Studie případu: Lokalizace poruchy kabelu na 380V kabelu

Případová studie: Kabel Porucha Umístění na 380V kabelu

ⅰ. Příprava před testem

II. Zkušební proces

Krok 1: Určení charakteru poruchy

K testování izolace třífázového kabelu byl použit megohmmetr 500V. Naměřená izolace vůči zemi byla: 50Ω pro fázi A, nekonečná pro fázi B a nekonečná pro fázi C. To signalizovalo poruchu s nízkým odporem na fázi A. Fáze A vykazovala spojitost v režimu bzučáku multimeteru.

Krok 2: Předběžné lokalizování poruchy

1. Na straně rozvodny byl pro měření celkové délky kabelu mezi fázemi B a C použit nízkofrekvenční pulzní režim vozidla pro lokalizaci poruch, čímž bylo zjištěno, že celková délka činí 107 metrů, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku.

2. Protože kabelová armatura na straně rozvodny nebyla uzemněna, nemohl být mezi poruchovou fází a armaturou použit vlnový metoda. Testování poruchové fáze proti zemi také nevykázalo účinný průběh. Proto byla k přímému měření vzdálenenosti poruchy kabelu použita můstková metoda. Při nastavení různých proudových hodnot můstková metoda naměřila vzdálenenost poruchy na 6 nebo 7 metrů na blízkém konci. Po změně strany měření byla vzdálenenost poruchy naměřena na 101 metrů. Součet vzdáleností poruchy naměřených z obou stran odpovídá celkové délce. Jak je znázorněno na obrázku níže:

Krok 3: Hledání kabelového detektoru Je známá trasa a její schéma je uvedeno níže na Obrázku 4.

Krok 4: Přesná lokalizace poruchy

1. Protože místo poruchy, určené můstkovou metodou, bylo 7 metrů od zkušebního konce, byla zjištěna blízká porucha. Aby se předešlo rušení způsobenému šumem zařízení při aplikaci napětí, bylo vozidlo přemístěno k distribuční skříni terminálu pro zvýšení tlaku a určení polohy poruchy.

2. Na distribuční skříni terminálu zákazník částečně odstranil kabelový pancíř a uzemnil jej. Mezi porouchanou fází a zemí byl aplikován 5kV impulsní výboj. Výbojový zvuk byl slyšet a v blízkém kabelovém žlabu byly vidět jiskry, jak je znázorněno na obrázku 5 níže. Po vypnutí vysokonapěťového impulzu byl kabel zvednut, ale žádné zjevné poškození nebylo zaznamenáno. Podezření na výboj z pancíře. Po pozastavení kabelu bylo na tomto místě znovu aplikováno napětí, ale žádný výboj nebyl pozorován.

3. Pokračujte v tlakování vadné fáze, abyste našli bod poruchy. V blízkém kabelovém žlabu není slyšet žádný výbojový zvuk. Kabel vychází z výstupní skříně rozvodny, vede kabelem po žlabu ke zdi rozvodny a poté je přímo zahrnut mimo rozvodnu. Délka tohoto kabelového úseku je asi 6 nebo 7 metrů. Na místě přímého zahrnutí mimo zeď není slyšet žádný výbojový zvuk, pouze mírný zvuk výboje v pancíři kabelu.

4. Při dalším hledání místa poruchy jsme uslyšeli výbojový zvuk na místě přibližně 75 metrů od zkušebního konce, doprovázený vibracemi země. Toto místo vykazovalo známky předchozího oprav, a po vyjádření se zjistilo, že zde byla dříve položena vodovodní trubka, jak ukazuje obrázek 7 níže. Tato poloha však výrazně odbočovala od vzdálenosti změřené můstkem. Podezírali jsme, že po pevném spojení porouchané fáze s armaturou byla většina energie impulzního výboje vedená přes jádro kabelu do armatury, čímž došlo k výboji do země na poškozeném vnějším plášti. Skutečné místo poruchy bylo stále asi o 6 až 7 metrů blíže.

5. Protože v blízkosti konce nebylo slyšet žádné vybíjení, plánovali jsme lokalizovat poruchu pomocí metody krokového napětí systému HC-10 pro lokalizaci poruch pláště. Signál naměřený mimo stěnu rozvodny směřoval ke vzdálenému konci a činil přibližně 4 mV. Tato hodnota pokračovala až do vzdálenosti 75 metrů, kde bylo zaznamenáno zřetelné vybíjení se signálem přibližně 30 mV. (Vzhledem k betonové dlažbě na tomto místě bylo testování omezeno na mezery rovnoběžné s kabelem.) Za tímto bodem se směr signálu změnil, což naznačovalo, že naměřený poškozený bod byl stále na stejném místě. Změny signálu jsou znázorněny na obrázku níže. Výsledky však neodpovídaly těm z můstkového měření a naměřená hodnota krokového napětí byla relativně nízká. Podezřívali jsme, že bod poruchy nebyl poškozen z vnějšku, což způsobovalo únik signálu z místa poškození pláště, nikoli z bodu poruchy.

