Способи та методи пошуку місць ушкодження кабельної ліній

Якщо кабельна лінія пошкоджена, то це може призвести до економічних втрат при передачах. електричного струму, може виникнути коротке замикання, що призведе до поломки приладів або підстанцій. При порушенні цілісності ізоляційного матеріалуможе виникнути небезпека удару електричним струмом.

Пошук пошкоджень кабельний ліній

Пошкодження лінії може спричинити відключення від електроживлення житлових будинків, господарських об'єктів, системи управління та контролю цехів та підприємств, транспортних засобів. Знаходження порушень у роботі кабельної лінії має першочергове значення.

Які бувають ушкодження

Підземні та надземні лінії передачі електричного струму можуть ушкоджуватися з багатьох причин. Найпоширеніші такі ситуації:

1. Замикання однієї чи більше жив на землю;
2. Замикання кількох жил одночасно між собою;
3. Порушення цілісності жив та заземлення їх як обірваних;
4. Обрив жив без заземлення;
5. Виникнення коротких замикань навіть при незначному підвищенні напруги (запливає пробою), які пропадають при нормалізації напруги;
6. Порушення цілісності ізоляційного матеріалу.

Для встановлення істинного типу порушення передачі електроенергії користуються спеціальним приладом – мегаомметр.

Мегаомметр

Передбачуваний пошкоджений кабель від'єднують від джерел живлення та робочого приладу. На обох кінцях дроту вимірюють такі показники:

• Фазної ізоляції;
• Лінійна ізоляція
• Відсутність порушень цілісності жил, які проводять електричний струм.

Етапи визначення місць ушкодження кабельних ліній

Відшукування проблематичних зон у кабелі включає три основні етапи, завдяки яким досить швидко усувається неробоча ділянка:

Перший етап здійснюється із використанням спеціального обладнання. З цією метою використовують трансформатори, кенотрономи або прилади здатні генерувати високі частоти. При пропалюванні за 20 - 30 сік показник опору значно падає. Якщо в провіднику є волога, то необхідна процедура пропалювання проходить набагато довше і максимальний опір, якого вдається досягти становить 2 -3 тис Ом.

АІП-70 установка для пропалювання кабелю

Набагато довше відбувається цей процес у муфтах, при цьому показники опору можуть змінюватись хвилеподібно, то підвищуються, то падають. Процедуру пропалювання проводять до того часу, доки спостерігається лінійне зниження опору.

Складність визначення місця пошкодження кабелю у тому, що довжина кабельної лінії може становити кілька десятків кілометрів. Тому на другому етапі слід визначити зону пошкодження. Щоб впоратися з поставленим завданням, використовують ефективні методики:

• Методика виміру ємності провідника;
• Методика зондувального імпульсу;
• створення петлі між жилами;
• Створення у провіднику коливального розряду.

Вибір методики залежить від передбачуваного типу ушкоджень.

Ємнісний метод

На основі ємності провідника обчислюють довжину вільного кінця провідника до зони розриву жили.

Схема визначення пошкоджень ємнісним методом

Застосовуючи змінний та постійний струм вимірюють ємність жили, що пошкоджена. Відстань вимірюють, ґрунтуючись на тому, що ємність провідника безпосередньо залежить від його довжини.

с1/lx = c2/l - lx,

де, c1 і c2 – ємність кабелю обох кінцях, l –довжина досліджуваного провідника, lх – шукане рослини місця очікуваного обриву.

З представленої формули не важко визначити довжину кабелю до зони обриву, що дорівнює:

lх = l * c1/(c1 + c2).

Імпульсний метод

Методика застосовна практично у всіх випадках пошкодження провідника, за винятком пробоїв, що запливають, причиною яких є підвищена вологість. Оскільки у таких випадках опір у провіднику понад 150 Ом, що є неприпустимим для імпульсного методу. Він ґрунтується на подачі, за допомогою змінного струму, імпульсу-зонда до пошкодженої області та уловлювання відповідного сигналу.

Тимчасова розгортка зондуючих відбитих сигналів при імпульсному методі визначення місць ушкодження: 1, 2, …, m – поодинокі процеси, що повторюються із частотою 500 – 1000 Гц.

Ця процедура здійснюється за допомогою спеціального обладнання. Оскільки швидкість передачі імпульсу постійна і становить 160 метрів за мікросекунду, легко розрахувати відстань до зони пошкодження.

Перевірка кабелю проводиться на приладі ІКЛ-5 або ІКЛ-4.

