6. Прилади та обладнання

Для проведення ВМП у кабельних лініях широко застосовується імпульсний метод, що також називається методом імпульсної рефлектометрії. На основі цього методу працюють прилади Р5-10, Р5-13, Р5-17, а також закордонні прилади фірм Tektronix й RiserBond (США), Bicotest (Англія), німецьких фірм He-genuk й Seba dynatronic. Зовнішній вигляд деяких приладів показаний на рис.6.1- 6.3: KABELLUX 3T (рис.6.1), імпульсний локатор LМ 201 (рис.6.2), комп'ютерна система для аналізу пошкоджень кабелів CAFeta (рис.6.3).

Рис. 6.1 - Рефлектометр KABELLUX 3T:

1 - приєднання для вимірювальних проводів; 2 - компенсація (балансний контур для проводів); 3 - підсилювач; 4 - індикатор на рідких кристалах; 5 клавіатура

Технічні характеристики приладу наведені в табл. 6.1.

Таблиця 6.1 -Технічні характеристики рефлектометра KABELLUX 3T

Діапазони вимірів
Довжина	Тривалість імпульсу	Амплітуда(при 150 Ом)
100м 0- 300м 0- 1.000м 0- 3.000м 0-10.000м	70нс 70нс 320нс 820нс 2,1Змс	9В
Розв'язувальна здатність	0,4% від діапазону вимірів, без перетворення координат; макс. 34 см при V/2 = 100 м/мкс
Точність	0,01 %
Швидкість імпульсу	від 50 до 150 м/мкс
Розміри	310´410´135 (мм)
Маса	близько 2,9 кг

Рис.6.2 - Імпульсний локатор LМ 201

Дальність виміру - від 0 до 10000 м. Швидкість імпульсу - від 50 до 150 м / мкс.

Рис.6.3 - Комп'ютерна система для аналізу пошкоджень кабелів CAFeta

Діапазон вимірюваних відстаней - від 0 до 600 км. Похибка виміру - 0,2 %.

Спрощена структурна схема імпульсного рефлектометра наведена на рис.6.4.

Рис.6.4 - Структурна схема імпульсного рефлектометра

Генератор імпульсів виробляє імпульси, спрямовані в лінію. Відбиті від місця пошкодження та неоднорідностей хвильового опору імпульси надходять у приймач, де здійснюються перетворення над ними. З виходу приймача перетворені сигнали надходять на графічний індикатор. Керування роботою приладу здійснює блок керування.

На рис. 6.5 показані приклади приєднання імпульсного вимірника до лінії з різними видами пошкодження.

Рис. 6.5 - Підімкнення імпульсного вимірника

При підімкненні приладу за схемами, наведеними на рис.6.5а і рис.6.5б імпульси посилаються в лінію тільки по нульовому каналу і по ньому ж повертаються відбиті імпульси від кінця і від місця пошкодження. При схемі на рис.6.5 в, г посилання в лінію імпульсів відбувається тільки по міжжильному каналу і по ньому ж повертаються відбиті від місця короткого замикання (рис.6.5, в) і обриву (рис 6.5,г) імпульси. При схемі, наведеній на рис.6.5д , прилад приєднується за схемою «жила-оболонка», при цьому зондувальні й відбиті імпульси розходяться як по нульовому, так і по міжжильному каналах. Наявність взаємних хвильових опорів жил обумовлює в цьому разі появу імпульсів в інших двох жилах кабеля.

При схемі на рис. 6.5, е, ж зондувальні імпульси посилають по міжжильному каналу. Однак у місці КЗ (рис. 6.5, е) або обриву (рис.6.5, ж) виникають нульові складові імпульсу, що, в свою чергу, викликає появу відбитих імпульсів в обох каналах.

Таким чином, місце однофазного замикання (або обриву) можна точно й надійно вимірювати при встановленні приладу між пошкодженою й непошкодженою жилами. У зв'язку з тим, що по нульовому каналу загасання імпульсу відбувається набагато разів інтенсивніше, ніж при розходженні по міжжильному каналу, підмикати прилад доцільно між жилами. Перегляд же лінії для виявлення виду пошкодження здійснюється як між жилами, так і жил щодо оболонки.

