مطالعه موردی: محل خرابی کابل 380 ولتی

مطالعه موردی: کابل تقصیر مکان روی کابل 380 ولتی

ⅰ. آماده‌سازی قبل از آزمون

روند تست

مرحله 1: تعیین نوع خطا

برای تست عایق‌بندی سه‌فاز کابل از یک مگااهم‌متر 500 ولتی استفاده شد. مقدار عایق‌بندی اندازه‌گیری شده نسبت به زمین: 50 اهم برای فاز A، بی‌نهایت برای فاز B و بی‌نهایت برای فاز C بود. این موضوع نشان داد که فاز A دارای اتصال کوتاه با مقاومت پایین به زمین است. همچنین در حالت بوق دیجیتال مولتی‌متر، فاز A مداوم بود.

مرحله 2: پیش‌مکان‌یابی خطا

در انتهای اتاق توزیع، با استفاده از حالت پالس ولتاژ پایین وسیله یابنده عیب، کابل بین فازهای B و C اندازه‌گیری شد تا طول کلی 107 متر به دست آید، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است.

از آنجایی که زره کابل در انتهای اتاق توزیع به زمین متصل نبود، از روش موج سوار نتوانستیم بین فاز معیوب و زره استفاده کنیم. آزمایش فاز معیوب به زمین نیز شکل موج مؤثری تولید نکرد. بنابراین از روش پل برای آزمایش مستقیم فاصله عیب کابل استفاده شد. با تنظیم جریان‌های مختلف، روش پل فاصله عیب را در انتهای نزدیک 6 یا 7 متر اندازه گرفت. پس از تغییر انتهای آزمایش، فاصله عیب 101 متر اندازه‌گیری شد. مجموع فواصل عیب اندازه‌گیری شده از هر دو انتها با طول کلی کابل مطابقت دارد. همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است:

مرحله 3: جستجو با دستگاه یابنده کابل مسیر شناخته شده است و نمودار مسیر در شکل 4 زیر نشان داده شده است.

گام 4: تعیین دقیق محل عیب

1. از آنجایی که محل خطا، به روش پل اندازه‌گیری شده، 7 متر از ترمینال تست فاصله داشت، خطا در نزدیکی تشخیص داده شد. برای جلوگیری از تداخل نویز تجهیزات ناشی از اعمال ولتاژ، وسیله نقلیه به جعبه توزیع ترمینال منتقل شد تا فرآیند افزایش فشار و تعیین محل خطا انجام شود.

2. در جعبه توزیع ترمینال، مشتری پوشش فولادی کابل را به طور جزئی جدا کرده و آن را زمین کرده بود. یک تخلیه پالسی 5 کیلوولتی بین فاز معیوب و زمین اعمال شد. صدای تخلیه شنیده شد و جرقه‌هایی در کانال کابل نزدیک مشاهده گردید، همان‌طور که در شکل 5 زیر نشان داده شده است. پس از خاموش کردن پالس ولتاژ بالا، کابل بلند شد، اما هیچ آسیب واضحی مشاهده نشد. تخلیه از روکش فولادی مشکوک تشخیص داده شد. پس از اینکه کابل آویزان شد، دوباره در این محل ولتاژ اعمال گردید، اما هیچ تخلیه‌ای مشاهده نشد.

3. ادامه دهید تا فاز معیوب را تحت فشار قرار دهید و نقطه عیب را پیدا کنید. در نزدیکی فاصله کابل خروجی اتاق توزیع، صدای تخلیه‌ای در نقطه عیب شنیده نمی‌شود. کابل از خروجی کابینت اتاق توزیع آمده و در کانال کابل تا دیوار اتاق توزیع امتداد دارد و سپس در بیرون اتاق توزیع به صورت مستقیم دفن شده است. طول این بخش کابل حدود 6 یا 7 متر است. در محل دفن مستقیم بیرون از دیوار نیز هیچ صدای تخلیه‌ای در نقطه عیب شنیده نمی‌شود، فقط یک صدای خفیف تخلیه در سپر کابل شنیده می‌شود.

