книги из ГПНТБ / Сооружение и эксплуатация кабельных линий

Если один конец оборванной жилы кабеля имеет глухое заземление (рис. 9-6,6), то измеряют емкость другого, не заземленного конца оборванной жилы С\, и емкость целой жилы С. В этом случае расстояние (м) до места повреждения определяется по формуле

Если характер повреждения имеет вид, приведенный па рис. 9-6,б, то расстояние (м) до места повреждения определяют по формуле

,С 100

где С0— удельная емкость одной жилы для данного на­ пряжения и сечения кабеля при заземлении двух дру­ гих жил принимается по заводским или паспортным данным.

При измерении жилы должны заземляться, за исклю­ чением той, емкость которой измеряется.

При уточнении места повреждения, измеренного ем­ костным методом по трассе линии, следует учитывать, что обрыв жил кабеля происходит в большинстве случа­ ев в муфтах. Измерение емкости можно производить как на постоянном токе, так и на переменном токе

(рис. 9-7).

Наибольшее применение имеют мосты переменного тока с питанием от лампового генератора 1 000 Гц, 10— 20 В -A с измерителем в виде телефона. Мосты постоян­ ного тока для измерения емкости применяются лишь при

п

Рис. 9-7. Схема для определения емкости.

а — на постоянном токе; б — на переменном токе; Л — потенциометр; Г—галь­ ванометр; С —■эталонный конденсатор; Ci — емкость поврежденноП жилы.

чистом обрыве жил кабеля, мосты переменного тока — для случаев, когда переходное сопротивление составля­ ет 5 000 Ом и более.

9-7. Акустический метод

Акустический метод применяется для определения места повреждения кабельной линии непосредственно на трассе для всех видов повреждения при условии, что

Рис. 9-8. Принципиальные схемы определения мест повреждения аку­ стическим методом.

в поврежденном месте может быть искусственно создан электрический разряд, прослушиваемый с поверхности земли или воды.

Для создания искрового разряда в месте поврежде­ ния в зависимости от вида повреждения кабельной ли­ нии применяются схемы, приведенные на рис. 9-8. Для всех трех видов схем в качестве генератора импульсов используется обычная испытательная кенотронная или иная выпрямительная установка, в схему которой до­ полнительно вводятся конденсатор и разрядник,

536

Схема по рис. 9-8, а применяется для определения Места повреждения в муфтах при заплывающих пробо­ ях. В этих случаях в месте повреждения всегда проис­ ходит между жилой и свинцовой оболочкой достаточно мощный искровой разряд, который может быть прослу­ шан с поверхности земли.^

Схема по рис. 9-8, б 'применяется для определения места повреждения в кабельных линиях в случаях, ког­ да в месте повреждения установилось устойчивое замы­ кание между одной из жил и свинцовой оболочкой ка­ беля. Ряд импульсов, мощность и напряжение которых определяют параметрами схемы, подаваемых на повреж­ денную жилу кабельной линии, позволяет и при таком характере повреждения в большинстве случаев создать в месте повреждения искровой разряд достаточной мощ­ ности, который может быть прослушан с поверхности земли. Устойчивое замыкание между жилой и свинцо­ вой оболочкой кабеля при повреждении кабельной ли­ нии может быть двух основных видов:

металлическое короткое замыкание жилы кабеля со свинцовой или алюминиевой оболочкой;

замыкание жилы кабеля со свинцовой или алюмини­ евой оболочкой через обугленный, хорошо проводящий канал в месте повреждения изоляции.

Первый вид однофазного повреждения в сетях 6 и 10 кВ с изолированной компенсированной нейтралью практически происходит очень редко.

