Дослідження випадку: Виявлення пошкодження кабелю на 380В

Кейс: Кабель Помилка Місцезнаходження на кабелі 380В

ⅰ. Підготовка до тесту

II. Процес тестування

Крок 1: Визначення характеру несправності

Для випробування трифазної ізоляції кабелю використовувався мегаомметр на 500В. Виміряний опір ізоляції відносно землі становив: 50Ω для фази A, нескінченність для фази B і нескінченність для фази C. Це вказувало на наявність низькоомного замикання на землю у фази A. Фаза A показала цілісність у режимі тестера з сигналізацією.

Крок 2: Попереднє визначення місця несправності

1. З боку розподільної камери, використовуючи імпульсний режим низької напруги вимірювального автомобіля для пошуку несправностей, було виміряно кабель між фазами B і C, щоб визначити загальну довжину 107 метрів, як показано на рисунку нижче.

2. Оскільки броня кабелю в розподільній кімнаті не була заземлена, метод хвилі не міг бути використаний між пошкодженою фазою та бронею. Вимірювання пошкодженої фази відносно землі також не дозволило отримати ефективну хвилеву форму. Тому для безпосереднього визначення відстані до пошкодження кабелю використовувався містковий метод. Встановлюючи різні значення струму, методом моста було виміряно відстань до місця пошкодження — 6 або 7 метрів на ближньому кінці. Після зміни кінця вимірювання відстань до місця пошкодження склала 101 метр. Сума відстаней до місця пошкодження, виміряних з обох кінців, відповідає загальній довжині. Як показано на рисунку нижче:

Крок 3: Пошук кабельного шляху Шлях відомий, а діаграма шляху наведена нижче на рисунку 4.

Крок 4: Точне визначення місця викину

1. Оскільки місце пошкодження, визначене мостовим методом, становило 7 метрів від випробувального терміналу, було виявлено пошкодження на ближньому кінці. Щоб уникнути перешкод від шуму обладнання під час подачі напруги, автомобіль від'їхав до розподільної коробки терміналу для підвищення тиску й визначення місця пошкодження.

2. На розподільній коробці терміналу замовник частково зняв броню кабелю й заземлив броню. Між пошкодженою фазою й землею було подано імпульсний розряд 5 кВ. Був чутний звук розряду й спостерігалися іскри у кабельному лотку на ближньому кінці, як показано на рисунку 5 нижче. Після вимкнення високовольтного імпульсу кабель був піднятий, але жодних явних пошкоджень не виявлено. Винесено припущення про розряд із броні. Після підвішування кабелю подачу напруги знову здійснили на цьому місці, але розряд не спостерігався.

3.Продовжуйте підвищувати тиск на пошкодженій фазі, щоб визначити точку пошкодження. У близькому кабельному каналі звук розряду у точці пошкодження не чути. Кабель опускається з вихідного шафового розподільного пристрою та проходить уздовж кабельного каналу до стіни розподільного пристрою, а потім прокладається безпосередньо в землі поза розподільним пристроєм. Довжина цієї ділянки кабелю становить приблизно 6 або 7 метрів. У точці пошкодження на місці прокладки кабелю в землю звук розряду не чути, лише незначний звук розряду броні.

4. Продовжуючи пошук точки пошкодження, ми почули звук розряду у місці, розташованому приблизно за 75 метрів від місця проведення випробування, супроводжуваний вібрацією ґрунту. У цьому місці були ознаки попереднього ремонту, а під час з'ясування виявилося, що раніше тут було прокладено водопровідну трубу, як показано на рисунку 7 нижче. Проте це місце суттєво відрізнялося від виміряної мостом відстані. Ми припустили, що після надійного з'єднання пошкодженої фази з бронею, більша частина енергії імпульсного розряду проходила через жилу кабелю по броні, викликаючи розряд у ґрунт у місці пошкодження зовнішньої оболонки. Насправді точка пошкодження все ще була на відстані приблизно 6 або 7 метрів ближче.

5. Оскільки у кінцевої ділянки не було чутно звуків розряду, ми планували виявити несправність за допомогою методу крокової напруги системи виявлення несправностей оболонки HC-10. Сигнал, виміряний ззовні стіни розподільної кімнати, вказував на дальній кінець і становив приблизно 4 мВ. Це тривало до 75 метрів, де було виявлено чутний звук розряду зі значенням сигналу приблизно 30 мВ. (Оскільки у цьому місці було бетонне покриття, випробування обмежувалися проміжком, паралельним кабелю.) Поза цією точкою напрямок сигналу змінився, що вказувало на те, що виявлена пошкоджена ділянка все ще залишається там. Зміни сигналу показані на малюнку нижче. Однак результати не відповідали отриманим під час тесту з мостом, а виміряне значення сигналу крокової напруги було відносно низьким. Ми припустили, що точка несправності не була пошкоджена ззовні, через що сигнал витікав із місця пошкодження оболонки, а не із точки несправності.