4. ادامه دادن به محل‌یابی نقطه خطا، صدای تخلیه‌ای را در محلی حدوداً 75 متری از انتهای تست شنیدیم که همراه با ارتعاش زمین بود. این محل نشانه‌هایی از تعمیرات قبلی داشت و با پرس‌و‌جو متوجه شدیم که قبلاً لوله آب در آن محل کشیده شده بود، همان‌طور که در شکل 7 زیر نشان داده شده است. با این حال، این محل به‌طور قابل توجهی با فاصله اندازه‌گیری شده توسط پل تفاوت داشت. ما اینطور فرض کردیم که پس از اتصال محکم فاز معیوب به زره، بیشتر انرژی تخلیه ضربه‌ای از طریق هسته سیم به زره هدایت شده و منجر به تخلیه به زمین در پوسته خارجی آسیب‌دیده شده است. نقطه خطا در واقع هنوز حدود 6 یا 7 متر نزدیک‌تر بود.

5. از آنجایی که در ابتدا هیچ صدای تخلیه‌ای شنیده نشد، ما برنامه‌ریزی کردیم تا محل خطا را با استفاده از روش ولتاژ گام دستگاه محل‌یابی خطا در پوشش بیرونی HC-10 تعیین کنیم. سیگنال اندازه‌گیری شده در بیرون دیوار اتاق توزیع به سمت انتهای دور اشاره می‌کرد و حدوداً 4 میلی‌ولت بود. این موضوع تا 75 متر ادامه داشت، جایی که صدای تخلیه‌ای قابل توجهی شنیده شد و مقدار سیگنال حدوداً 30 میلی‌ولت بود. (به دلیل وجود کفپوش بتنی در این محل، آزمایش فقط در یک شکاف موازی با کابل انجام شد.) پس از این نقطه، جهت سیگنال تغییر کرد و نشان داد که نقطه آسیب دیده اندازه‌گیری شده هنوز در همان محل قرار دارد. تغییرات سیگنال در شکل زیر نشان داده شده است. با این حال، نتایج با نتایج حاصل از آزمایش پل مغایرت داشت و مقدار سیگنال ولتاژ گام اندازه‌گیری شده نسبتاً پایین بود. ما این فرض را داشتیم که نقطه خطا از خارج آسیب ندیده است و در نتیجه سیگنال از نقطه آسیب در پوشش بیرونی به جای نقطه خطا نشت کرده است.

در این مرحله، کابل دچار مشکل بود. فاصله اندازه‌گیری شده توسط دستگاه اندازه‌گیری با محل نقطه آسیب، که از طریق صدای تخلیه و اندازه‌گیری ولتاژ گام تعیین شده بود، مطابقت نداشت. کابل پس از خروج از دیوار اتاق توزیع، به‌صورت کم‌عمق در یک جاده خاکی مدفون شده بود، در حالی که صدای تخلیه در سطح یک جاده سیمانی سفت و در عمق بیشتری شنیده می‌شد. بنابراین، قصد داشتند ابتدا جاده خاکی را حفاری کنند. پس از حفاری، هیچ نشانه‌ای از آسیب یا خرابی روی سطح خارجی کابل مشاهده نکردند. فاز معیوب را مشکوک به اتصال مستحکم با شیلد کابل تشخیص دادند. به همین دلیل، شیلد کابل را در حدود هشت یا نه متری قطع کردند. سپس با استفاده از یک دستگاه چندکاره (مولتی‌متر)، آزمون پیوستگی بین فاز معیوب و شیلد را انجام دادند، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است. نتایج آزمون نشان داد که هسته کابل در فاز معیوب نسبت به هر دو انتهای شیلد هدایت کننده است، با مقاومتی نزدیک به صفر اهم نسبت به انتهای آزمایش و حدود 29 اهم نسبت به انتهای دیگر. اعمال مجدد فشار تأیید کرد که کابل در حال تخلیه نیست و صدای تخلیه در شیلد نزدیک انتهای آزمایش ناپدید شده است.