Прилад ІКЛ-5

Екран сканера відображає імпульси різної форми. З форми можна приблизно визначити тип ушкодження. Також імпульсний метод дає можливість знайти місце, де виникло порушення в передачі електричного струму. Добре цей метод працює, якщо обірвана одна або кілька жил, а поганий результат виходить при короткому замиканні.

Метод петлі

У цьому методі застосовується спеціальний міст змінного струму, що дозволяє вимірювати зміни опору. Створення петлі можливе за наявності хоч однієї робочої жили в кабелі. Якщо виникла ситуація з обривання всіх жил, слід скористатися жилами кабелю, що розташовується паралельно. При з'єднанні перебитої жили з робочою з одного боку провідника утворюється петля. До протилежної сторони жил приєднують міст, який може регулювати опір.

Схема визначення пошкоджень кабелю методом петлі

Пошук пошкодження силового кабелю за допомогою даної методики має низку недоліків, а саме:

• Тривалий час підготовки та вимірювань;
• Отримані виміри не зовсім точні.
• Необхідна наявність закороток.

З цих причин метод застосовують дуже рідко.

Метод коливального РОЗРЯДУ

Використовують метод, якщо причиною пошкодження послужив запливаючий пробій. Метод має на увазі використання кенотронної установки, від якої по пошкодженій жилі подається напруга. Якщо у процесі роботи виникає пробій у кабелі, там обов'язково формується розряд із стійкою частотою коливань.

Враховуючи той факт, що електромагнітна хвиля має постійну швидкість, можна легко визначити місце пошкодження на лінії. Це можна зробити, зіставивши періодичність коливання та швидкість.

Схема визначення пошкоджень методом коливального розряду

Встановивши область пошкодження, у ймовірну зону відправляють оператора, який знайде точку пошкодження силового кабелю. Для цього використовують вже зовсім інші методи, такі як:

• Акустичне вловлювання іскрового розряду;
• метод індукції;
• Метод рамки, що обертається.

Акустичний метод

Цей варіант пошуку пошкодження використовується для підземних ліній. При цьому оператору потрібно створити іскровий розряд помсти порушення роботи кабелю в землі. Метод працює якщо у точці пошкодження є можливість створити опір більше 40 Ом. Сила звукової хвилі, яку може створити іскровий розряд, залежить від глибини, де розміщується кабель, і навіть від структури грунту.

Схема визначення ушкоджень акустичним методом

Як прилад здатний генерувати необхідний імпульс використовують кенотрон, у схему якого необхідно додаткове включити кульовий розрядник і високовольтний конденсатор. У ролі акустичного приймача використовується електромагнітний датчик або датчик-п'єзо. Додатково використовують підсилювач звукової хвилі.

Метод індукції

Це універсальний метод для пошуку всіх можливих типів порушень у роботі кабелю, крім цього дозволяє визначити пошкоджену кабельну лінію і глибину на якій вона залягає під землею. Використовують виявлення муфт, що з'єднують кабель.

Схема визначення пошкоджень кабелю методом індукції

Основою даного методу є можливість вловити змін в електромагнітному полі, що виникають при русі струму по електричної лінії. Для цього пропускають струм, що має частоту 850 – 1250 Гц. Сила струму при цьому може перебувати в межах кількох часток ампера до 25 А.

Знаючи яким чином відбуваються зміни досліджуваного електромагнітного поля не важко знайти місце порушення цілісності кабелю. Для того щоб досить точно визначити місце, можна скористатися випалюванням кабелю та переведенням однофазного замикання у дво- або трифазне.

В цьому випадку потрібно створити ланцюг "жила-жила". Перевагою такого ланцюга є те, що струм прямує за протилежними напрямками (по одній жилі вперед, по другій – назад). Таким чином, концентрація поля значно зростає і відшукати місце пошкодження значно легше.

Метод рамки

Схема визначення пошкоджень кабелю методом рамки

Це гарний спосібдля пошуку неробочих зон на поверхні лінії електропередач. Принцип впливу дуже схожий з способом індукції. Підключається генератор до двох жил або ж до однієї жили і оболонки. Потім на кабель із пошкодженням накладається рамка, що обертається навколо осі.

До місця порушення повинні виразно виявляються два сигнали – мінімум і максимум. За передбачуваною зоною сигнал не вагатиметься, не даючи піків (монотонний сигнал).

Добрий час доби, друзі.

Сьогодні продовжимо цикл статей щодо ремонту силового кабелю. Розглянемо порядок пропалювання ізоляції спеціальної установки

Для ефективного використання існуючих методів визначення місця пошкодження кабельних ліній необхідно, щоб перехідний опір ізоляції у місці пошкодження був від одиниць до десятків ком.

