двох щаблів пропалювання, коли перехід на наступний щабель здійснюється автоматично.

Наведемо дані ряду марнотратних установок. Установка для пропалювання ізоляції кабелів типу ВТ5000 фірми Seba dynatronic (ФРН) має шість ступенів пропалювання на випрямленому струмі.

Напруга, кВ

Рис. 3.14. Схема паралельної роботи двох пропалювальних установок:

1 - Вимикач; 2 - діодний стовп; 3 - Встановлення HPG70;

4 - Установка ВТ5000

Вихідна потужність на кожному ступені - близько 7 кВ·А. Установки ВТ5000 і HPG70 на 70 кВ струм 0,05 А можуть використовуватися паралельно за схемою, наведеною на рис. 3.14. Вимикач 1 вимкнено. Діодний стовп 2 виконаний на повну напругу (70 кВ) установки 3 і на максимальний струм (110 А) установки 4 . Цей стовп забезпечує паралельну роботу обох установок. При пробої від високовольтної установки може відбуватися автоматичне підхоплення дуги установкою з великим струмом. Установка ВТ5000 має шість швидкодіючих електромагнітних перемикачів ступенів пропалювання. При стійкому режимі пропалювання від установки ВТ5000 вмикається вимикач.

Фірма Baltou (Бельгія) випускає пропалювальну установку типу EDC6000. Установка має чотири ступені пропалювання на випрямленій напрузі 24, 12, 6, 3 кВ і один ступінь пропалювання на змінній напрузі 500 В. Тривала потужність пропалювання становить на постійному струмі 6 кВт на кожному ступені і 4,5 кВ А на змінному струмі . Живлення установки проводиться від мережі 220 ±22 В. Основним елементом установки є трансформатор з магнітно-шунтовим пристроєм, що забезпечує стабілізацію вихідного струму на всіх щаблях пропалювання. Трансформатор має дев'ять вторинних обмоток: вісім однакових для живлення мостового випрямляча (3 кВ);
0,25 А) і одну (500 В; 9 А) використовувану для пропалювання на змінному струмі. Вихідні ланцюги випрямлячів за допомогою перемикача з'єднуються послідовно, змішано та паралельно, забезпечуючи на виході установки напруги 24, 12, 6 та 3 кВ.

Потужність марнотратних установок на випрямленій напрузі (мало змінюється при переході від одного ступеня до іншого) для КЛ напругою до 15 кВ, що використовуються в Росії, Англії та США, становить 10 кВ А, у ФРН та Бельгії 5 ... 7 кВА. Досвід експлуатації та аналіз параметрів установок показує, що оптимальне значення потужності – 6…8 кВ-А. При цьому максимально повинні враховуватися наведені вище співвідношення, що зв'язують ККД і опір містка, що проводить в МП.

V
V V
V

(ВПУ-60 + МПУ-3 "Фенікс")

V
V

Підприємство «АНГСТРЕМ»постачає три типи :

1) Установки для випробування та пропалювання високовольтних кабелівз максимальною напругою 60-70 кВ, що використовуються як допоміжне обладнання на початкових етапах пропалювання.

2) Установки пропалювання з максимальною напругою 20-25 кВ, з декількома високовольтними та одним низьковольтним джерелом.

3) Установки допалу, призначені для руйнування металевого містка між житловою та оболонкою великими струмами(300 А) у разі однофазного замиканняна жилу.

При виборі тієї чи іншої моделі необхідно враховувати, як виробничі завдання, так і характеристики вже наявного обладнання та його сумісність із придбаним.

