Studium przypadku: Lokalizacja uszkodzenia kabla 380V

Studium przypadku: Kabel Usterka Lokalizacja na kablu 380V

ⅰ. Przygotowanie do testu

II. Proces testowania

Krok 1: Określanie charakteru usterki

Do testowania izolacji trójfazowej kabla użyto miernika 500V. Pomierzona izolacja względem ziemi wynosiła: 50Ω dla fazy A, nieskończoność dla fazy B i nieskończoność dla fazy C. Wskazuje to na usterkę uziemienia o małym oporze na fazie A. Faza A wykazała ciągłość w trybie brzęczka multimetru.

Krok 2: Wstępne lokalizowanie usterki

1. Na końcu rozdzielni, w trybie impulsów niskiego napięcia pojazdu lokalizacyjnego, zmierzono kabel między fazami B i C, ustalając całkowitą długość na 107 metrów, jak pokazano na poniższym rysunku.

2. Ze względu na to, że pancerz kabla po stronie pokoju rozdzielni nie był uziemiony, metoda fali biegnącej nie mogła być wykorzystana pomiędzy fazą uszkodzoną a pancerzem. Próba pomiaru odległości do uszkodzenia przez połączenie fazy uszkodzonej z ziemią również nie dała skutecznego przebiegu. W związku z tym do bezpośredniego pomiaru odległości do uszkodzenia kabla zastosowano metodę pomostową. Ustawiając różne wartości prądu, metoda pomostowa wyznaczyła odległość do uszkodzenia na 6 lub 7 metrów od bliższego końca. Po zmianie strony pomiaru, odległość do uszkodzenia zmierzono na 101 metrów. Suma odległości do uszkodzenia zmierzonych z obu końców kabla jest zgodna z jego całkowitą długością. Jak pokazano na poniższym rysunku:

Krok 3: Lokalizacja kabla Ścieżka jest znana, a schemat ścieżki pokazany jest na poniższym Rys. 4.

Krok 4: Dokładne lokalizowanie uszkodzenia

1. Ponieważ lokalizacja usterki, ustalona metodą pomostową, wynosiła 7 metrów od zacisku testowego, wykryto usterkę po stronie bliskiej. Aby uniknąć zakłóceń generowanych przez szumy urządzenia podczas aplikacji napięcia, pojazd został przesunięty do rozdzielnicy końcowej w celu podniesienia napięcia i ponownego określenia lokalizacji.

2. W rozdzielnicy końcowej klient częściowo usunął opancerzenie kabla i uziemił je. Między uszkodzoną fazą a uziemieniem wygenerowano wyładowanie impulsowe o napięciu 5 kV. Usłyszano dźwięk wyładowania i zauważono iskry w rowie kablowym po stronie bliskiej, jak pokazano na poniższym Rysunku 5. Po wyłączeniu impulsu wysokiego napięcia kabel został podniesiony, jednak nie zaobserwowano żadnych widocznych uszkodzeń. Podejrzewano wyładowanie z opancerzenia. Po zawieszeniu kabla ponownie podano napięcie w tym miejscu, jednak nie zaobserwowano wyładowań.

3. Kontynuuj napryskowywanie fazy zwarciowej w celu zlokalizowania punktu. W rowie kablowym w pobliżu miejsca uszkodzenia nie słychać dźwięku wyładowania. Kabel prowadzony jest z rozdzielni, przez rów kablowy do ściany rozdzielni, a następnie bezpośrednio zakładany jest w gruncie na zewnątrz rozdzielni. Długość tego odcinka kabla wynosi około 6 lub 7 metrów. W miejscu bezpośredniego zakładania kabla w gruncie na zewnątrz ściany nie słychać dźwięku wyładowania w punkcie uszkodzenia, słychać jedynie lekki dźwięk wyładowania z pancerza kabla.

4. Kontynuując poszukiwania punktu uszkodzenia, usłyszeliśmy dźwięk wyładowania w miejscu znajdującym się około 75 metrów od strony testowej, towarzyszyły mu wibracje gruntu. W tym miejscu zauważono ślady wcześniejszych napraw, a po zapytaniu dowiedzieliśmy się, że wcześniej ułożono tam rurę wodną, jak pokazano na poniższym Rysunku 7. Jednakże położenie to znacznie się różniło od odległości zmierzonej za pomocą pomostu. Podejrzewaliśmy, że po pewnym czasie uszkodzona faza została trwale połączona z pancernią, a większość energii z wyładowania impulsowego została przewiedziona przez żyłę do pancerni, powodując wyładowanie do ziemi w miejscu uszkodzonej powłoki zewnętrznej. Rzeczywisty punkt uszkodzenia znajdował się jednak o około 6 lub 7 metrów bliżej.

5. Ponieważ w pobliżu końca nie słychać było żadnego dźwięku wyładowania, zaplanowaliśmy zlokalizowanie uszkodzenia metodą napięcia krokowego systemu lokalizacji uszkodzeń płaszcza zewnętrznego HC-10. Sygnał zmierzony na zewnątrz ściany pomieszczenia rozdzielczego wskazywał w stronę dalszego końca i wynosił około 4 mV. To się utrzymywało aż do 75 metrów, gdzie wykryto wyraźny dźwięk wyładowania, przy wartości sygnału około 30 mV. (Ze względu na nawierzchnię betonową w tym miejscu, pomiary ograniczone były do szczeliny równoległej do kabla.) Poza tym punktem kierunek sygnału uległ zmianie, co wskazywało, że zmierzone miejsce uszkodzenia nadal znajduje się w tym miejscu. Zmiany sygnału przedstawiono na poniższym rysunku. Jednakże wyniki nie zgadzały się z wynikami uzyskanymi podczas testu pomostowym, a zmierzona wartość sygnału napięcia krokowego była stosunkowo niska. Podejrzewaliśmy, że punkt uszkodzenia nie był uszkodzony na zewnątrz, co spowodowało ucieczkę sygnału z punktu uszkodzenia na płaszczu zewnętrznym, a nie z samego punktu uszkodzenia.

