Меню

Поиск повреждений кабелей генератором



Поиск повреждений кабелей генератором

Здесь небольшой прикол по поводу названия «контактный«.

Самый простой и самый точный метод поиска повреждений. Основан на измерении шагового напряжения вдоль трассы кабеля (кабель подключается к генератору переменного тока). Огромный выигрыш в точности достигается из-за абсолютной привязки к местности. Простота в наглядности: где стрелочка «забегала» там и копай.

Для поиска повреждений применяли и применяют старенькие КИ4-П, ИМПИ-2, ИМПИ-3, относительно новый «Поиск» и возможно что-то ещё. Некоторые простые кабелеискатели, например белорусской фирмы «Лёс», снабжаются штырями вроде бы для того же, но пользоваться ими удобно только на коротких трассах или предполагая точный район поиска. Впрочем, можно искать повреждения с помощью генератора и наушников или даже телефонной трубкой, но это уже «экстрим».

Поиск повреждения заключается в измерении уровня сигнала генератора вдоль трассы кабеля. Для этого штыри, подключённые к прибору, втыкают в землю, один непосредственно по трассе кабеля, другой в метре от неё. (не для ИМПИ-3) Наблюдают за показанием индикатора, затем перемещаются на 1 – 1,5 метра по трассе и вновь втыкают штыри. Действия измерителя во многом напоминают движения лыжника, а измерительные штыри его палки, только лыж не хватает, для полного комплекта. Имеет значение расстояние между штырями в момент замера. Большему расстоянию соответствует большее показание индикатора.

Для наглядности вид сверху на предполагаемую трассу и повреждение на ней.

Показания прибора-индикатора при поиске повреждения кабеля
измерением шагового напряжения утечки (штырями)

Особенности поиска повреждения изоляции кабеля контактным методом

Обычно поиск начинают от кабельного ящика с установленным генератором. Возле оконечного устройства показания индикатора всегда завышены. Сказывается близость генератора и малая глубина залегания кабеля. Не всегда вынос заземления генератора на 15 метров избавляет от его влияния. Если повреждение находится на большом расстоянии от генератора или очень мало по сопротивлению (5-10 кОм), то индикатор может зашкаливать на некотором расстоянии от оконечного устройства. Если вас это смущает, вынесете заземление ещё дальше.

По длине трассы возможна достаточно большая разбежка в показаниях прибора. Вызвана она может быть разными причинами:

  1. Низкая глубина залегания кабеля.
  2. Особенности грунта. В болоте и на влажной глине показания больше.
  3. Наличие металлических предметов вблизи кабеля.

На рисунке обозначена как неоднородность показаний. Часто подобные неоднородности принимают за повреждения, раскапывают грунт, и повреждений не находят. Есть несколько хитростей помогающих не ошибиться.

  • Повреждение, как правило «фиксируется», то есть показания индикатора резко возрастают в одной точке, а не на протяжении нескольких метров.
  • Максимум показаний индикатора должен быть соизмерим с величиной сопротивления повреждения. Если у вас повреждение в 7 кОм и ток утечки генератора большой, а стрелка индикатора отклоняется только в среднем диапазоне, то стоит пройти по трассе дальше.
  • На повреждении часто возможна проверка на минимум. Если один штырь воткнуть в 70 см до повреждения, а другой в 70 см после него индикатор покажет минимум. Возникновение такого эффекта точный признак повреждения, но он не возникнет, если повреждений несколько.
  • Если есть сомнения, стоит «прощупать» всю трассу.

При подходе к месту повреждения показания индикатора увеличиваются в несколько раз, часто прибор просто зашкаливает даже при минимальном усилении. Причём подобная картина может наблюдается на протяжении 5 – 10 метров. В этом случае свои способы:

  • Можно уменьшить расстояние между штырями и пройти этот участок, втыкая штыри на расстоянии 20-30 см друг от друга.
  • Один штырь просто берут в руку, а поиск производят, втыкая только один. В этом случае ток протекает через подошвы и тело человека, сильно ослабляясь и давая возможность определить повреждение с точностью до 40 см.

Несколько отличается методика поиска с комплектом ИМПИ-3. Тут штыри втыкаются вдоль трассы на расстоянии 5-10 метров друг от друга и поиск несколько усложняется. К слову этот прибор долгое время у нас считался самым чутким. Мне удавалось засечь им повреждения в 2-3 мегома, что с другими комплектами получается редко. Только описывать их уже не имеет смысла мало их «живых» осталось.

Повреждения более 50 кОм часто «сохнут». Выражается это в том, что проходишь всю трассу, а стрелка индикатора так ни где и не «запрыгала». Отключаем генератор, мерим изоляцию, а там уже не 70 кОм, а 6 мегом как это лечить не знаю. Можно посоветовать мостовые схемы, определитесь точнее с районом поиска, а уже потом включайте генератор.