У більшості випадків для цього необхідно пропалювання ізоляції кабельних муфт, пропалювання ізоляції кабельних жил разом їх пошкодження та руйнування металевого спаю (зварювання) жил кабелю та оболонки при однофазних пошкодженнях.

Після зниження опору в місці пошкодження використовується один із самих ефективних методів- Акустичний.

У разі неможливості визначення місця однофазного пошкодження на трасі кабельної лінії акустичним методом (сильні акустичні перешкоди, велика глибина прокладки кабелю, відсутність документації на прокладку кабелю і т.д.) проводять пропалювання місця пошкодження за допомогою силової установки, що пропалює, з метою перекладу однофазного пошкодження в міжфазне. (двофазне).

Визначення місця ушкодження у разі здійснюють індукційним методом.

Опис методів визначення місць пошкоджень кабельних ліній наведено у попередніх статтях.

Пропалювання виробляють 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 порівняно просто виявляти пошкодження в кінцевих закладеннях і на розкритих кабелях нагрівання, появи диму і запаху гару. Слід пам'ятати, що ефективне пропалювання має місце лише до того часу, поки значення опору місці пошкодження має той самий порядок, як і внутрішній опір прожигательной установки.

Практично не можна створити марнувальну установку, що забезпечує достатньо висока напругата малий внутрішній опір. Тому єдино доцільним методом пропалювання є ступінчастий спосіб

Сутність його полягає у зміні джерел живлення у міру зниження напруги пробою та опору у місці пошкодження. Джерело живлення більше низької напругилегше сконструювати із меншим внутрішнім опором. В даний час пропалювальні установки мають від 3 до 6 ступенів пропалювання.

Пропалювання може проводитися як на постійному, так і на змінному струмі. Верхні ступені пропалювання виконуються на випрямленому напрузі, а останній ступінь на змінній напрузі.

Розглянемо три основні випадки пропалювання в силових кабелях.

1. Пропалювання ізоляції кабельних муфт.

У кабельних муфтах виникають ушкодження, спричинені дефектом монтажу, а також впливом кліматичних факторів (виникнення тріщин та порожнин у мастиці). Цей вид ушкоджень виявляється при профілактичних випробуваннях.

За допомогою випробувальної високовольтної установки на пошкодженій жилі кабелю піднімається напруга до пробою.

При цьому, якщо після кількох пробоїв напруга пробою не знижується або при зниженій напрузі електрична міцність знову зростає, такий характер процесу вказує на пошкодження сполучних (і дуже рідко кінцевих) муфт.

У сполучних муфтах нерідко утворюються тріщини, порожнечі, які грають роль розрядників у газовій середовищі. Гази утворюються внаслідок розкладання кабельної маси під впливом дуги.

У момент пробою в таких порожнинах тиск різко збільшується, сприяючи гасіння дуги. Крім того, розряди в муфтах по більш подовженим, ніж у кабелі, коліях розплавляють кабельну масузаливаючи канал розряду свіжою масою. Такі пробої звуться «запливає пробою».

Якщо через 5-10 хв безперервного повторення пробоїв розрядна напруга не знижується, пропалювання слід припинити. Для визначення місця пошкодження кабельної лінії в цьому випадку необхідно використовувати один із методів, що найбільше відповідає значенню досягнутого перехідного опору.

2. Пропалювання ізоляції кабелю.

При профілактичних випробуваннях пошкодження може бути виявлено у кабелі. При цьому, якщо ізоляція добре просочена олією, пробої можуть повторюватися тривалий час до 5-10 хв, а іноді і довше.

Після багаторазового повторення розрядів напруга пробою починає знижуватися, що дозволяє (при максимальному значенні струму випробувальної установки) мати підвищену частоту пробоїв.

Як тільки напруга пробою знизиться до нижчих значень, включають установку пропалювання на верхній ступінь пропалювання.

Після того як відбудеться осушення та обвуглювання ізоляції, процес безперервного чергування заряду та розряду в кабелі переходить у стійке протікання струму через місце пошкодження з поступовим зниженням перехідного опору.

При цьому, як тільки вдається знизити напругу пропалювання, необхідно переключити установку пропалювання на нижчий ступінь пропалювання. У процесі пропалювання опір у місці пошкодження може збільшитися і в цьому випадку необхідно повернутися на більш високий ступінь пропалювання, щоб домогтися зниження опору в місці пошкодження та напруження пропалювання. На низьких щаблях пропалювання при великих струмаху канал ушкодження потрапляють частки розплавленого металу, як жили, і оболонки кабелю, що викликає значне зниження опору у місці ушкодження. При утворенні суцільного металевого каналу перехідний опір знижується до часток Ом.