Схема, зображена на рис. 6.5, з, не рекомендується для вимірювань і наведена як приклад, що показує вплив пошкодження однієї з жил на виміри по іншій жилі. При посиланні зондуючих імпульсів за схемою «непошкоджена жила-земля» імпульси розходяться по всіх трьох жилах (по обох каналах). Відбиття в місці КЗ на одній з жил перерозподіляє складові імпульсів і викликає появу невеликого відбитого імпульсу також у жилі, по якій ведеться вимірювання. Це відбиття на екрані приладу відповідає відстані до місця пошкодження. Тому вимір довжини лінії, що має одну пошкоджену жилу, доцільно проводити за схемою «жила-жила» з використанням обох непошкоджених жил.

Реакція лінії на зондуючий імпульс відображається на графічному індикаторі. Вид відбитого сигналу залежить від характеру пошкодження або неоднорідності. Наприклад, при обриві на рис.6.6 відбитий імпульс має ту ж полярність, що й зондуючий, а при короткому замиканні на рис.6.7 відбитий імпульс змінює полярність.

Рис.6.6 - Рефлектограма лінії при обриві

Рис.6.7 - Рефлектограма лінії при замиканні

В ідеальному випадку, коли відбиття від пошкодження повне й загасання відсутнє, амплітуда відбитого сигналу дорівнює амплітуді зондуючого імпульсу.

До переваг методу імпульсної рефлектометрії слід віднести:

- наочне подання результатів дослідження;

- низька похибка результатів вимірів (0,2-2%);

- можливість визначення пошкодження різного типу: коротке замикання, обрив, зниження опору ізоляції.

Разом з тим при використанні методу імпульсної рефлектометрії слід враховувати деякі особливості, що обмежують його застосування. У тих випадках, коли опір у місці пошкодження значно вищий, ніж хвильовий опір лінії (в 10...20 разів і більше), відбиття від місця пошкодження має малу амплітуду і його складно виявити по рефлектограмі на фоні перешкод. Аналогічна ситуація виникає при пошкодженнях, які "проявляються" тільки при подачі на кабель високої напруги. Опір такого пошкодження при відсутності напруги має дуже велику величину. За рефлектограмою таке пошкодження, як правило, виявити неможливо.

У таких випадках для зменшення опору в місці пошкодження слід використовувати операцію пропалювання ізоляції.

Застосування імпульсного методу вимагає від оператора певних навичок практичної роботи. Від правильної розшифровки рефлектограм залежить похибка проведених вимірів. На величину цієї похибки впливають перешкоди, що виникають у кабельній лінії. Вони підрозділяються на асинхронні й синхронні.

Асинхронні перешкоди викликані наводками від сусідніх кабельних ліній, електричного транспорту і т.ін. Усунути вплив асинхронних перешкод можна при використанні аналогової фільтрації й цифрового нагромадження сигналу. Аналогова фільтрація, наприклад, використовується у вимірниках неоднорідності ліній Р5-10 і Р5-13.

Цифрове накопичення застосовується у рефлектометрах «РЕЙС-105Р», коли та сама рефлектограма прочитується кілька разів і вичисляється середнє значення.

Синхронні перешкоди обумовлені тим, що силові кабелі не призначені для передачі коротких імпульсів, використовуваних при методі імпульсної рефлектометрії. Тому при проходженні зондуючого імпульсу виникають його відбиття від різного роду неоднорідностей. Вплив синхронних перешкод можна істотно зменшити при проведенні диференціального аналізу або порівняння отриманої рефлектограми з рефлектограмою цієї лінії до пошкодження.

При диференціальному аналізі рефлектограми пошкодженої й непошкодженої ліній віднімають, як показано на рис.6.8. При відніманні всі синхронні перешкоди компенсуються.

Рис.6.8 - Рефлектограма порівняння ліній при синхронних перешкодах

Метод порівняння рефлектограм і диференціального аналізу використовують у приладі «РЕЙС-105Р».

