Пример из практики: определение места повреждения кабеля на 380В кабеле

Качественный случай: Кабель Ошибка Местоположение на кабеле 380В

ⅰ. Подготовка к испытанию

II. Процесс тестирования

Шаг 1: Определение характера повреждения

Для проверки изоляции кабеля в трехфазной сети использовался мегаомметр на 500 В. Измеренное сопротивление изоляции относительно земли составило: 50 Ом для фазы A, бесконечность для фазы B и бесконечность для фазы C. Это указывало на наличие повреждения с низким сопротивлением на фазе A. При использовании мультиметра в режиме прозвонки фаза A показала целостность.

Шаг 2: Предварительное определение места повреждения

1. На стороне распределительного помещения с использованием режима низковольтных импульсов кабельного дефектоскопа было измерено расстояние по кабелю между фазами B и C, общая длина составила 107 метров, как показано на рисунке ниже.

2. Так как броня кабеля в распределительной комнате не была заземлена, метод волнового процесса не мог быть использован между фазой повреждения и броней. Проверка фазы повреждения на землю также не позволила получить эффективную форму волны. Поэтому для непосредственного определения расстояния до повреждения кабеля использовался мостовой метод. При установке различных токовых настроек, мостовой метод зафиксировал расстояние до повреждения 6 или 7 метров на ближнем конце. После смены конца измерения, расстояние до повреждения было измерено как 101 метр. Сумма расстояний до повреждения, измеренных с обоих концов, соответствует общей длине кабеля. Как показано на рисунке ниже:

Шаг 3: Поиск кабельного трассоискателя Путь известен, а схема пути показана на рисунке 4 ниже.

Шаг 4: Точно локализовать неисправность

1. Поскольку место повреждения, определенное методом моста, находилось на расстоянии 7 метров от испытательного кабельного конца, было зафиксировано повреждение на ближнем конце. Чтобы избежать помех, создаваемых шумом оборудования при подаче напряжения, автомобиль отъехал к распределительной коробке кабельного конца для подачи давления и определения местоположения повреждения.

2. На распределительной коробке кабельного конца клиент частично снял броню кабеля и заземлил ее. Между поврежденной фазой и землей был подан импульс разряда 5 кВ. Был слышен звук разряда и видны искры в ближайшем кабельном лотке, как показано на рисунке 5 ниже. После отключения высоковольтного импульса кабель был поднят, но никаких явных повреждений обнаружено не было. Предположили разряд в броне кабеля. После подвешивания кабеля подача напряжения была повторена на этом участке, но разряд не наблюдался.

3. Продолжайте повышать давление на поврежденной фазе для определения точки повреждения. В ближайшем кабельном лотке в точке повреждения звук разряда не слышен. Кабель выходит из распределительного щита, проложен вдоль кабельного лотка до стены распределительной комнаты, а затем прокладывается непосредственно под землей за пределами распределительной комнаты. Длина этого участка кабеля составляет около 6 или 7 метров. В точке повреждения на участке прокладки под землей за стеной звук разряда также не слышен, слышен лишь незначительный звук разряда в броне кабеля.

4. Продолжая поиск места повреждения, мы услышали звук разряда в месте, расположенном примерно в 75 метрах от конца испытания, сопровождаемый вибрацией грунта. В этом месте были обнаружены признаки предыдущего ремонта, и, выяснив обстоятельства, мы узнали, что ранее здесь был проложен водопроводный трубопровод, как показано на рисунке 7 ниже. Однако это место значительно отличалось от расстояния, измеренного с помощью моста. Мы предположили, что после того, как поврежденная фаза была надежно соединена с броней, большая часть энергии импульсного разряда прошла через токопроводящую жилу к броне, вызвав разряд на землю в месте повреждения наружной оболочки. Фактическая точка повреждения находилась еще на 6 или 7 метров ближе.

5.Поскольку в конце не было слышно никакого разрядного звука, мы планировали определить место неисправности с помощью метода ступенчатого напряжения системы поиска неисправностей оболочки HC-10. Сигнал, измеренный снаружи стены распределительной комнаты, указывал на дальнюю сторону и составлял примерно 4 мВ. Это продолжалось до 75 метров, где был обнаружен явный разрядный звук с значением сигнала около 30 мВ. (Из-за бетонного покрытия в этом месте испытания были ограничены зазором, параллельным кабелю.) За этой точкой направление сигнала изменилось, что указывало на то, что измеренная поврежденная точка все еще находилась там. Изменения сигналов показаны на рисунке ниже. Однако результаты не совпадали с результатами, полученными с помощью мостового теста, и измеренное значение сигнала ступенчатого напряжения было относительно низким. Мы предположили, что точка неисправности не повреждена снаружи, в результате чего сигнал утекал с точки повреждения оболочки, а не с точки неисправности.