У разі, коли необхідно перевести однофазне пошкодження міжфазне, використовується схема, зображена на рис.11.

За допомогою пропалювальної установки здійснюється пропалювання ізоляції пошкодженої жили L3 кабелю. Випробувальна установка постійного струму включена на дві непошкоджені жили та через розрядник до пошкодженої жили L3.

Ємність двох жил кабелю заряджається за допомогою випробувальної установки до напруги пробою розрядника, яке встановлюється рівним 5 - 10 кВ, і імпульс струму розряду руйнує струм, що утворюється під дією від пропальної установки, що проводить місток у місці пошкодження.

Періодичне створення за рахунок струму пропалювання та руйнування внаслідок струму розряду ємності двох неушкоджених жил провідного містка збільшує обсяг руйнування ізоляції.

Наявність напруги від випробувальної установки на непошкоджених жилах кабелю у перехідному режимі збільшує ймовірність пробою цих жил на пошкоджену. У разі пробою стає неможливим підняти напругу від випробувальної установки, внаслідок чого перестає спрацьовувати розрядник.

Слід зазначити, що не завжди вдається перекласти однофазне замиканняміжфазне, а збільшення напруги випробувальної установки і напруги спрацьовування розрядника може призвести до пробою ізоляції жил кабелю в іншому місці.

Рис. 11. Схема підключення обладнання під час переведення однофазного пошкодження в міжфазне (двофазне):

1 - випробувальна установка постійного струму; 2 - марнувальна установка; 3 - розрядник; 4 - пошкоджений кабель

У випадку, коли пропалювання відбувається протягом тривалого часу при постійному струмівід пропальної установки, а опір у місці пошкодження не знижується і становить близько 1000 - 5000 Ом, пропалювання слід припинити, оскільки місце пошкодження з отвором в оболонці кабелю може бути у вологому середовищі.

Зменшити опір у місці дефекту при таких пошкодженнях не вдається.

3. Руйнування металевого спаю (зварювання) при однофазних ушкодженнях.

Якщо через пошкоджену жилу кабелю довго протікав струм однофазного короткого замиканняна оболонку, то в місці пошкодження можливе зварювання струмоведучої жили з оболонкою, що екранує.

Зруйнувати місце зварювання пропалювання часто не вдається, без чого не завжди можна визначити місце пошкодження на трасі кабельної лінії.

Для руйнування спаю можна використовувати батарею конденсаторів, ємність якої змінюється в залежності від їх з'єднання (паралельне, послідовне) від 5 до 200 мкФ при напрузі заряду 30 і 5 кВ відповідно.

При цьому додатково використовується ємність непошкоджених жил кабелю щодо оболонки.

Конденсатори, підключені до пошкодженої жили та оболонки кабелю через керований розрядник, заряджаються від високовольтної випробувальної установки.

При імпульсному розряді конденсаторів відбувається руйнування провідного спаю за рахунок ударних електродинамічних впливів, що супроводжують перебіг струму розряду.

При досить міцних спаях, коли подібним способом зруйнувати їх не вдається, використовують «відпалювальні» установки, що являють собою регульовані випрямні пристрої з межами вимірювання струму від нуля до 1000 А.

У цьому випадку руйнування спаю відбувається за рахунок його розплавлення під час проходження через нього струму великої величини.

Порушення електричної міцності ізоляції відбувається з різних причин. Основними з них є: механічні або корозійні ушкодження захисних оболонок (свинцевої, алюмінієвої, пластмасової), що призводить до порушення герметичності та попадання вологи в ізоляцію; заводські дефекти (тріщини чи наскрізні отвори у захисних оболонках); дефекти монтажу сполучних та кінцевих муфт кабелів (не пропаяні шийки муфт, надломи ізоляції, неповне заливання мастикою тощо); осушення ізоляції внаслідок місцевих перегрівів кабелю; старіння ізоляції.

Однофазні ушкодження - найпоширеніший вид ушкоджень силових кабельних ліній напругою 1-10 кВ. При цьому вигляді пошкоджень одна з жил кабелю замикається на його оболонку, що екранує. Однофазні пошкодження можна розділити на три групи за значенням перехідного опору у місці замикання. До першої групи відносяться пошкодження з перехідним опором, рівним десяткам і сотням мегаом (запливає пробій). До другої групи відносяться пошкодження з перехідним опором від одиниць до сотень кілоом і до третьої групи - пошкодження з опором, близьким до нуля.