6. На цьому етапі кабель виявився пошкодженим. Виміряна мостом відстань не відповідала місцю пошкодження, встановленому за звуком розряду та вимірами крокової напруги. Кабель був занурений на невелику глибину в земляному дорозі на відстані двох або трьох метрів після виходу зі стіни розподільного приміщення, тим часом як звук розряду чути було на твердому цементному покритті, глибше. Тому вони планували спочатку розкопати земляну дорогу. Після розкопок вони не виявили ознак пошкодження кабелю на його зовнішній поверхні. Виникло підозра, що пошкоджена фаза має міцне з'єднання з бронею кабелю. Тому вони від'єднали броню кабелю на відстані приблизно вісім або дев'ять метрів. Потім, скориставшись мультиметром, виконали тест на цілісність між пошкодженою фазою та бронею, як показано на зображенні нижче. Результати тесту показали, що жила кабелю на пошкодженій фазі є провідною до обох кінців броні, з опором майже 0 Ом у бік тестового кінця та приблизно 29 Ом у бік іншого кінця. Повторне підвищення тиску підтвердило, що кабель не розряджається, а звук розряду на броні біля ближнього кінця зник.

7. На цьому етапі спочатку встановили, що кабель міг мати багатоточкове замикання на землю, що призвело до неточних результатів мостового тесту. Звук розряду, який почувся на відстані приблизно 75 метрів, був однією з точок пошкодження. Оскільки напруга подавалася з кінця, розряд відбувався переважно з першої точки пошкодження біля кінця, а звук розряду в броні припинився після відключення броні на ближньому кінці. Тому спочатку було викопано і відремонтовано точку пошкодження на відстані 75 метрів, а потім виконали тестування. Після розкопок виявили, що кабель має явні пошкодження, як показано на зображенні нижче.

8. Після виявлення першої точки пошкодження, разом із вже знайденою раніше клієнтом, у 107-метровому кабелі виявилося вже дві точки пошкодження. Кабель було прокладено менше року тому, тому ми вирішили замінити його без подальшого пошуку.

III. Тестування С резюме

01 Низьковольтні кабелі схильні до багатьох замикань на землю, що суттєво впливає на результати випробувань мостом. У цьому випадку для взаємної перевірки можна використовувати метод біжучих хвиль або метод ступінчастої напруги.

02 Під час використання методу біжучих хвиль для виявлення пошкоджень у низьковольтних кабелях не варто тестувати жилу на землю. Це пояснюється тим, що сигнал біжучої хвилі від землі погано передається, унаслідок чого форми хвиль неможливо виявити.

03 Під час використання методу ступінчастої напруги для виявлення пошкодження кабелю, що прокладений безпосередньо в ґрунті під бетонним покриттям, через особливості цього покриття можна виконувати вимірювання у тріщинах покриття, паралельних кабелю. Нарешті, місце пошкодження можна визначити за місцем укладання кабелю. Для бетонного покриття також можна вставляти кувалду через тріщини для виявлення місця пошкодження.

04 Неізольовані несправності з низьким опором, як правило, створюють мало або взагалі не створюють шуму розряду. Проте, у цьому випадку використовуване для виявлення кабельних несправностей транспортне засоби має більший внутрішній конденсатор і значно більшу енергію розряду, ніж у традиційних високовольтних генераторів, що призводить до помітного шуму розряду.

IV. Аналіз причин несправності

Виявлена точка несправності була невеликою, майже круглою діркою із слідами укусів навколо. Висловлюється припущення, що ізоляція кабелю була пошкоджена та проколота комахами і мурашками.

V. Рекомендації щодо експлуатації та обслуговування

1. Регулярно перевіряйте безпосередньо вкладені кабелі, щоб своєчасно виявляти та усувати потенційні небезпекі. Перевірки мають включати зовнішній вигляд кабелів, стан ізоляції та стан з'єднувачів.

2. Під час прокладання кабелів безпосередньо в ґрунті слід передбачити заходи для запобігання корозії ґрунту, пошкодженню комахами і гризунами, проникненню ґрунтових вод та механічним пошкодженням.