Как найти обрыв кабеля в земле

Поиск повреждения кабеля

Повреждения кабеля — очень серьезная проблема, которая может привести к аварийным ситуациям, короткому замыканию и даже пожару. Изношенность электрических линий, особенно в странах СНГ составляет более 70 %, также это касается и крупных городов. Поэтомучем быстрее будет найден и изолирован поврежденный участок, тем быстрее потребители смогут снова получить электричество в своих домах. На рынке работает много фирм, которые предоставляют услуги поиски поврежденных кабелей. Эл-сервис — одна из лучших.

Во время монтажа, а также эксплуатации кабельных трас, могут возникнуть различные ситуации, которые приводят к повреждению линий и нарушению нормальной работы сети электроснабжения. Есть компании, неограниченные в средствах, которые в случаях повреждения, просто прокладывают новую линию. Это крайне невыгодно с экономической точки зрения и занимает очень много времени. Уже давно подсчитано, что поиск и устранения повреждения кабеля на линии обходиться гораздо дешевле, чем долгий процесс новой прокладки.

Компания ООО «Эл-Сервис» выполнит поиск и устранения такой проблемы в кратчайшие сроки. Квалифицированные работники со всей скрупулезностью проведут все необходимые экспертизы и замеры и предоставят отчет, а также окажут консультацию по вопросам дальнейшей эксплуатации линии. Цена за такую услугу у Эл-сервис очень лояльная. Специалисты способны обнаружить любой вид повреждения, вне зависимости от того, возник он в процессе эксплуатации или монтажа. Кабельные повреждения условно можно поделить на такие виды:

• Короткое замыкание. Когда одна или несколько жил кабеля замыкаются между собой, на землю, либо оболочку. Одно из самых опасных видов повреждений.
• Обыкновенный обрыв линии. Он бывает как частичным, так и полным.
• Плавающий характер пробоя. Бывает при определенном значении напряжения.

Компания ООО «Эл-Сервис» использует только самые эффективные и щадящие способы поиска повреждения кабеля, которые не приводят к разрушению оболочки. Методы тестирования кабеля бывают такими:

• Импульсный метод.
• Метод колебательного разряда.
• Эхолокация, или акустический метод.
• Индукционный метод и метода разности потенциалов.

Во время проведения всех испытаний, электрическая линия полностью отключается от источника. Одним из самых точных и наиболее передовых методов — является акустический. Он обеспечивает точность до 0.2м. Поэтому если возникла необходимость найти поврежденный кабель, Эл-сервис с радостью окажет такую услугу.

Как найти место повреждения кабеля — обзор методик

• Методики определения повреждения кабеля в земле
• Импульсный метод
• Метод петли
• Акустический метод
• Метод шагового напряжения
• Индукционный метод
• Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Методики определения повреждения кабеля в земле

Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:

1. Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
2. Поиск места аварии на установленном участке трассы.

В виду отличий этих двух этапов, сами методы отыскания различаются и бывают:

• относительными (дистанционными) – к ним относятся импульсный и петлевой метод;
• абсолютными (топографическими) – акустический, индукционный и метод шагового напряжения.

Что же, рассмотрим все методы по порядку.

Импульсный метод

Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работы могут проводиться, например, прибором РЕЙС-305, который показан на фото ниже.

Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Чтобы вычислить точное расстояние до места повреждения, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Где, по формуле, L – длина кабеля от точки присоединения прибора до повреждения, tx – переменная величина количества времени затраченного, чтобы импульс, дошел до места обрыва и обратно. υ – скорость, с которой импульс следует по кабелю (для кабельных линий от 0,4 кВ до 10 кВ равен 160 м/мкс).

Данным способом можно выявить не только обрыв в силовом кабеле, но и короткое замыкание между жилами. Чтобы понять что произошло, обратимся к изображению на экране во время испытаний. Картинки будут такими (слева замыкание, справа обрыв):

Испытания следует проводить на полностью отключенной линии. На видео примере наглядно демонстрируется, как пользоваться искателем места короткого замыкания:

Метод петли

Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока, который выглядит вот так:

Перед началом измерений соединяем конец целой и поврежденной жилы закороткой, другие два конца подключаем по схеме:

Вычислить расстояние до точки, в которой возник обрыв, можно по следующей формуле:

• R₁ — сопротивление, которое подключается к целой жиле;
• R₂ – сопротивление, которое подключается к жиле с обрывом;
• L – длина кабеля до места повреждения;
• L_к – длина всего проводника.

Это, пожалуй, один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.

Акустический метод

Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов (на картинке внизу). В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.

Пример поиска поврежденной линии акустическим способом предоставлен на видео:

Метод шагового напряжения

Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 0 в метре от первого.