Міжфазні ушкодження становлять близько 20% всіх видів ушкоджень кабельних ліній. Їх можна поділити на дві групи. До першої відносяться пошкодження з перехідним опором у місці дефекту, близьким до нуля, і до другої групи - з опором від одиниць кілоом до сотень мегаом. У першому випадку часто всі три жили зварюються між собою і з оболонкою, що екранує. У разі великого струму короткого замикання кабель може перегоріти на дві частини. При міжфазних ушкодженнях, що відносяться до другої групи, зазвичай між жилами та оболонкою кабелю є перехідний опір і замикання між собою двох жил відбувається через екрануючу оболонку. Замикання двох жил між собою без замикання на оболонку відбувається рідко.

Даний вид пошкодження утворюється через переміщення шарів ґрунту в місцях розташування муфт, внаслідок чого відбувається витягування жил кабелю, а в муфтах, як правило, розрив жил (розтяжка). Розрив жил кабельних ліній може статися і в цілому місці через різні механічні дії або заводський шлюб.

У пластмасовій зовнішній захисній оболонці силових кабелівможуть виникати пошкодження, спричинені механічними впливами під час прокладання кабелю або переміщення ґрунту. Волога, що потрапляє через ці пошкодження на оболонку кабелю, що екранує, викликає її корозію і вихід кабелю з ладу, що може статися під робочою напругою. Тому виявлення пошкоджень захисної пластмасової оболонки є важливим завданням. Слід врахувати, що визначити пошкодження даного виду можна лише у тому випадку, якщо всі муфти на трасі кабелю ізольовані від землі.

В даний час для визначення місця пошкодження силових кабельних ліній використовуються пересувні вимірювальні лабораторії з набором стаціонарно розміщеного обладнання та переносних приладів. Перелік обладнання та приладів, необхідних для визначення місця пошкодження силових кабелів, наведено в розд. 5.

Після виконання всіх заходів безпеки під час роботи на кабельних лініях (див. додаток) приступають до визначення виду пошкодження. За допомогою омметра та мегаомметра на розземленому кабелі проводять вимірювання опору ізоляції між жилами; кожною житловою та оболонкою кабелю. Даними приладами виявляються однофазні та міжфазні ушкодження з опором у місці дефекту від нуля до сотень кілоом. При великому опорі часто не вдається визначити вид пошкодження зазначеними приладами, тоді використовують високовольтну установку випробувальну. Почергово, відчуваючи всі три жили кабельної лінії випрямленою напругою постійного струму щодо оболонки кабелю, виявляють вигляд дефекту кабелю. Таким способом виявляються пошкодження виду: "запливає пробій", однофазні та міжфазні, розриви (розтяжки) кабелю, пошкодження в кінцевих вирвах.

Основним призначенням пропалювання дефектної ізоляції є зниження перехідного опору в місці дефекту, що дозволяє застосовувати відомі методи як визначення відстані до місця пошкодження кабелю, так місця пошкодження безпосередньо на трасі кабельних ліній. Для ефективного визначення відстані до місця пошкодження і самого місця пошкодження потрібно, щоб перехідний опір у місці дефекту був у межах від десятків до одиниць кілоом.

Після зниження опору у місці пошкодження використовується один із найефективніших методів – акустичний. У разі неможливості визначення місця однофазного пошкодження на трасі кабельної лінії акустичним методом (сильні акустичні перешкоди, велика глибина прокладки кабелю, відсутність документації на прокладку кабелю і т.д.) проводять пропалювання місця пошкодження за допомогою силової установки, що пропалює, з метою перекладу однофазного пошкодження в міжфазне. (двофазне). Визначення місця ушкодження у разі здійснюють індукційним методом (п. 4.3).

Пропалювання виробляють за рахунок енергії, що виділяється в каналі пробою. При цьому відбувається обвуглювання ізоляції в місці пошкодження та зниження перехідного опору. Слід зазначити, що пропалювання також дозволяє безпосередньо і просто виявляти пошкодження в кінцевих закладеннях і на розкритих кабелях з нагрівання, появи диму та запаху гару. Слід пам'ятати, що ефективне пропалювання має місце лише до того часу, поки значення опору місці пошкодження має той самий порядок, як і внутрішній опір прожигательной установки. Практично не можна створити марнувальну установку, що забезпечує досить високу напругу і мінімальний внутрішній опір. Тому єдино доцільним методом пропалювання є ступінчастий спосіб. Сутність його полягає у зміні джерел живлення у міру зниження напруги пробою та опору у місці пошкодження. Джерело живлення нижчої напруги легко сконструювати з меншим внутрішнім опором. В даний час пропалювальні установки мають від 3 до 6 ступенів пропалювання.