При роботі з імпульсними рефлектометрами слід також враховувати, що на похибку виміру впливає місце підключення приладу. Пояснюється це тим, що при вимірах присутні як асинхронні, так і синхронні перешкоди. Але якщо величина асинхронних перешкод не залежить від того, з якого кінця лінії підімкнутий прилад, то синхронні перешкоди мають таку залежність. Причому на величину цих перешкод впливають різні фактори: точність узгодження вихідного опору імпульсного рефлектометра із хвильовим опором лінії; довжина кабельної лінії; коефіцієнт загасання зондуючих імпульсів та ін. У зв'язку з цим відбитий від тієї самої неоднорідності сигнал може мати різні величини при вимірі з різних кінців лінії. Наявність перешкод не завжди дозволяє одержати достовірну інформацію при проведенні вимірів, у зв'язку з тим, що навіть такі види пошкоджень, як «обрив» або «КЗ», що мають максимальну амплітуду відбитого сигналу, важко визначити на фоні перешкод. Тому виміри бажано проводити з двох кінців кабельної лінії.

При використанні імпульсних рефлектометрів слід також враховувати, що параметри імпульсів змінюються при їхньому розповсюдженні уздовж лінії, амплітуда зменшується, а тривалість збільшується. Закономірності зміни параметрів імпульсів залежать від співвідношення тривалості зондуючих імпульсів і смуги пропущення кабеля. Із прийнятною для практики похибкою можна прийняти, що імпульси в кабельній лінії загасають за експонентною залежністю. У результаті зміни параметрів імпульсу може виникнути помилка при розшифровці рефлектограм, тому що амплітуда відбитого сигналу від неоднорідності лінії (кабельна вставка, муфта і т.ін.), розташованої ближче до місця підімкнення приладу, може бути більше ніж амплітуда сигналу, відбитого від місця пошкодження. Крім того, на фоні синхронних перешкод відбитий від місця пошкодження сигнал може бути важко розпізнаваним. Все це зменшує розв'язувальну здатність вимірювального приладу.

Розв'язувальна здатність - це мінімальна відстань між двома неоднорідностями хвильового опору, при якому відбиті від них сигнали спостерігаються як окремі (рис.6.9).

Рис.6.9 - Рефлектограма для визначення розв'язувальної здатності приладу

Крім відзначених недоліків аналогових приладів типу Р5-10, Р5-13 або Р5-17 слід також зазначити їх велику вагу, малий час роботи від акумуляторів, від-сутність зв'язку для роботи з комп'ютером і відповідно можливості зберігання інформації про результати проведених вимірів.

В останні роки все більше поширення одержують цифрові рефлектометри типу “РЕЙС”, розроблені Брянським науково - виробничим підприємством «Системи тестування електричних ліній».

Одним із приладів цієї групи є показаний на рис.6.10 портативний цифровий рефлектометр «РЕЙС-105Р».

Рис. 6.10 - Зовнішній вигляд портативного цифрового рефлектометра «РЕЙС-105Р»

Вид рефлектограм, що з'являються на екрані приладу, показаний на рис.6.11 і рис.6.12.

Рис.6.11 - Рефлектограма при вимірюванні відстані до місця короткого замикання на відстані 947,64 м

Рис.6.12 - Рефлектограми двох ліній, накладені одна на одну в режимі порівняння

До переваг цих приладів належать: низька похибка вимірювань, висока розв'язувальна здатність, можливість зв'язку з комп'ютером, малі габарити й вага, наявність великої енергонезалежної пам'яті, що дозволяє створювати базу рефлектограм і коефіцієнтів укорочення в комп'ютері.

Деякі технічні характеристики вимірника неоднорідності ліній серії Р5-17 і портативного цифрового рефлектометра «РЕЙС-105Р» наведені в табл. 6.2.