Приклад сумісності обладнання «АНГСТРЕМ» для пропалювання

Основні технічні характеристики пропалювальних установок компанії «АНГСТРЕМ»

Найменування обладнання	максимальне вихідна напруга, кВ	Максимальний вихідний струм, А	Кількість щаблів	Характеристики щаблів, кВ
	24	40	4	25; 5; 1; 0,3
Важливі параметри пропалювальних установок Складається з кількох високовольтних джерелта одного низьковольтного. Максимальні значення струму та напруги кожного джерела називають ступенями, їхня кількість може варіюватися від чотирьох до шести. У процесі пропалювання у міру зниження напруги пробою здійснюється перехід на наступний ступінь пропалювання. Як тільки за параметрами установки можна включити на паралельну роботу (або окремо) більш потужну щабель, вона включається в роботу. Під більш потужною щаблем розуміється установка з меншим внутрішнім опором та більшим струмом. Можливість безперервного пропалення Пропалювальні установки старого зразка використовували ручне перемикання щаблів оператором, що нерідко призводило до переривання горіння дуги, збільшувало час пропалювання і створювало можливість для «запливання» пробоїв. забезпечені автоматичними системамиперемикання ступенів пропалювання, що виключають розрив дуги в місці пропалювання, що істотно скорочує витрати часу на підготовчі роботи для . Часто таке пропалювання називають «безступінчастим», що не повинно вводити фахівців в оману: це поняття зовсім не означає відсутність кількох силових блоків (ступенів) - просто перемикання між ними здійснюється автоматично, без участі оператора. Для генерації високої напруги в конструкції пропалювальних установок використовуються або масляні трансформатори, або сухі трансформатори. Питання автоматичного перемикання сходинок без розриву дуги вирішено в обох типах пристроїв, проте існує думка, що тільки сухі трансформатори можуть забезпечити безперервне пропалювання у будь-яких умовах. Пов'язане це явище з різним енергоспоживанням двох видів трансформаторів у режимі короткого замикання. Масляні трансформатори мають істотно більше енергоспоживання в режимі короткого замикання, тому тримати їх включеними одночасно в процесі пропалювання неефективно, отже, при зниженні напруги відбувається відключення джерела з масляним трансформатором, що генерує вищу напругу. Найчастіше перехід більш потужну ступінь пропалювання призводить спочатку до «запливанню», тобто. до підйому пробивної напруги, при цьому слід повернутися до попереднього ступеня вищої напруги, а потім після зниження напруги пробою переходити на наступний щабель.Установки пропалювання підприємства «АНГСТРЕМ»мають можливість підключення , які можуть розпочати пропалення з 60-70 кВ Це істотно розширює можливості при виконанні робіт з високовольтних кабельних ліній. використовуються як стаціонарно, а й у складі пересувних електротехнічних лабораторій, де завжди реалізується можливість високовольтного пропалювання. Контроль оператором струму пропалювання Неконтрольований зростання струму пропалювання при падінні напруги призводить до пошкодження та виведення з ладу сусідніх кабелів, що особливо актуально під час пропалювання в кабельних каналах. В реалізована можливість автоматичної або ручної установки максимально допустимого струму, це плюс, що забезпечує бездоганну якість роботи фахівців на місці робіт. Енергоспоживання, можливість повноцінно працювати від автономного джерела живлення обмеженої потужності Більшість кабельних електротехнічних лабораторій, оснащена , монтується на базі автомобіля типу ГАЗелі, розмістити на борту якого електростанцію потужністю понад 6 кВА неможливо. Здатність пропалювальних установок«АНГСТРЕМ»Працювати від електростанції 6 кВа із збереженням достатньої потужності є функціональною перевагою порівняно з більш енергоємними пристроями. Потужність пропалюючої установки Потужність є однією з важливих характеристик, що впливає на час пропалювання та його ефективність. Також більше добре зарекомендували себе в умовах, коли кабелі сильно замокли та вимагають «сушіння». Тривалість роботи без перегріву На складних та незручних ушкодженнях пропалювання може тривати кілька годин. Якщо при цьому прилад перегрівається, процес доводиться переривати, що може призвести до повторного запливу місця пошкодження. Чим триваліший безперервний час роботи, тим краще. Фахівці виробничої компанії«АНГСТРЕМ»завжди допоможуть Вам із вибором якісного обладнання! Стаття підготовлена ​​спеціалістами відділу інновацій © ТОВ «АНГСТРЕМ» Версія для друку Бажаєте отримувати корисні методичні матеріали?