При профілактичних випробуваннях пошкодження може бути виявлено у кабелі загалом місці. При цьому, якщо кабель добре просочений олією, пробої можуть повторюватися тривалий час до 5-10 хв, інколи ж і довше. Після багаторазового повторення розрядів напруга пробою починає знижуватися, що дозволяє (при максимальному значенні середнього струму споживаною установкою) мати підвищену частоту пробоїв. Як тільки напруга пробою знизиться до нижчих значень включають пропалювальну установку на верхній ступінь пропалювання. Після того, як відбудеться осушення та обвуглювання ізоляції, процес безперервного чергування заряду та розряду в кабелі переходить у стійке протікання струму через місце пошкодження з поступовим зниженням перехідного опору. При цьому як тільки вдається знизити напругу пропалювання, необхідно переключити установку пропалювання на нижчий ступінь пропалювання. У процесі пропалювання опір у місці пошкодження може збільшитися і в цьому випадку необхідно повернутися на більш високий ступінь пропалювання, щоб домогтися зниження опору в місці пошкодження та напруження пропалювання. На низьких щаблях пропалювання при великих струмах у канал ушкодження потрапляють частки розплавленого металу як жили, і оболонки кабелю, що викликає значне зниження опору у місці ушкодження. При утворенні суцільного металевого каналу перехідний опір знижується до часткою ома. У разі, коли необхідно перевести однофазне пошкодження міжфазне, використовується схема, зображена на рис. 1.

За допомогою пропалювальної установки здійснюється пропалювання ізоляції пошкодженої жили кабелю А. Випробувальна установка постійного струму включена на дві неушкоджені жили і через розрядник до пошкодженої жили А. Ємність двох жил кабелю заряджається за допомогою випробувальної установки до напруги пробою розрядника, яке встановлюється рівним 5-10 кВ, і імпульс струму розряду руйнує струм, що утворюється під дією струму установки провідний місток у місці пошкодження. Періодичне створення за рахунок струму пропалювання та руйнування внаслідок струму розряду ємності двох неушкоджених жил провідного містка збільшує обсяг руйнування ізоляції. Наявність напруги від випробувальної установки на непошкоджених жилах кабелю у перехідному режимі збільшує ймовірність пробою з цих жил на пошкоджену. У разі пробою стає неможливим підняти напругу від випробувальної установки, внаслідок чого перестає спрацьовувати розрядник. Слід зазначити, що не вдається перевести однофазне замикання міжфазне.

У випадку, коли пропалювання відбувається протягом тривалого часу при постійному струмі від пропалювальної установки, а опір у місці пошкодження не знижується і становить близько 1000-5000 Ом, пропалювання слід припинити, оскільки місце пошкодження з отвором в оболонці кабелю може бути у воді. Зменшити опір у місці дефекту при таких пошкодженнях не вдається.

Якщо через пошкоджену жилу кабелю довго протікав струм однофазного короткого замикання на оболонку, то в місці пошкодження можливе зварювання струмоведучої жили з оболонкою, що екранує. Зруйнувати місце зварювання пропалювання часто не вдається, без чого не завжди можна визначити місце пошкодження на трасі кабельної лінії. Для руйнування місця зварювання необхідно зібрати схему посилки високовольтної хвилі від зарядженого конденсатора (рис. 2). Ємність конденсатора вибирається максимальною і при цьому можна підключити до встановлення ємність непошкоджених кіл кабелю. При посиланні високовольтної хвилі від зарядженого конденсатора за рахунок ударних динамічних зусиль при імпульсному розряді відбувається руйнування провідного містка. Однак часто місце зварювання виявляється досить міцним і цей метод так само не дає результату. В цьому випадку для руйнування металевого спаю можна використати схему, показану на рис. 3. Випрямлювальну установку трифазного струмупідключають до пошкодженої жили кабелю на кілька секунд, протягом яких через місце пошкодження протікає великий струм (до 400 А), спай, що розігріває, в місці пошкодження і руйнує його. Але навіть за допомогою випрямної установки не завжди можна зруйнувати металевий спай у місці пошкодження, особливо на кабелях ААБ.

Для визначення місця пошкодження необхідно мати мале перехідне опір у місці пошкодження кабельної лінії. Зниження перехідного опору до необхідного рівня (кілька десятків Ом) здійснюється пропалюванням ізоляції у місці пошкодження за допомогою спеціальних установок.