Таблиця 6.2 - Технічні характеристики вимірників неоднорідності ліній серії Р5-17 й «РЕЙС-105Р»

Технічні характеристики		Р5-17	РЕЙС-105Р
1		2	3
1.	Діапазони вимірюваних відстаней, м	25 50 100 200 400 800 1600 3200 6400 12800 25600 51200 102400 204800 409600 819200	12,5 25 50 100 200 400 800 1600 3200 6400 12800 25600
	1	2	3
2	Похибка відстані, %	0,2	0,2
3	Діапазон установки й виміру коефіцієнта укорочення	1...6,55	1...7,00
4	Вихідний опір, Ом	21... 1000	25... 480
5	Мінімальна тривалість зонд. сигналу, нс	25	7
6	Максимальна тривалість зонд. сигналу, мкс	300	15
7	Мінімальна вимірювана відстань, м	1	0,4
8	Кількість рефлекторам, що запам'ятовують у внутрішній пам'яті	4	230
9	Кількість коефіцієнтів укорочення, що запам'ятовують у внутрішній пам'яті	немає	64
10	Час збереження інформації в пам'яті при відсутності живлення	немає	10 років
11	Система відліку відстані	цифрова	цифрова
12	Відстройка від аддитивных перешкод	цифрове накопи- чення	цифрове накопи- чення
13	Обмін інформацією з комп'ютером	через додатковий пристрій	є
14	Калібрування діапазонів відстані	автоматична	автоматична
15	Час безперервної роботи від акумуляторів, год.	1	2
16	Маса (з акумуляторами), кг	14	0,7
17	Габаритні розміри, мм	417х176х452	106х224х40
18	Діапазон робочих температур, ° С	-30... +50	-10... +55

Наведені дані наочно свідчать про переваги приладу «РЕЙС -105Р». Особливо слід зазначити високу розв'язувальну здатність приладу завдяки можливості встановлення малої тривалості зондуючого імпульсу (не більше 7 нс) і малої дискретності зчитування (мінімальний проміжок між сусідніми вибірками відповідає відстані всього 1,5 мм). Однак при зменшенні тривалості зондуючих імпульсів їхній коефіцієнт загасання зростає.

У рефлектометрі «РЕЙС-105Р» існує два режими вибору тривалості зондуючого імпульсу: автоматичний, включається за замовчуванням, і ручний.

При використанні автоматичного вибору зміна оператором діапазону вимірюваних відстаней приводить до автоматичної зміни тривалості зондуючого імпульсу відповідно до встановленого діапазону. Такий режим доцільно використати для попереднього перегляду й аналізу рефлектограм, пошуку відбиття від кінця кабеля, місця обриву або короткого замикання.

У ручному режимі при зміні діапазону вимірюваних відстаней тривалість зондуючого імпульсу не змінюється. Цей режим використовується при докладному аналізі рефлектограми в місці передбачуваного пошкодження. Наприклад, якщо місце дефекту розташоване недалеко від кінця кабеля, а тривалість зондуючого імпульсу досить велика, то відбитий сигнал на рефлектограмі може злитися із сигналом, відбитим від кінця кабеля, як показано на рис.6.13.

Рис.6.13 - Рефлектограма при складному пошкодженні наприкінці лінії

У цьому разі для підвищення розв'язувальної здатності необхідно зменшувати тривалість зондуючого імпульсу без зміни діапазону вимірюваних відстаней. Після зменшення тривалості зондуючого імпульсу відбиті від місця дефекту і від кінця кабеля сигнали спостерігаються на рефлектограмі як окремі (рис.6.14.).

Рис. 6.14 - Рефлектограма пошкодження наприкінці лінії при підвищеній розв'язувальній здатності

Режим “АВТОПОШУК” використовується при вимірюванні довжини кабеля на барабані. При включенні цього режиму автоматично встановлюється такий діапазон виміру, щоб рефлектограму всієї лінії було видно на екрані приладу. Після цього нульовий курсор автоматично встановлюється на початок зондуючого імпульсу, а вимірювальний - на початок відбитого імпульсу. Вбудований мікроконтролер за положенням курсорів автоматично розраховує відстань до кінця кабеля і відображає його на екрані рефлектометра. При цьому

неважливо, розімкнутий кабель на кінці чи замкнутий.