6.На этом этапе кабель оказался в проблемном состоянии. Измеренное мостом расстояние не совпадало с местоположением точки повреждения, определенной по звуку разряда и измерениям шагового напряжения. Кабель был уложен на мелкую глубину в грунтовой дороге на расстоянии двух или трех метров от выхода из стены распределительного помещения, тогда как звук разряда слышался на укрепленной бетонной поверхности дороги, глубже. Поэтому было запланировано сначала раскопать грунтовую дорогу. После раскопки не наблюдалось никаких признаков повреждения внешней поверхности кабеля. Предполагалось, что поврежденная фаза имеет прочное соединение с броней кабеля. Поэтому броню кабеля отключили на расстоянии примерно восьми или девяти метров. Далее, используя мультиметр, провели тест на целостность цепи между поврежденной фазой и броней, как показано на рисунке ниже. Результаты теста показали, что токопроводящая жила кабеля поврежденной фазы была соединена с обоими концами брони, с сопротивлением почти 0 Ом в сторону испытательного конца и приблизительно 29 Ом в противоположную сторону. Повторное повышение напряжения подтвердило, что кабель не разряжается, а звук разряда на броне ближнего конца исчез.

7.На этом этапе изначально было определено, что кабель может иметь многоточечное замыкание на землю, что приводит к неточным результатам измерений моста. Звук разряда, услышанный на расстоянии около 75 метров, был одним из мест повреждения. Поскольку напряжение подавалось на конец кабеля, разряд происходил в первую очередь в ближайшей точке повреждения, а звук разряда в броне исчез после отключения брони у ближнего конца. Поэтому сначала было решено раскопать и отремонтировать точку повреждения на расстоянии 75 метров, а затем провести испытание. После раскопок было обнаружено, что кабель имеет явные повреждения, как показано на рисунке ниже.

8. После раскопки первой точки повреждения и с учётом ранее найденной клиентом точки, в кабеле длиной 107 метров уже было зафиксировано две точки повреждения. Кабель был проложен менее года назад, поэтому мы приняли решение заменить кабель напрямую, без дальнейших поисков.

III. Испытание С итог

01 Низковольтные кабели подвержены множественным замыканиям на землю, что значительно влияет на результаты испытаний моста. В этом случае можно использовать метод волнового процесса или метод ступенчатого напряжения для взаимной проверки.

02 При использовании метода волнового процесса для определения места повреждения на низковольтных кабелях не следует проверять жилу на землю. Это связано с тем, что сигнал волнового процесса от земли передается плохо, в результате чего получаются неопределяемые формы волн.

03 При использовании метода ступенчатого напряжения для определения места повреждения при прокладке кабеля непосредственно в укрепленном покрытии из-за специфических характеристик покрытия можно проверять трещины в покрытии, параллельные кабелю. В конечном итоге место повреждения можно определить по положению прокладки кабеля. Для укрепленного покрытия также можно вставить стальной зубило через трещины для определения места повреждения.

04 Неисправности с низким сопротивлением и отсутствующим контактом, как правило, создают мало или вообще не производят шума разряда. Однако, используемая в данном случае машина для обнаружения кабельных неисправностей имеет более крупный внутренний конденсатор и значительно большую энергию разряда по сравнению с традиционными высоковольтными генераторами, что приводит к заметному шуму разряда.

IV. Анализ причин неисправности

Точка неисправности, обнаруженная при раскопках, представляла собой небольшое почти круглое отверстие с следами укусов вокруг. Предполагалось, что изоляция кабеля была повреждена и проколота насекомыми и муравьями.

V. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

1. Регулярно проверять кабели, проложенные в земле, чтобы своевременно выявлять и устранять потенциальные угрозы безопасности. Осмотр должен включать внешний вид кабеля, состояние изоляции и соединителей.

2. При прокладке кабелей непосредственно в земле принимать меры предосторожности для предотвращения коррозии почвы, повреждений насекомыми и грызунами, проникновения грунтовых вод и механических повреждений.