Малюнок. Установка для пропалювання кабелю ВУПК-03-25

Зазвичай установки виконують пропалювання за кілька щаблів, наприклад, в установці ВУПК-03-25 таких щаблів п'ять. На першому ступені на кабель подається напруга в кілька десятків кіловольт, при цьому струм пропалювання становить кілька десятих ампера. Після декількох хвилин повторення пробою ізоляції кабелю – перехідний опір і відповідно напруга пробою зменшуються – розрядна напруга знижують до значення, що дозволяє включення другого ступеня пропалювання і так далі до останнього ступеня пропалювання. Таким чином, у міру зниження напруги пробою та перехідного опору зменшується напруга установки, що дозволяє збільшити максимальний струм, що проходить через місце ушкодження. На останньому ступені струм, що проходить через місце пошкодження, може досягати сотні ампер. В ідеальному випадку після пропалювання утворюється металеве з'єднання в місці пошкодження ізоляції (тобто між жилами або між жилою та металевою оболонкою).

В сучасних установкахповний цикл пропалювання виконується безперервно, автоматично, тобто. без ручного перемикання щаблів оператором, що призводило до переривання горіння дуги, збільшувало час пропалювання та створювало можливість для «запливання» пробоїв.

Після пропалювання ізоляції пошкодженої жили перевіряють цілісність ізоляції решти жил, оскільки можливе їх ушкодження. Якщо виявиться пробою, проводять новий цикл пропалювання цих жил, а місце ушкодження визначають за схемою «жила – жила».

Якщо при пропалюванні ізоляції напруга не зменшується або після кількох пробоїв при зниженій напрузі електрична міцність ізоляції знову зростає, пропалювання припиняють. Даний вид пошкодження ізоляції називають запливаючим пробоєм, він є характерним для сполучних муфт.

Якщо місце пошкодження кабелю знаходиться у воді, то пропалювання характеризується стійким протіканням струму певного значення (кілька ампер, при напрузі установки кілька кіловольт). Причому перехідний опір не знижується менше, ніж до 2 - 3 кОм.

При пропалюванні місць пошкоджень кабельних ліній, прокладених у тунелях, колекторах, підвалах та інших приміщеннях, необхідно виставляти спостерігачів для виявлення місць пошкоджень та запобігання можливості загоряння кабелів.

Додатковий матеріал:

1. Установка пошуково-розпалювальна УПП-1510. Інструкція з експлуатації.
2. Установка для пропалювання кабелю ВУПК-03-25. Технічні дані.
3. Стенд високовольтний для пропалювання дефектної ізоляції кабелю СВП. Інструкція з експлуатації.

В останні рокибезпрожиговые методи пошуку пошкоджень енергетичних кабелів отримали у Росії досить стала вельми поширеною. Особливо це стосується імпульсно-дугового методу, він також Arc Reflection. І все-таки можливості використання таких методів у російському електромережному господарстві залишаються обмеженими. Це з тим, що більшість кабельних ліній залишається неоттрассированной, але в таких кабелях одними безпрожиговыми методами і акустичним пошуком не обійдешся. Тому найпопулярнішою схемою пошуку пошкоджень на енергетичних кабелях у Росії залишається й у найближчі роки залишиться схема «пропалювання - імпульсна рефлектометрія - індукційний пошук - підтвердження акустикою».

Рис 1. МПУ-3 "Фенікс"

Запорука ефективності роботи за такою схемою - гарне пропалення. З одного боку, він повинен забезпечувати появу надійного металевого містка у місці пошкодження, для чого потрібна велика потужність. З іншого боку, "вкачування" в кабель великої потужності в процесі пропалювання не повинно призводити до того, щоб кабель виходив з ладу в інших місцях.
Нинішнє покоління пропалювальних установок, що використовуються в російському електромережевому господарстві, значною мірою сформувалося під впливом малогабаритного пристрою, що пропалює МПУ-3 «Фенікс», що з'явився ще в 2000 році. Саме технічні рішення, вперше успішно реалізовані в цьому приладі, задають вимоги до сьогоднішніх прожигалок.
По-перше, це безперервне пропалення у всьому діапазоні робочої напруги (у «Фенікса» - від 20 кВ до 0). Попереднє покоління пропалюючих установок використовувало ручне перемикання щаблів оператором, що призводило до переривання горіння дуги, збільшувало час пропалювання і створювало можливість для «запливання» пробоїв. У «Фенікс» три джерела (20 кВ, 5 кВ і 600/300 В) включені одночасно через діодну лінійку і не відключаються, поки йде процес пропалювання. Завдяки цьому дуга не переривається ні при падінні напруги, ні за його зростання («запливання» пробою). Таке рішення виявилося можливим завдяки тому, що силові транзистори, на основі яких здійснюються перетворення струму/напруги у «Фенікс», у режимі короткого замикання мають майже нульове енергоспоживання. Масляні трансформатори - основа більшості інших марних пристроїв - мають значно більше енергоспоживання в режимі короткого замикання, і тримати їх все включеними протягом усього процесу пропалювання накладно. Хоча питання перемикання щаблів без переривання дуги в таких пристроях вирішене, при зростанні напруги і «запливанні» пробою вище за напругою джерело може виявитися вже відключений, і тоді дуга перерветься. При роботі з «запливають» пробої «Фенікс» і досі немає рівних.
По-друге, це синхронізація роботи з пристроями високовольтного пропалювання та забезпечення безперервного пропалювання від напруги в 45 - 60 кВ до 0. «Фенікс» через діодну лінійку скомутований з АІД-60П «Вулкан-М», який може почати пропалення з 60 кВ. При падінні напруги до 20 кВ "Фенікс" підхоплює процес, не перериваючи дуги. Сьогодні всі серйозні виробники техніки, що пропалює, застосовують аналогічні рішення.