Комп'ютерна система "KABELLUX 3 Е" (рис.6.15) німецької фірми Seba dynatroniс являє собою сполучення вимірювального приладу, що працює за принципом відбитих імпульсів, зі спеціальною обчислювальною системою. Він дозволяє проводити різні види вимірювань (пряме, порівняльне й різницеве). Вибір режимів робіт і накопичення даних у блоці пам'яті перехідних величин здійснюється за допомогою клавіатури. Всі розрахунки проводяться автоматично. Результати розрахунків і вимірювань зображуються на екрані в алфавітно-цифровому та графічному вигляді.

Рис. 6.15 - Зовнішній вигляд комп'ютерної системи «KABELLUX 3Е»

Кожну ділянку рефлектограми можна розтягувати без втрати розв'язувальної здатності й при незмінній яскравості. Наявність двох курсорів дозволяє визначити на рефлектограмі точки, що відповідають довжині кабеля або відстані до місця пошкодження. Рефлектограми та їхні параметри можуть бути збережені в пам'яті приладу або на зовнішніх носіях з вказівкою дати й часу надходження даних. При повторних вимірюваннях програма автоматично встановлює старі вимірювальні параметри, що дає змогу проводити безпосереднє порівняння збереженої рефлектограми з поточною.

Введення функції транзиєнтної пам'яті (надшвидкодіючої пам'яті) значно розширює можливості приладу. Наприклад, це дозволяє фіксувати процеси при пробоях, що протікають швидко, зберігати їх, а потім аналізувати.

Прилади типу “РЕЙС” використовують також в інших методах ВМП, зокрема при імпульсно-дуговому методі, або як його ще називають, методі короткочасної дуги. Цей метод застосовується для визначення відстані до місця пошкодження при запливаючому пробої або при високому значенні перехідного опору в місці пробою. Фактично метод короткочасної дуги призначений для виміру відстані до місця виникнення електричної дуги в силовому кабелі. Сутність його пояснюється рисунком 6.16, на якому представлена його структурна схема.

Рис.6.16 - Структурна схема імпульсно-дугового методу

До силового кабеля через пристрій підтримування дуги підключені високовольтний імпульсний генератор високої напруги й імпульсний рефлектометр «РЕЙС -205». Призначення пристрою підтримування дуги полягає в короткочасній стабілізації електричної дуги, що виникає в місці пошкодження.

Якщо імпульси з генератора високовольтних імпульсів відсутні або мають недостатню для пробою амплітуду, то пробій і дуга в місці пошкодження відсутні. Рефлектограму такого режиму роботи кабельної лінії зберігають у пам'яті імпульсного рефлектометра.

Коли в ланцюг подається високовольтний імпульс, достатній для пробою, у місці высокоомного пошкодження, виникає дуговий розряд. Електричний опір дугового розряду практично дорівнює нулю, що еквівалентно короткому замиканню. За рахунок індуктивності, наявної в пристрої підтримування дуги, струм розряду підтримується протягом короткого проміжку часу (менше секунди).

Зондуючі імпульси від рефлектометра через приєднувальний пристрій надходять у кабельну лінію, де відбиваються від неоднорідностей і повертаються в рефлектометр. Частота зондуючих імпульсів набагато разів більша частоти запалювання дуги.

При збігу зондувального імпульсу з моментом запалювання дуги він відбивається від дуги як від короткого замикання і повертається до початку кабеля, де записується на пам’ять рефлектометра. Далі дуги імпульс не проходить, тому на рефлектограмі не видно кінця лінії.

При накладенні рефлектограм до моменту виникнення дуги й після виникнення дуги на екрані приладу визначається місце їхньої розбіжності, що і відповідає місцю складного або нестійкого пошкодження. Вид таких рефлектограм показаний на рис.6.17.

Рис. 6.17 - Накладення рефлектограм при методі короткочасної дуги

Фактично при використанні методу короткочасної дуги відбувається різке короткочасне зменшення опору пошкодження. Це дозволяє відмовитися від такої трудомісткої, потребуючої дорогого устаткування операції, як пропальвання ізоляції. Після відповідної доробки впровадження цього методу дозволить зменшити кількість і обсяг необхідних пропалювальних операцій дефектної ізоляції в кілька разів.За даними фірм «СТЕЛЛ» (м. Брянськ) і «ІНОРГ-СПЕЦТЕХНІКА» (м.Москва), які займаються розробкою приладового парку для реалізації даного методу очікується, що як мінімум в 7 з 10 випадків пошуку відпаде необхідність пропалювання дефектної ізоляції при високовольтних випробуваннях, зокрема при «запливаючому» пробої.