Поиск обрывов кабеля кабеля контактным методом

На однопарном неэкранированном кабеле с помощью штырей хорошо ищутся обрывы, лучше, чем катушкой. «Клюшка» замолкает за 5- 10 метров от обрыва, а штыри «ведут» до самого конца. В тоже время бесполезно искать обрывы в кабеле с целым экраном, ток генератора равномерно «расползётся» по экрану и разницы вы не услышите.

Источник

Поиск повреждений кабелей генератором

На первой схеме самое оптимальное включение генератора для трассировки кабеля. Ток проходит по одной или нескольким жилам кабеля и возвращается через экран того же кабеля и землю.

Как вариант для кабелей без экрана обратный ток может идти и просто через заземление, и именно так чаще всего подключают к генератору кабеля связи. Однако подключение через «землю» всё же хуже и более подвержено ошибкам в трассировке из-за паразитных наводок на трубопроводы и прочие коммуникации (подробней → Подключение и использование частот генератора).

Неправильное включение генератора кабелеискателя

На следующей схеме неправильное подключение генератора. При этом ток в кабеле будет течь и индикатор прибора будет показывать его правильные значения, но кабелеискатель трассу не увидит. Связано это явление с симметричностью линии и соответственно с её защищённостью. Наводка от подключенной жилы кабеля будет равна и противоположна по знаку наводке на другой жиле с проходящим обратным током. В результате за пределы кабеля электромагнитное поле не выйдет. Тот же самый эффект может возникнуть в коаксиальных кабелях при отсутствии заземления экрана на противоположном от генератора конце.

Чтобы как-то снизить это явление надо нарушить симметрию линии увеличив количество проводящих элементов (жил) в плече обратного тока.

Подобным включением можно искать место разбитости пар. Но практически это неосуществимо: катушкой кабелеискателя нужно проводить по поверхности кабеля, а он в свою очередь на поверхности бывает крайне редко. Битость же, как правило, происходит в муфтах, которые в свою очередь и так создадут увеличенный фон сигнала (Поиск кабелеискателем разбитости пар).

Включение генератора через электрическую ёмкость кабеля

Следующая схема, скорее вынужденная и применяется в тех случаях когда сложно или невозможно заземлить дальний конец кабеля. Иногда её называют ёмкостной или «через ёмкость». Цепь по постоянному току оказывается не замкнутой, и всевозможные автоматические измерения импеданса показывают бесконечное сопротивление линии. Выходное напряжение прибора выставляется максимальным, частоту то же предпочтительно повысить до 1000 Гц и более.

Трассировка при таком включении никогда не доводит до конца кабеля и удовлетворительно работает на длинных, от 500 метров, линиях. Уровень сигнала при прохождении трассы постоянно падает от генератора к противоположному концу, что обусловлено особенностью ёмкостной связи.

Включение генератора для поиска повреждений

Далее представлена схема включения генератора для поиска повреждения. Она такая же, как и предыдущая, но из-за сопротивления повреждения (R), и соответственно тока утечки сопротивление (импеданс) не будет бесконечным. «Умные» современные приборы при автоматическом измерении импеданса это сопротивление будут видеть и соответственно станут настраиваться.

При большом сопротивлении повреждения подобная схема используется для поиска места повреждения щупами (контактный метод). И именно такой вариант использования наиболее характерен для кабелей связи.

В силовых кабелях часто используется методы преобразования (прожига) повреждения. Сопротивление при прожиге доводится до минимальных, близких к нулю значений. В этом случае место повреждения ищут одним кабелеискателем методом минимума. Из-за изменения направления тока в кабеле в месте повреждения изменяется направление электромагнитного поля (фиолетовые стрелки). Место повреждения определяется по отсутствию фиксации минимума в месте повреждения.

Здесь, конечно же есть свои нюансы, например мест с изменением направления электромагнитного поля вблизи повреждения несколько и связано это с особенностями повива силовых кабелей.

Включение генератора на экран

Ну и наконец, следующие две схемы скорее для примера того, что к делу подключения генератора к кабелю надо относиться творчески. Экран, броня, жила — всё условно. Экран изолированный с обоих концов это та же жила. А на оптоволоконных кабелях из токопроводящих материалов есть только броня.

Схема иллюстрирует подключение прибора и прохождение тока при трассировке и использовании экрана кабеля.

Обе схемы могут использоваться на оптоволоконных кабелях.