Второй вид однофазного повреждения, наоборот, про­ исходит очень часто как при повреждении линии в мо­ мент ее испытания, так и при рабочем напряжении сети. В этом случае при пробое с жилы на свинцовую обо­ лочку в слоях бумажной изоляции образуется канал, поверхность которого обугливается по всей длине в мо­ мент пробоя. Степень обугливания изоляции в зависимо­ сти от вида пробоя может быть различной. При дожига­ нии или при длительной работе линии в режиме одно­ фазного повреждения она обугливается сильнее, и ве­ личина переходного сопротивления в месте повреждения уменьшается.

При подаче импульса искровой разряд, возникающий в месте повреждения, механически разрушает угольный мостик на поверхности канала в изоляции, и после не­ скольких разрядов переходное сопротивление повышает­ ся настолько, что в большинстве случаев звук от искро-

537

Hofo разряда хорошо может быт-ь прослушан с поверх­ ности земли. Для обеспечения выделения максимальной энергии в искровом разряде в месте повреждения ка­ бельной линии необходимо, чтобы емкость конденсатора в схеме генератора импульсов была достаточно боль­ шой, а напряжение заряда конденсатора достаточным, чтобы вызвать искровой разряд в поврежденном месте. При этом надо иметь в виду, что чрезмерно. большое напряжение на фронте волны импульса может вызвать повреждение в других ослабленных местах изоляции линии.

Опыт эксплуатации показывает, что для кабельных линий до 1 кВ напряжение заряда конденсатора не дол­

ОСБ, — 50 кВ.

При использовании акустического метода для опре­ деления места повреждения по схеме рис. 9.-8, б возмож­ но применить, например, два и более параллельно вклю­ ченных конденсатора от батарей типа КМ-6-10-1 ем­

беля.

Слышимость звука искрового разряда с поверхности земли в значительной степени зависит от глубины зале­ гания кабеля, а также от состояния грунта. При глуби­ не залегания кабеля более 2 м в большинстве случаев существующими приемниками звука определить место повреждения не представляется возможным. В зимних условиях, когда грунт мерзлый, слышимость звука от искрового разряда значительно лучше; в болотистых и торфяных грунтах: — хуже.

При повреждении линии непосредственно в кабеле в случаях, когда длина канала искрового разряда очень небольшая, сила звука от искрового разряда, получает­ ся наименьшая. В этом случае зона слышимости от ме­ ста повреждения не превосходит 1 м. Если в месте про­ боя кабеля, помимо повреждения изоляции, повреждена также свинцовая или алюминиевая оболочка, то сила звука искрового разряда получается большая, и в этом случае зона слышимости от места повреждения при нор-

538

линии и т. д. Над местом повреждения кабельной линии слышимость искровых разрядов наибольшая.

Для акустического метода требуются генератор им­ пульсов и прибор АИП-ЗМ. Генератор импульсов, как указывалось, состоит из обычной кенотронной установ­ ки, в схему которой добавляется разрядный промежуток и конденсаторы высокого напряжения.

Разрядники можно применять различных конструк­ ций, в том числе игольчатые и шаровые. Устанавливать разрядник следует возможно ближе к концевой раздел­ ке кабеля.

Прибор АИП-ЗМ (акустический и индукционный при­ бор), общий вид которого показан на рис. 9-9, состоит из пьезоакустического датчика, трехлампового усилите­ ля с батарейным питанием, головного телефона и вынос­ ной индукционной рамки.

9-8. Индукционный метод

Индукционный метод применяется при определении места повреждения кабельной линии непосредственно на трассе при пробое изоляции двух или всех трех жил кабеля, а также в случае обрыва жил с одновременным пробоем изоляции между жилами или пробоя изоляции жил на землю.

Определить место повреждения кабельной линии при однофазном повреждении индукционным методом мож­ но только при условии, если искусственно перевести од­ нофазное повреждение в двухили трехфазное путем выжигания междуфазной изоляции в месте повреждения кенотронной или газотронной установками. Однофазные повреждения в большинстве случаев определяются аку­ стическим методом, который в настоящее время хорошо разработан и освоен.