Переваги даного методу очевидні. Маючи низьку похибку, таку ж як у методу імпульсної рефлектометрии, наочність подання результатів, він може бути реалізований на застосовуваному стандартному обладнанні з мінімальною кількістю використання додаткових пристроїв. Однак для реалізації методу короткочасної дуги потрібні спеціальні прилади типу рефлектометр «РЕЙС-205» або прилад"KABELLUX 3Е", які завдяки надшвидкодіючій пам'яті дозволяють фіксувати процеси, що протікають за мізерно малі проміжки часу, запам'ятовувати їх і тим самим давати можливість операторові їх аналізувати.

Для визначення місць пошкодження хвильовим методом використовують прилади: Щ4120, вимірники відстані до місця пошкодження ЦР0200 (Україна, м. Умань) і системи визначення дефектів ліній ДО6Р-5 (Росія, м. Брянськ, фірма «СТЕЛЛ»). Із зазначених приладів тільки прилад ДО6Р-5 дозволяє спостерігати картину хвильового процесу. Принцип роботи даного приладового парку полягає у визначенні відстані до місця пошкодження за тимчасовою затримкою повернення до початку кабеля імпульсів напруги або імпульсів струму, відбитих від місця пошкодження.

У порівнянні з методом імпульсної рефлектометрии цей метод має наступні недоліки:

- низька розв'язувальна здатність, що утрудняє виявлення неоднорідностей, розташованих близько до початку виміру;

- більша похибка виміру, обумовлена характеристиками хвильових процесів;

- високі вимоги до швидкодії використованих апаратур у зв'язку з низькою стабільністю хвильових процесів;

- вид імпульсних характеристик залежить не тільки від характеру пошкодження й параметрів лінії, але й від ряду інших факторів (величини поданих імпульсів, наявності або відсутності пробою в місці пошкодження і т.ін.).

Незважаючи на істотні недоліки, хвильовий метод може бути використаний, коли є пошкодження з більшим перехідним опором або виник запливаючий пробій.

Використовуються два варіанти хвильового методу: метод хвилі напруги що біжить, і метод хвилі струму, що біжить. Структурна схема методу хвилі напруги, що біжить, наведено на рис. 6.18. При використанні цього методу вихідний опір високовольтного генератора значно перевищує хвильовий опір кабельної лінії. Електромагнітні хвилі, що утворилися в місці пробою або короткого замикання, починають розходитися по кабелю. Одна з них спрямована до початку, а інша - до кінця кабеля. Досягнувши початку кабеля, хвиля відбивається від великого опору генератора високовольтних імпульсів і, не змінюючи полярності, повертається до місця пошкодження, де знову виникає пробій. Цей процес протікає доти, поки енергія хвилі буде достатня для пробою.

Рис. 6.18 - Структурна схема хвильового методу хвилі напруги, що біжить

Відмітною рисою методу хвилі струму, що біжить, є використання високо-вольтного генератора з вихідним опором набагато меншим за хвильовий опір кабельної лінії. Даний метод використовується у тих випадках, коли після пропалювання не вдається одержати низькоомний перехідний опір у місці пошкодження. Структурна схема методу наведена на рис.6.19.

Рис.6.19 - Структурна схема хвильового методу хвилі струму, що біжить

Імпульсний генератор формує високовольтні імпульси, що надходять у силовий кабель. Досягнувши місця пошкодження, вони приводять до пробою цієї ділянки. Час формування пробою визначається параметрами імпульсу й величиною перехідного опору в місці пошкодження. Відбившись від дугового розряду, що виник в місці пробою, імпульс повертається до початку кабеля, де також відбивається, тому що вхідний опір високовольтного генератора рівноцінний опору короткого замикання і повертається до місця пошкодження. Тривалість пробою залежить від енергії імпульсів і параметрів лінії.