Точка, в которой кабель поврежден, находится под первым штырем, при условии, что сигнал будет максимальным. Более подробно о шаговом напряжении вы можете узнать из нашей статьи!

Индукционный метод

Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства, например, установку прожигающую кабель ВУПК-03-25:

Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.

На видео ниже наглядно демонстрируется нахождение аварийного участка прожигом:

Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Итак, определить место обрыва трассоискателем не сложно. Конец провода, в котором есть обрыв, подключают к генератору, который посылает в него импульсы определенной частоты. Проводя рамкой по месту прокладки проводки, в наушниках будет отчетливо слышен звук, который образуется в результате воздействия импульсов. Как только звук пропадет, отметьте это место на стене – это и будет точка повреждения провода.

Отыскать обрыв в фазном проводе также поможет бесконтактный указатель напряжения. Здесь все просто. Ведем прибор по стене до тех пор, пока индикатор наличия напряжения перестанет гореть. Проводим прибором несколько раз по кругу в данной области стены, чтобы убедиться, что мы не ушли с маршрута прохождения проводов. Отсутствие свечения индикации укажет на ориентировочное место обрыва.

В завершение хотелось бы отметить, что трассоискателем и бесконтактным указателем напряжения можно пользоваться для поиска повреждений проводки под штукатуркой или же под гипсокартоном.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по поиску КЗ в проводке:

Вот мы и рассмотрели самые известные методики поиска места повреждения кабеля. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

Способы определения мест повреждений кабельных линий

При повреждении кабельной линии определяют предварительно зону повреждения, а затем уточняют и выявляют место повреждения, применяя в зависимости от характера повреждения индукционный, акустический, петлевой, емкостный, импульсный методы или метод колебательного разряда (рис. 1 и 2).

Индукционный метод (см. рис. 1,а) применяется при пробое изоляции между двумя или тремя жилами кабеля и малом переходном сопротивлении в месте пробоя. Метод основан на принципе улавливания сигналом на поверхности земли при пропуске по кабелю тока 15—20 А частотой 800—1000 Гц. При прослушивании над кабелем слышно звучание (наиболее сильное — над местом повреждения и резко снижающееся за местом повреждения).

Для поиска применяют прибор типа КИ-2М и др., ламповый генератор 1000 Гц с выходной мощностью 20 ВА (типа ВГ-2) для кабелей длиной до 0,5 км, машинный генератор (типа ГИС-2) 1000 Гц, мощностью 3 кВА (для кабелей длиной до 10 км). Индукционным методом определяют также трассу кабельной линии глубину заложения кабеля и место расположения муфт.

Рис. 1. Методы (схемы) определения места повреждения кабельной линии: а — индукционный, б — акустический, в — петлевой, г — емкостный

Рис. 2. Изображение на экране прибора ИКЛ места повреждения в кабельной линии: а — при коротком замыкании жил кабеля, б — при обрыве жил кабеля.

Акустический метод (см. рис. 1,б) используют для определения непосредственно на трассе места всех видов повреждений кабельной линии при условии создания в этом месте звукового удара, воспринимаемого на поверхности земли при помощи акустического аппарата. Для создания электрического разряда в месте повреждения кабеля должно быть сквозное отверстие, образуемое при прожигании кабеля газотронной установкой, а также достаточное переходное сопротивление для образования искрового разряда. Искровые разряды создаются генератором импульсов, а воспринимаются приемником звуковых колебаний типа АИП-3, АИП-Зм и др.

Петлевой метод (см. рис. 1,в) применяется в случаях, когда жила с поврежденной изоляцией не имеет обрыва, одна из неповрежденных жил имеет хорошую изоляцию, а величина переходного сопротивления в месте повреждения не превышает 5 кОм. При необходимости снижения величины переходного сопротивления изоляцию дожигают кенотроном или газотронной установкой. Питание схемы — от аккумулятора, а при больших переходных сопротивлениях — от сухой батареи БАС-60 или БАС-80. Для определения места повреждения на одном конце кабеля соединяют неповрежденную жилу с поврежденной, а на другом конце к этим жилам присоединяют измерительный мост с гальванометром, питаемых аккумулятором или батареей. Уравновешивая мост, определяют место повреждения по формуле

где L х — расстояние от места измерения до места повреждения, м, L — длина кабельной линии (если линия состоит из кабелей разного сечения, длину приводят к одному сечению, эквивалентному сечению наибольшего отрезка кабеля), м, R1 , R2 — сопротивления плеч моста, Ом.

Отклонение стрелки прибора в обратном направлении при перемене концов проводов, присоединяющих прибор к жилам, свидетельствует о том, что повреждение находится в самом начале кабеля со стороны места измерения.