Источник

Определение места повреждения кабеля индукционным методом

С помощью индукционного метода поиска локализуются обрывы жил, замыкания жила-жила, жила-оболочка, двух- и трехфазные замыкания устойчивого характера при различных значениях переходного сопротивления в месте дефекта. Основные принципы поиска индукционным методом, изложенные в статье реализуются с применением специализированного оборудования. Указанные в статье конкретные величины параметров получены при использовании поискового оборудования семейства КП-100К, КП-250К и КП-500К производства компании «АНГСТРЕМ» (применение иного оборудования с использованием указанных в статье величин параметров может оказаться безуспешным). Для всех видов повреждений перед началом ОМП (определение места повреждения) определяют и размечают трассу кабеля.

Поиск обрыва жилы

Генератор поисковый подключается к кабельной линии по схеме «оборванная жила-броня» — Рис. 1 (а)

Рис.1 — Непосредственное подключение генератора по схеме «оборванная жила — броня»

Этот вариант поиска использует наличие распределенной емкости кабельной линии. Сигнальный ток генератора протекает через подключенную к нему поврежденную жилу, распределенную емкость кабеля и броню кабельной линии. При удалении от начала кабеля ток в подключенной жиле постепенно убывает из-за ответвления на распределенную по длине емкость. Соответственно интенсивность поля, вокруг кабеля, при удалении от точки подключения к генератору также убывает. Напряженность магнитного поля над кабелем в месте обрыва становится нулевой. Характер изменения магнитного поля вдоль кабельной линии показано на Рис. 1 (б).

Как видно из графика точность определения места обрыва невысока. Чтобы уменьшить погрешность определения места обрыва целесообразно подключать генератор поочередно к разным концам поврежденной жилы, проводя поиск на участке, к которому подключен генератор.

Для увеличения напряженности магнитного поля над кабельной линией, необходимо увеличить ток, протекающий по кабелю. Это позволит более четко отслеживать сигнал. Увеличения тока можно добиться уменьшением емкостного сопротивления, либо увеличением частоты генератора. Уменьшить емкостное сопротивление можно увеличив погонную емкость кабеля параллельным соединением нескольких жил кабеля.

Для повышения точности определения места повреждения можно рекомендовать следующую последовательность действий. Генератор подключают к одному концу кабеля. Следуют вдоль трассы, контролируя уровень сигнала на приемнике. При уменьшении сигнала до определенного уровня, например, до 5 ед. отмечают на трассе эту точку. Затем генератор подключают к другому концу кабеля и повторяют процедуру. Расстояние между двумя отмеченными точками с одинаковым уровнем сигнала делят пополам. Это и будет наиболее вероятная точка обрыва.

Поиск междуфазного повреждения

При стандартной по глубине прокладке кабеля этот вид повреждения как правило не вызывает затруднений в его локализации.Генератор для поиска повреждений кабеля подключается к двум замкнутым в месте повреждения жилам кабельной линии по схеме, показанной на Рис. 2.

Рис.2 — Схема подключения генератора к двум поврежденным жилам кабельной линии в случае их короткого замыкания.

Сигнальный ток генератора протекает непосредственно по поврежденным жилам кабельной линии во встречных направлениях. Как известно в этом случае магнитное поле, создаваемое током обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля. Генератор при поиске включен в режиме непрерывной генерации. Поиск производится на минимальной частоте — 480 Гц. Эта частота оптимальна с точки зрения минимизации потерь и наводок на соседние коммуникации и позволяет локализовать междуфазные повреждения на расстояниях в несколько километров.

Перед началом поиска повреждения необходимо выбрать и задать минимальный ток генератора, при котором приемник уверенно принимает сигнал генератора на максимальной чувствительности. Реализация этого правила требует наличия двух операторов. Один из операторов регулирует уровень сигнального тока, пошагово повышая его и одновременно фиксируя его стабильность. Второй оператор, находящийся над трассой кабеля в зоне повреждения с приемником ПП-500А или ПП-500К, фиксирует момент появления сигнала достаточного для уверенного поиска. На практике достаточно сигнального тока, обеспечивающего при максимальной чувствительности приемника уровень сигнала в 25…50% полной шкалы его индикатора. Хотя решающим в выборе может быть личный опыт оператора. Например, для кабеля ААБ сечением 50 кв.см, проложенного на глубине 70 см при частоте генератора 480 Гц и небольшом расстоянии от места подключения генератора до повреждения достаточно тока 100…200 мА. Работа на частоте 9796 Гц требует существенно большего тока.

Если выбранный сигнальный ток остается стабильным, значит, сопротивление в точке повреждения кабеля не изменяется под воздействием протекающего тока. Это гарантирует успех поиска не зависимо от величины переходного сопротивления в точке повреждения — стабильность сопротивления дефекта здесь ключевой фактор. В случаях, когда замыкание произошло в результате аварии его сопротивление, как правило, близко к нулю и достаточно стабильно. Повреждения обнаруженные в процессе испытания могут иметь очень большие сопротивления. Если это сопротивление не меняет свою величину при протекании тока от поискового генератора и приемник обладает достаточной чувствительностью, то для локализации места повреждения можно применять индукционный метод поиска (без прожига). Однако элементарный расчет показывает, что такая ситуация возможна только для достаточно низких переходных сопротивлений.