Велика кількість факторів, що впливають на розвиток процесів у місці пошкодження, збільшує похибку виміру даного методу.

Із приладового парку, використованого при індукційному методі ВМП, слід виділити установку «ФЕРРОЛЮКС FL 8-3Q», до складу якої входять генератор звукової частоти FLS 8-3Q, підсилювач FLE 90Q і рамка кабелешукача FS45-1. Загальний вид цієї установки показаний на рис.6.20.

Рис.6.20 - Установка «ФЕРРОЛЮКС FL 8-3Q»

У кабельних лінія напругою 0,4-10 кВ генератор звукової частоти підключається до виділеної й відімкнутої ділянки. Оператор, переміщаючись уздовж траси, за допомогою індукційної рамки й приймача контролює зміни магнітного поля, утворюваного струмом, що протікає по кабелю і в землі від звукового генератора при частотах 50Гц-480Гц -1,45кгц-9,28кГц. Фіксувати зміни біля місць пошкодження або інших характерних точок, наприклад сполучних муфт, дозволяє індикатор на рідких кристалах й вбудований гучномовець. До переваг установки слід віднести прийнятну похибку, малі габарити (95х212х105мм) і вагу (1,3 кг) приймача. Однак при виконанні робіт з нею оператор повинен мати певні практичні навички.

Для зменшення похибки при визначенні місця пошкодження слід враховувати наступне:

- при русі над непошкодженою частиною кабеля відбувається періодичне посилення й ослаблення сигналу, обумовлене повивом жил кабеля;

- ослаблення звукового сигналу відбувається при збільшенні глибини залягання кабеля, а також при його екрануванні металевими трубами;

- у місці розташування сполучної муфти звуковий сигнал підсилюється, а потім зменшується;

- у місці пошкодження кабеля відбувається різке посилення звукового сигналу, а потім його ослаблення аж до зникнення.

Потужніші генератори звукової частоти випускає фірма “Seba dynatronic”. Вихідна потужність генератора FLS 500 досягає 500Вт, генеровані частоти становлять 1,03 -1,45 - 9,82 -12 кГц. Загальний вигляд генератора звукової частоти FLS 500 показаний на рис.6.21.

Рис. 6.21 - Генератор звукової частоти FLS 500 фірми “Seba dynatronic”

Використовувати такі генератори рекомендується при всіх видах замикань на довгих лініях, при глибокому заляганні кабеля або при наявності сильних зовнішніх джерел електромагнітного поля. Встановлюються такі генератори, як правило, на автомобілях.

На сьогодні розроблені й освоєні у виробництві різні модифікації напівпровідникових генераторів звукової частоти. Поширення одержали генератори звукової частоти, які працюють на частоті 1000Гц, з модуляцією генерації: 0,3с. - сигнал; 0,5 с.- пауза. Кожний з них має свої переваги і недоліки. Рекомендувати який-небудь конкретний варіант, крім вище зазначених, можна тільки на підставі аналізу їхніх технічних характеристик і проведення дослідної експлуатації в реальних умовах.

Позитивно зарекомендували себе в процесі експлуатації прилад для виявлення місць пошкодження кабелів ОПК -101, пошуковий комплекс ПК- 2 та ін.

Прилад ОПК - 101 використовується в комплекті з генераторами 100 ГС-201 або 8ГС - 101 для пошуку місць пошкодження індукційним методом, а також може застосовуватися із спеціальним мікрофоном для пошуку місць пошкодження акустичним методом. Являє собою пошуковий приймач із робочими частотами 526, 1024 й 8928 Гц. Як датчик використовується магнітна антена. Чутливість приймача - не нижче 50 мкв. Електроживлення здійснюється від двох акумуляторних батарей 7Д-0,125. Маса - не більше 1,2 кг.