6.V tomto okamžiku byl kabel v potížích. Vzdálenost naměřená můstkem neodpovídala poloze poškozeného místa, jak bylo určeno podle zvuku výboje a měření krokového napětí. Kabel byl po opuštění stěny rozvodny uložen mělce v zemní cestě zhruba dva až tři metry, zatímco zvuk výboje byl slyšet na ztvrdlé cestě z cementového betonu, hlouběji. Proto se rozhodli nejprve vykopat zemní cestu. Po vykopání nezaznamenali žádné známky poškození nebo úškody na vnějším povrchu kabelu. Podezřívali, že vadná fáze je pevně spojená s brněním kabelu. Proto odpojili brnění kabelu asi v osmi nebo devíti metrech. Poté použili k měření univerzální měřicí přístroj a provedli měření spojitosti mezi vadnou fází a brněním, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku. Výsledky měření ukázaly, že vodič kabelu ve vadné fázi byl vodivý ke koncům brnění na obou stranách, s odporem téměř 0 ohmů směrem k místu měření a přibližně 29 ohmů směrem k druhému konci. Opakované zvýšení napětí potvrdilo, že kabel již nevybíjí a zvuk výboje na brnění na bližním konci zmizel.

7.V tomto okamžiku bylo původně určeno, že kabel může mít poruchu uzemnění ve více bodech, což způsobuje nepřesné výsledky můstkového testu. Vzdálenost poruchy byla určena na cca 75 metrů. Protože napětí bylo přivedeno na konci, výboj se upřednostnil u prvního bodu poruchy blízko konce, a po odpojení pancíře na bližším konci zmizel zvuk výboje pancíře. Proto byl nejprve vykopán a opraven bod poruchy ve vzdálenenosti 75 m a poté bylo provedeno opakované měření. Po výkopu bylo zjištěno, že kabel má zřejmé poškození, jak je patrné na obrázku níže.

8.Po vykopání prvního bodu poruchy a včetně bodu poruchy dříve nalezeného zákazníkem byly v kabelu dlouhém 107 metrů nalezeny celkem dvě poruchové body. Kabel byl uložen před méně než rokem, proto jsme plánovali kabel vyměnit bez dalšího hledání.

III. Test S shrnutí

01 Silnoproudé kabely jsou náchylné k víceuzemněním, která výrazně ovlivňují výsledky můstkové zkoušky. V tomto případě lze pro vzájemné ověření použít metodu běžící vlny nebo metodu skokového napětí.

02 Při použití metody běžící vlny pro lokalizaci poruchy na silnoproudých kabelech, nezkoušejte jádro vůči zemi. Je to proto, že signál běžící vlny ze země je špatně přenášen, což má za následek nezachycené průběhy vln.

03 Při použití metody skokového napětí pro lokalizaci poruchy na kabelech uložených přímo v tuhém povrchu vozovky je vzhledem ke zvláštním vlastnostem povrchu vozovky možné testovat trhliny v povrchu rovnoběžné s kabelem. Nakonec lze polohu poruchy určit na základě polohy kabelu při instalaci. U tuhého povrchu lze také k lokalizaci poruchy použít ocelový špičák vložený do trhlin.

04 Poruchy s nízkým odporem a mrtvým kontaktem obvykle produkují málo nebo žádný výbojový hluk. V tomto případě však vozidlo pro detekci kabelových poruch disponuje větším vnitřním kondenzátorem a mnohem větší výbojovou energií než konvenční generátory vysokého napětí, což způsobuje slyšitelný výbojový hluk.

IV. Analýza příčin poruchy

Vykopaný místo poruchy bylo malá, téměř kruhová díra s okolními stopami po kousnutí. Předpokládalo se, že izolace kabelu byla poškozena a proražena hmyzem a mravenci.

V. Doporučení pro provoz a údržbu

1. Pravidelně kontrolovat kabely uložené přímo v zemi, aby bylo možné včas identifikovat a odstranit potenciální bezpečnostní rizika. Kontroly by měly zahrnovat stav povrchu kabelu, izolační vlastnosti a podmínky konektorů.

2. Při přímém uložení kabelů do země je třeba přijmout opatření proti korozi půdy, poškození hmyzem a hlodavci, průniku spodní vody a mechanickému poškození.