Кроме того, минимальный сигнальный ток позволяет минимизировать сигнал, наведенный на близко расположенные коммуникации и помехи на приемник от этих коммуникаций.

Если в месте повреждения есть электрический контакт поврежденной жилы с оболочкой желательно устранить его, например, воздействуя на ненужный контакт высоковольтным импульсом.

При движении оператора с приемником вдоль трассы кабельной линии уровень принимаемого сигнала будет периодически уменьшаться и увеличиваться. Это объясняется наличием повива (скрутки) жил кабельной линии. Из-за повива жил и взаимовлияния магнитных полей от двух противоположно направленных токов в жилах вокруг кабеля возникает результирующее спиральное поле («твист-эффект»). На индикаторе приемника это и будет проявляться периодическим изменением сигнала с шагом повива. На Рис. 3 (а) показаны повив двух короткозамкнутых жил кабельной линии и токи в них. На Рис.3 (б) приведен график уровня сигнала при движении с горизонтально расположенной катушкой приемника вдоль трассы кабельной линии. На Рис.3 (в) показано распределение магнитных полей от двух свитых жил в разрезе А–А и В–В кабельной линии. При вертикальном расположении поисковой катушки слышимость также периодически изменяется из-за скрутки, рис. 3 (г). В точке повреждения может быть, как увеличение, так и уменьшение уровня сигнала. Это зависит от ориентации жил в месте повреждения. После прохождения места повреждения уровень сигнала снижается до нуля, периодически меняющийся сигнал обусловленный шагом скрутки отсутствует. Наличие сигнала скрутки до места повреждения и отсутствие после — главный признак, позволяющий точно локализовать место междуфазного повреждения. Следует помнить, что сигнал с шагом повива будет наблюдаться при глубине прокладки кабеля не превышающей шаг повива более чем на 20…50%.

Рис.3 — Изменение сигнала кабельной линии из-за повива

На рис. 4 показана кабельная линия с муфтой и участком, имеющим увеличение глубины залегания. Вверху приведена зависимость интенсивности магнитного поля кабельной линии от длины. Над муфтами и другими неоднородностями кабельной линии интенсивность магнитного поля изменяется. Непосредственно над муфтой уровень сигнала увеличивается за счёт большего расстояния между жилами в муфте. Длина интервала с максимальным уровнем сигнала увеличивается относительно шага скрутки кабеля (c>d, рис. 4). За муфтой сигнал опять меняется по уровню с шагом скрутки. По этим признакам определяется место расположения муфты на кабеле. В местах, где кабельная линия плавно уходит на большую глубину наблюдается плавное уменьшение интенсивности магнитного поля. В местах, требующих особой защиты кабельной линии от механических повреждений, кабель прокладывают в металлических трубах. В этих случаях из-за экранирования наблюдается значительное ослабление интенсивности магнитного поля. В месте короткого замыкания между жилами кабельной линии ток от индукционного генератора меняет свое направление, структура магнитного поля вокруг кабеля изменяется, и компенсация от жил проявляется более слабо. Поэтому над местом повреждения интенсивность магнитного поля увеличивается (Рис. 4), а после прохождения места повреждения плавно уменьшается, при этом сигнал от шага скрутки практически не наблюдается.

Рис.4 — Кабельная линия с неоднородностями и распределение магнитного поля по длине

Трудности при локализации междуфазного повреждения возникают, когда кроме основного полезного сигнального тока протекающего по жилам кабеля присутствуют, так называемые, токи растекания. Эти токи возникают, если кроме основного пути для тока (генератор — жила 1 — повреждение — жила 2 — генератор) существуют пути утечки тока на «землю». Например, в месте повреждения есть утечка или замыкание на оболочку и броню. Ток растекания в отличие от сигнального является током одиночного проводника. Поле, создаваемое таким током, убывает обратно пропорционально расстоянию от кабеля в то время как поле сигнального (ток пары проводников) обратно пропорционально квадрату расстояния. Понятно, что в таком случае токи растекания даже значительно меньшие сигнального могут создать поле «забивающее» полезное поле сигнального тока. Радикально решить эту проблему можно ликвидировав замыкание или утечку в месте повреждения и разорвав все связи кабеля с землей. Однако если кабель имеет не одно повреждение и заземленные муфты такое решение проблематично.

Источник

Читайте также:  Генератор пенного тушения гпс 600