До складу пошукового комплексу входить: генератор ГП -4, приймач ИП- 4, пошукова рамка, сейсмодатчик і головні телефони. Комплекс дозволяє виз-начати місця пошкодження кабеля індукційним і акустичним методами. Робоча частота генератора ГП – 4 становить 1003 Гц, вихідний струм генератора при навантаженні 0 Ом не менше 15 А. Напруга живлення – 220 В. Чутливість приймача дозволяє визначати місце пошкодження кабеля або розташування ка-бельної траси з точністю до 0,1 м на глибині до 5 м у діючих електроустановках. Маса приймача 0,7 кг.

Для реалізації акустичного методу використовуються спеціальні схеми, які наведені на рис.6.22 і 6.23.

Рис.6.22 - Схема електрична з'єднань для пошуку місця пошкодження акустичним методом і руйнування провідного містка при стійкому однофазному замиканні жили на оболонку кабеля:

Т1- трансформатор регулювальний; Т2 - трансформатор іспитовий; РV - вольтметр; РА - амперметр; Q - рубильник; R - струмообмежуючий резистор; C - високовольтний конденсатор; VD- випрямний пристрій; КЛ - кабельна лінія;

F - іскровий розрядник.

Рис.6.23 - Схема електрична з'єднань для визначення місця пошкодження акустичним методом при обриві жили кабеля:

Т1 - трансформатор регулювальний; Т2 – трансформатор випробувальний; РV- вольтметр; РА - амперметр; Q - рубильник; R - струмообмежуючий резистор; C - високовольтний конденсатор; VD- випрямний пристрій; КЛ - кабельна лінія

Схема на рис.6.22 працює таким чином. При включенні напруги конденсатор C заряджається від високовольтного випрямляча. Коли напруга на ньому досягне величини напруги пробою розрядника F, останній проб’ється і в силовому кабелі виникне імпульс високої напруги. У місці пошкодження виникає іскровий розряд. З огляду на те, що трансформатор Т2 має великий внутрішній опір, напруга на його вторинній обмотці після пробою зменшується і електрична міцність розрядника відновлюється. Конденсатор С знову заряджається від високовольтної установки. Таким чином, схема забезпечує періодичне повторення іскрових розрядів у місці пошкодження. Звукові коливання, що виникають у місці пошкодження, мають максимальну величину і можуть бути прослухані на поверхні ґрунту. Зона чутності іскрового розряду залежить від енергії розряду й акустичних властивостей середовища, в якому розташований кабель.

Рекомендується встановлювати періодичність іскрових розрядів у кабелі рівною одному пробою в 2 - 6с.

Коли напруга пробою досягає величини, рівній випробувальній напрузі кабеля застосовується схема, наведена на рис.6.24.

Рис. 6.24 - Схема електрична з'єднань для визначенні місця пошкодження акустичним методом при “запливаючому” пробої.

При використанні для прослуховування звукових коливань акустичного датчика з підсилювачем, чутливість може бути збільшена до 80%.

Потенційний метод ВМП доцільно застосовувати для кабелів, прокладених у кабельних спорудах, лотках або естакадах. Для кабелів, прокладених у землі, його можна використовувати, не викопуючи шурфів при вологій землі. Пристрій для реалізації потенційного методу наведено на рис.6.25. У комплект пристрою входить покажчик пошкоджень ESG 80-1 і піки ЕЕВ.

а б

Рис.6.25 - Комплект установки для визначення ВМП потенційним методом:

а) - піки «ЕЕВ» з випробувальними виводами; б) - ESG 80-1 - покажчик

пошкодження

Уздовж траси кабельної лінії через рівні проміжки в землю встановлюють піки, за допомогою яких виміряють спадання напруги на оболонці кабеля. Вимірювальним приладом служить гальванометр або мілівольтметр постійного струму із двосторонньою шкалою. Коли напрямок відхилення стрілки приладу збігається з напрямком, обмірюваним на початку лінії, це означає, що вимір виконаний до місця пошкодження. Зміна напрямку на протилежний свідчить, що вимір виконано після місця пошкодження. При рівносторонньому розташуванні пік над місцем пошкодження стрілка приладу повинна показувати нуль. Вимірюване спадання напруги поступово збільшується в міру наближення до місця пошкодження. Виконавши кілька вимірів, можна визначити місце пошкодження з низькою похибкою.