6.W tym momencie kabel był uszkodzony. Odległość zmierzona przez mostek nie pokrywała się z lokalizacją punktu uszkodzenia ustaloną na podstawie dźwięku wyładowania i pomiarów napięcia krokowego. Kabel był płytko zakopany w drodze gruntowej, dwa lub trzy metry po wyjściu ze ściany pomieszczenia rozdzielczego, podczas gdy dźwięk wyładowania słyszano na utwardzonej nawierzchni cementowej, głębiej. W związku z tym postanowiono najpierw wykopać drogę gruntową. Po wykonaniu wykopu nie zaobserwowano żadnych oznak uszkodzenia na zewnętrznej powierzchni kabla. Podejrzewano, że uszkodzona faza jest w stałym połączeniu z opancerzeniem kabla. Dlatego odłączono opancerzenie kabla w odległości około ośmiu lub dziewięciu metrów. Następnie, używając multimetru, wykonano pomiar ciągłości między uszkodzoną fazą a opancerzeniem, jak pokazano na poniższym rysunku. Wyniki testu wykazały, że żyła kabla w uszkodzonej fazie była przewodząca względem obu końców opancerzenia, z oporem niemal 0 omów w stronę końca testowego i około 29 omów w stronę drugiego końca. Powtórne podanie napięcia potwierdziło, że kabel nie wyładowuje, a dźwięk wyładowania z opancerzenia po stronie bliskiej zniknął.

7.W tym momencie pierwotnie stwierdzono, że kabel może mieć uziemienie wielopunktowe, co powodowało niedokładne wyniki pomiarów mostka. Usłyszany dźwięk wyładowania w odległości około 75 metrów był jednym z punktów uszkodzenia. Ponieważ napięcie było przyłożone na końcu, wyładowanie następowało preferencyjnie z pierwszego punktu uszkodzenia w pobliżu końca, a dźwięk wyładowania z oplotu zniknął po odłączeniu oplotu w bliższym końcu. W związku z tym, jako pierwszy wykopany i naprawiony został punkt uszkodzenia w odległości 75 metrów, a następnie wykonano test. Po odkopaniu stwierdzono, że kabel posiada wyraźne punkty uszkodzeń, jak pokazano na poniższym rysunku.

8. Po wykopaniu pierwszego punktu uszkodzenia oraz uwzględniając punkt uszkodzenia znaleziony wcześniej przez klienta, okazało się, że w kablu o długości 107 metrów występują już dwa punkty uszkodzenia. Kabel został ułożony mniej niż rok temu, dlatego postanowiliśmy wymienić kabel bezpośrednio, bez dalszego poszukiwania.

III. Test S podsumowanie

01 Kable niskonapięciowe są narażone na wielokrotne uziemienia, które znacząco wpływają na wyniki pomiarów mostkowych. W takim przypadku do weryfikacji można zastosować metodę fali biegnącej lub metodę napięcia skokowego.

02 Podczas lokalizacji uszkodzenia w kablach niskonapięciowych metodą fali biegnącej nie należy badać rdzenia względem ziemi. Wynika to z faktu, że sygnał fali biegnącej z ziemi jest słabo przenoszony, co skutkuje brakiem wykrywalnych przebiegów.

03 Podczas lokalizacji uszkodzenia metodą napięcia skokowego na bezpośrednio ułożonych kablowych nawierzchniach utwardzonych, ze względu na specyficzne właściwości tych nawierzchni, możliwe jest badanie rys w nawierzchni równoległych do kabla. Ostatecznie lokalizację uszkodzenia można określić na podstawie położenia kabla. W przypadku nawierzchni utwardzonych, przez szczeliny można również wbić kolec stalowy w celu zlokalizowania uszkodzenia.

04 Usterki kontaktu martwego o małym oporze zazwyczaj generują niewielki lub brak dźwięku wyładowania. Jednakże pojazd do wykrywania uszkodzeń kabla wykorzystany w tym przypadku posiada większy wewnętrzny kondensator i znacznie większą energię wyładowania niż konwencjonalne generatory wysokiego napięcia, co powoduje wyraźne hałasy wyładowania.

IV. Analiza przyczyn uszkodzenia

Wykopany punkt uszkodzenia był małą, prawie okrągłą dziurą z widocznymi śladami ugryzień wokół niej. Podejrzewano, że izolacja kabla została uszkodzona i przebita przez owady i mrówki.

V. Sugestie dotyczące eksploatacji i konserwacji

1. Regularnie sprawdzać kable ułożone bezpośrednio w gruncie, aby szybko wykrywać i usuwać potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa. Kontrole powinny obejmować stan zewnętrznny kabla, właściwości izolacyjne oraz stan złącz.

2. Przy układaniu kabli bezpośrednio w gruncie należy zastosować środki zapobiegawcze, aby zapobiec korozji glebowej, uszkodzeniom przez owady i gryzonie, przedostawaniu się wody gruntowej oraz uszkodzeniom mechanicznym.