Индукционный метод основан на принципе прослу­ шивания с поверхности земли с помощью телефонных трубок звука, создаваемого магнитным полем, в резуль­ тате протекания по жилам кабеля тока тональной час­ тоты.

Для создания магнитного поля при применении ин­ дукционного метода собирается схема по рис. 9-10.

Оператор, снабженный рамкой (антенной), усилите­ лем и телефоном, отправляется в заранее определенную каким-либо относительным методом зону повреждения)

640

где передвигается по трассе кабельной линии, определяя ее расположение по звуку в телефоне и сверяя ее с исполнительными чертеж ами.

Звук в телефоне будет слышен на участке трассы, где по кабелю проходит ток звуковой частоты, т. е. на участке от генератора до места повреждения. За местом повреждения ток по жилам кабеля не проходит, и по­ этому звук прекращается. При этом надо иметь в виду,

Рис. 9-10. Схема определения места повреждения индукционным ме­ тодом.

что при движении вдоль трассы кабельной линии про­ исходит периодическое изменение слышимости, вызы­ ваемое скруткой жил кабеля. Чем больше шаг скрутки, тем слышимость лучше, поэтому кабели больших сече­ ний, имеющие больший шаг скрутки, прослушиваются лучше, чем кабели малых сечений.

Величина внешнего магнитного поля токов, проходя­ щих по жилам кабеля с шагом скрутки менее 2 м, очень незначительна, поэтому прослушивать такие кабели с по­ верхности земли очень трудно даже с помощью хороших усилителей. Также очень трудно прослушиваются кабе­ ли, глубина прокладки которых превышает 1,5 м.

При пользовании индукционным методом для уточ­ нения места повреждения рекомендуется включить гене­ ратор с другого конца кабельной линии и произвести по­ вторное определение места повреждения.

При следовании оператора по трассе звук в телефон не может усиливаться или ослабляться, а при поворотах и углублениях совсем исчезать. В месте, где звук про­ падает, следует производить проверку путем обхода ме-

S11

ста по концентрическим окружностям, начиная с радиу­ са 1—2 м и более.

При индукционном методе место повреждения для кабельных линий, проложенных на нормальной глуби­ не, может быть найдено достаточно точно при величине тока 15 А и более, при частоте 800—1200 Гц.

Рис. 9-11. Схема усилителя слухового аппарата «Звук В».

/ — выходной трансформатор; 2 — приемник звука искрового разряда; 3 — рам­

ка для индукционного метода.

Для индукционного метода требуется следующее оборудование и аппараты: генератор звуковой частоты, приемная рамка (антенна), усилитель и телефон. В ка­ честве генератора Звуковой частоты рекомендуется при­ менять однофазный генератор с собственным возбудите­ лем на одном валу. В качестве привода применяется асинхронный электродвигатель. Приемная рамка, усили­ тель и телефон скомплектованы в приборе АИП-ЗМ, опи­ сание которого приводилось выше.

В качестве усилителя для индукционного метода мо­ жет быть также применен портативный усилитель от слухового аппарата «Звук В», изготовления фабрики глазных протезов и слуховых аппаратов (рис. 9-11).

Общий вид кабелеискателя КИ-2М показан на рис. 9-12:

§42

После определения участка между шурфами, где имеет­ ся повреждение, последующим шурфованием можно точно найти повреждение в кабеле.

")

При определении места повреждения указанным ме­ тодом к поврежденной жиле кабеля присоединяется ге­ нератор звуковой частоты (800—1 500 Гц) и устанавли­ вается ток через место замыкания в оболочку примерно 1—5 А. На обнаженную в шурфах оболочку кабеля 1 накладывается накладная рамка 2 (рис. 9-14, а) с при­ соединенным к ней головным телефоном 3, и при враще­ нии рамки вокруг оси кабеля прослушиванием опреде­ ляется характер изменения звука от электромагнитного поля.

Как видно из рис. 9-15, рамка устроена таким обра­ зом, что витки ее собраны в плотный жгут, изогнутый по

544