در این مرحله، اولیه تعیین شد که کابل ممکن است دارای اتصال کوتاه چندنقطه‌ای به زمین باشد که منجر به نتایج نادرست آزمایش پل می‌شود. صدای تخلیه‌ای که در حدود 75 متری شنیده شد، یکی از نقاط معیوب بود. از آنجایی که فشار در انتهای کابل اعمال شده بود، تخلیه اولیه از نقطه معیوب نزدیک به انتهای کابل انجام شد و پس از قطع شدن زره کابل در انتهای نزدیک، صدای تخلیه زره ناپدید شد. بنابراین، ابتدا نقطه معیوب در 75 متری کندن شد و تعمیر گردید و سپس آزمایش انجام شد. پس از کندن، مشخص شد که کابل دارای نقاط آسیب دیده واضحی است، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است.

پس از بیرون کشیدن اولین نقطه معیوب، به همراه نقطه معیوبی که قبلاً مشتری پیدا کرده بود، در مجموع دو نقطه معیوب در کابلی به طول 107 متر وجود داشت. کابل کمتر از یک سال پیش نصب شده بود، بنابراین برنامه تعویض مستقیم کابل بدون جستجوی بیشتر را داشتیم.

III. آزمایش ثانیه خلاصه

01 کابل‌های ولتاژ پایین در معرض خطر اتصال کوتاه چندگانه به زمین هستند که به‌طور قابل‌توجهی نتایج آزمون پل را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این حالت، می‌توان از روش موج گذرنده یا روش ولتاژ گام‌دار برای تأیید متقابل استفاده کرد.

02 هنگام استفاده از روش موج گذرنده برای محل‌یابی اشکال در کابل‌های ولتاژ پایین، تست هسته به زمین را انجام ندهید. دلیل این امر آن است که سیگنال موج گذرنده از زمین به‌خوبی منتقل نمی‌شود و در نتیجه شکل موج قابل تشخیص نیست.

03 هنگام استفاده از روش ولتاژ گام‌دار برای محل‌یابی اشکال در کابل‌های مدفون شده مستقیم در سطح سفت‌شده، به دلیل ویژگی‌های خاص سطح، می‌توان شکاف‌های سطح را به‌صورت موازی با کابل تست کرد. در نهایت، محل اشکال را می‌توان بر اساس موقعیت نصب کابل تعیین کرد. برای سطح سفت‌شده، می‌توان از طریق شکاف‌ها یک چکش فولادی را نیز وارد کرد تا محل اشکال را پیدا کنید.

04 اتصال کوتاه با مقاومت پایین در حالت غیرفعال معمولاً ایجاد سر و صدای تخلیه کم یا بدون سر و صدای تخلیه می‌کند. با این حال، وسیله نقلیه تشخیص اشکال کابل مورد استفاده در این مورد دارای یک خازن داخلی بزرگ‌تر و انرژی تخلیه بسیار بیشتری نسبت به ژنراتورهای ولتاژ بالا معمولی است، که منجر به تولید سر و صدای تخلیه قابل توجهی می‌شود.

IV. تحلیل علت اشکال

نقطه اشکال حفاری شده یک حفره کوچک و تقریباً دایره‌ای شکل با علائم جرم گازی در اطراف آن بود. احتمال داده شد که عایق کابل در اثر حشرات و موریانه‌ها آسیب دیده و سوراخ شده بود.

V. پیشنهادات بهره‌برداری و نگهداری

1. به طور منظم کابل‌های مدفون شده مستقیم را بازرسی کنید تا به موقع خطرات بالقوه ایمنی را شناسایی و برطرف کنید. بازرسی‌ها باید شامل وضعیت ظاهری کابل، عملکرد عایقی و وضعیت اتصالات باشد.

2. هنگام نصب کابل‌های مدفون شده مستقیم، اقدامات پیشگیرانه‌ای را برای جلوگیری از خوردگی خاک، آسیب حشرات و جوندگان، نفوذ آب زیرزمینی و آسیب مکانیکی انجام دهید.