Рис 2. Установка МПУ-3 "Фенікс" на етапі збирання.

По-третє, це контроль оператором струму пропалення. Ця вимога особливо суттєва при пропалюванні в кабельних каналах. Неконтрольоване зростання струму пропалювання при падінні напруги в таких ситуаціях часто призводить до пошкодження та виведення з ладу сусідніх кабелів. У «Фенікс» таке неможливо. Кожен із силових модулів у ньому працює як джерело струму і видає, соотв., не більше 150 мА, 1,2 А та 20 А. Більше того, випускається версія приладу з ручним обмеженням максимального струму пропалювання: оператор виставляє максимально допустимий струм, та, що б не відбувалося у місці ушкодження, струм пропалювання не підніметься вище встановленої величини. Питання про обмеження і контроль над струмом пропалювання досі вирішено далеко не всіма виробниками техніки, що пропалює. Деякими установками палити кабелі в кабельних каналах просто небезпечно!
По-четверте, це ефективне енерговиділення лише у місці пошкодження. У процесі пропалювання ізоляція має пошкоджуватися інших місцях. Місце пошкодження має бути пропалене таким чином, щоб для ремонту достатньо було поставити муфту, а не кабельну вставку із двома муфтами. Саме це завдання «Фенікс» вирішує дуже ефективно:



Рис 3. Установка МПУ-3 "Фенікс", вбудована у пересувну електротехнічну лабораторію
навіть кабелі 380 В з вінілової ізоляцією не скидають із себе оболонку метрами навколо місця ушкодження, а мають чітко локалізований отвір.
По-п'яте, сучасний пристрій, що пропалює, повинен повноцінно працювати від автономного джерела живлення обмеженої потужності. Більшість електротехнічних лабораторій сьогодні монтується на шасі «ГАЗелі» або її аналогів, а іноді й «Соболя». Розмістити в такому шасі повний набір обладнання та електростанцію потужністю понад 6 (рідко – 8) кВт просто фізично неможливо. Щоб забезпечити пропалення від таких джерел живлення, розробники йдуть на створення пристроїв малої потужності. Платити за це доводиться дорогою ціною - часом пропалювання та його ефективністю. У «Фенікса» власне енергоспоживання дуже мало, і робота від електростанції потужністю 6 кВт дозволяє вести повноцінне пропаленнянавіть у найскладніших режимах.
По-шосте, це робота тривалий час без перегріву. На складних та незручних ушкодженнях пропалювання може тривати кілька годин. Високе внутрішнє енергоспоживання приладу призводить до того, що перегрівається, процес доводиться переривати, і пошкоджене місце знову «запливає». Особливо такі ситуації типові, коли пропалювання йде в муфті. За рахунок малого внутрішнього енергоспоживання «Фенікс» здатний без додаткового вентилювання працювати безперервно більше години навіть спекотним південним літом, а підмосковною зимою він працює необмежений час. Більше того, додаткове вентилювання приладу суттєво підвищує його можливості під час роботи на жарі.
Нарешті, по-сьоме, пропалюючий пристрій повинен бути таким, щоб його можна було використовувати і як автономний прилад, що носиться, і в складі приладових комплексів, змонтованих на шасі, і в складі електротехнічних лабораторій заводського виготовлення. Як уже було сказано вище, «Фенікс» розроблено на основі силових транзисторіві всі перетворення в ньому здійснюються на частоті 20 кГц. Це дозволило не застосовувати масла і створити компактний прилад вагою 55 кг, побачивши якого військові зазвичай вигукують: «Так його два солдати на руках носити можуть!» Незважаючи на те, що «Фенікс» експлуатується вже другий десяток років, за компактністю він, як і раніше, перевершує всі наявні «пражигалки».