Основные методы определения мест повреждения (ОМП)

Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.

Виды повреждений и основные методы поиска

Виды повреждений Схема повреждения Переходное сопротивление, Ом Дистанционный метод Топографический метод Оборудование для определения мест повреждений
Замыкание фаз на оболочку кабеля Rп Импульсный Акустический РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
100 4 Мостовой Акустический, накладная рамка РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
Rп ≤ 50 Импульсный Акустический, индукционный, накладная рамка РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4 Петлевой (мостовой) Акустический РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
Rп ≤ 50 Импульсный Акустический РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4 Мостовой Акустический, индукционный РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
Замыкания между фазами Rп Импульсный Индукционный РЕЙС-105М1, КП-500К
Обрыв жил с заземлением и без заземления Rп > 106 Импульсный, колебательного разряда Акустический, индукционный, накладная рамка РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» ,ПА-1000А, КП-500К
Rп > 106 Импульсный, колебательного разряда Акустический РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70 , ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
0 Rп 3 Импульсный Акустический, индукционный РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К
Заплывающий пробой Rп > 106 Колебательного разряда Акустический РЕЙС-305, SC40, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А

Также по типу повреждения линии следует разделить на несколько типов:

  • разрушение изоляции, в результате чего происходит замыкание одной или нескольких фаз на землю;
  • повреждение, вызывающее замыкание фаз между собой или экраном;
  • обрыв одной или нескольких жил;
  • обрыв экрана или нулевого провода;
  • повреждение КЛ в нескольких местах.

Обычно причинами механического повреждения являются ремонтные или строительные работы, проводимые в зоне прокладки линии. И в меньшей степени происходит прогорание изоляции из-за некачественного соединения в муфтах, на месте которого возникает искрение и дальнейшее термическое разрушение изоляции. Если обрыв линии можно устранить всего лишь врезкой одной муфты, то при ее сгорании, возможно, придется заменить целый отрезок линии.

Дистанционные (относительные) методы

  • Импульсный метод заключается в том, что в кабельную ли­нию посылаются электрические импульсы (зондирующие импуль­сы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально рассто­янию до него вычисляют расстояние. Можно определить рассто­яние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
  • Емкостный метод
    возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значе­нию измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помо­щью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в ме­сте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
  • Метод колебательного разряда
    используется при опре­делении расстояния до мест однофазных повреждений с переход­ным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к по­явлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
  • Волновой метод
    используется, в том случае, если сопро­тивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряжен­ного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произой­дет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отраз­ится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений времен­ной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время коле­бательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
  • Петлевой метод
    основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места поврежде­ния невелика и составляет около 15% измеряемой длины.

Поиск места разрыва

При помощи таких самодельных устройств можно найти место обрыва скрытой проводки. При обнаружении разрыва контакта прибор перестанет издавать звуковые сигналы, изменится характер шумов или погаснет индикаторная лампочка. Однако у этих приборов есть один весомый недостаток: обнаружение кабеля невозможно, если скрытая проводка находится на глубине более 5 см.

Но если в стене проходит арматура или другой металлический элемент, то обнаружение скрытых кабелей затрудняется, т.к. появятся ложные сигналы. Это нужно учитывать.

Современные методы поиска мест повреждения в кабельных линиях

Для максимально точного поиска обрыва скрытой проводки используются искатели, имеющие возможность дополнительной настройки, которая позволяет игнорировать большие металлические предметы в стене. Такая функция исключает подачу ложных сигналов. Если есть прямой доступ к проводке по всей длине, то поврежденный участок зачастую видно невооруженным глазом. В случае, когда видимых повреждений нет, поиск места обрыва электропроводки можно осуществить при помощи обычного тестера. Алгоритм действий будет следующий:

  1. первым делом необходимо обесточить помещение, отключив подачу электричества в электрощите;
  2. после необходимо зачистить провод в двух местах: на выходе распределительного блока и на расстоянии 1 метр от сделанной насечки;
  3. на этом отрезке замеряется сопротивление, после делается еще одна насечка через 1 метр и процедура повторяется;
  4. сопротивление на всех измеряемых промежутках должно быть одинаковым. Когда прибор найдет участок, на котором значение сильно отличается или вовсе отсутствует, в этом месте и произошел обрыв.

Если нет возможности купить специальный искатель, но есть огромное желание решить проблему без посторонней помощи, можно собрать примитивный прибор для поиска обрыва проводки своими руками.

Современные методы поиска мест повреждения в кабельных линиях

Все что понадобится, это рабочий патрон, лампочка, два одножильных провода, нож, пассатижи и электроизоляционная лента.

В патрон вкручивается лампочка, подсоединяются провода. С других концов зачищается изоляционный материал на 4-5 мм от края.

Обнаружение обрыва проводки заключается в подключении тестера к проверяемому проводу, на котором ножом необходимо сделать насечки (перед тем, как зачищать кабель, нужно отключить подачу электричества).

https://youtube.com/watch?v=zNSVKAwadZw

При обнаружении участка, на котором лампочка на тестере не загорится, нужно начать двигаться в обратном направлении, делая насечки на меньшем расстоянии. После обнаружения искомого места поврежденный участок проводки заменятся, все сделанные засечки необходимо заизолировать.

Желательно узнать расположение скрытой проводки и составить подробную схему до того, как случится обрыв. Это обезопасит от повреждения кабелей при проведении ремонтных работ. При случайном попадании в скрытую электропроводку в лучшем случае обесточится помещение, в худшем – будет нанесен вред здоровью человека.

Топографические (абсолютные) методы

  • Акустический метод поиска
    основан на прослуши­вании над местом повреждения звуковых колебаний, возни­кающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
  • Потенциальный метод поиска
    основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами.
  • Индукционный метод поиска
    основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре

  • Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
  • Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
  • Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
  • Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
  • Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
  • Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
  • Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
  • Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.

Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.

В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

https://youtube.com/watch?v=1n4bkFNuVSI

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Ссылка на основную публикацию