Емкостным методом (см. рис. 1,г) определяют расстояния до места повреждения при обрыве жил кабеля в соединительных муфтах. При обрыве одной жилы измеряют ее емкость C1 сначала с одного конца, а затем емкость C2 этой же жилы с другого конца, после чего делят длину кабеля пропорционально полученным емкостям и определяют расстояние до места повреждения l х, пользуясь формулой

При глухом заземлении поврежденной жилы с одного конца измеряют емкость одного участка и целой жилы , а затем определяют расстояние до места повреждения по формуле

Если емкость С1 оборванной жилы можно замерить только с одного конца, а остальные жилы имеют глухое заземление, то расстояние до места повреждения можно определить по формуле

где С o — удельная емкость жилы для данного кабеля, принимаемая по таблицам характеристик кабелей.

Для измерения емкостным методом применяют генераторы частотой 1000 Гц и мосты: постоянного тока (только при чистом обрыве жил) и переменного тока (при чистых обрывах жил и при переходных сопротивлениях 5 кОм и выше).

Импульсным методом (см. рис. 2) определяют место и характер повреждения. Метод основан на измерении прибором ИКЛ интервала времени t х, мкс, между моментом подачи импульса и приходом его отражения, определяемого из равенства

где n — количество масштабных отметок на экране прибора ИКЛ,

c — цена деления масштабной отметки, равная 2 мкс.

Расстояние l х от начала линии до места повреждения находят, приняв скорость распространения v импульса по кабелю равной 160 м/мкс, по формуле

Метод колебательного разряда применяется для выявления «заплывающих» пробоев изоляции, возникающих в кабельных муфтах вследствие образования в них при испытаниях полостей, играющих роль искровых промежутков. Для определения места пробоя на поврежденную жилу подают напряжение от кенотронной установки, а по показаниям прибора (ЭМКС-58 и др.) определяют расстояние до места пробоя.

Как найти обрыв кабеля в земле

Обрыв электрического кабеля — это одна из разновидностей повреждения кабеля. Часто встречается в низковольтных сетях 220/380 вольт и 0.4 кВ, а также обрыв проводки в стенах и кабельных каналах.

Для поиска обрыва в кабельных линиях используется передвижная кабельная электролаборатория оснащённая специальным оборудованием.
Заказать услуги электролаборатории для определения места обрыва кабеля и поиск места повреждения кабеля можно позвонив по:
8-916-599-3477 в Москве и области.
8(499)-398-2030 в Туле, Калуге, Рязани и ЦФО .

Поиск обрыва кабеля/кабельной линии/провода

Так же не менее опасен случай обрыва нуля. При обрыве нуля нулевая точка будет смещаться к тому потребителю, который загружен больше. В результате нагруженный потребитель получит в розетке не 220 В, а, к примеру, 120 В, тогда как его сосед будет иметь 260 В. Если же в одной квартире вообще нет нагрузки, то все 380 В будут в розетках этой квартиры. Что произойдет с электроприбором при подключении, представляете?

При обрыве высоковольтного кабеля, к примеру при строительных работах, без электропитания остается дом/квартал/завод и т.д. И если от электроснабжения зависит много на производстве, предприятие начинает терять деньги (зарплата начисляется, аренда капает, транспорт ждет . ) или прибыль. Следует немедленно устранять проблему, и если своими силами это не возможно, то стоит обратиться к профессионалам в этом вопросе. К тому же самостоятельное решение проблем с электричеством не безопасно.

Для определения зоны обрыва используют такие основные методы:

Часто применяем в своих работах трассоискатели известных марок (зарекомендовавшими себя ранее). Они с небольшой погрешностью позволяют определить место обрыва силовой линии под скрытыми поверхностями (земля, бетон). Совместно с трассоискателями используем генераторы (для работах на обесточенных высоковольтных линиях).
Если при первичном монтаже кабельных линий использовать профессиональную команду электриков, то можно заранее заложить специальные маяки, которые в дальнейшем помогают сократить время поиска обрыва кабеля. Не пренебрегайте услугами квалифицированных электромонтажников, имеющих допуски и лицензии на проведение работ.
Так при обращении в профессиональные компании по ремонтно-восстановительным работам вы получаете качественное выполнение услуг, т.к. специалисты обладают всем необходимым оборудованием, сокращающим и упрощающим поиск и устранение обрывов кабеля:

• Кабельные рефлектометры и мосты (для предварительной локализации повреждений и неоднородностей в кабельных линиях)
• Генераторы высоковольтных импульсов (для генерирования высоковольтных импульсов при поиске мест повреждения силовых кабелей акустическим методом)
• Акустические приемники (для поиска и точной окончательной локализации повреждений силовых кабелей акустическим методом)
• Прожигающие установки (для преобразования высокоомных повреждений в низкоомные путем прожига дефектного места изоляции большим током)
• Трассоискатели и трассодефектоискатели (для определения местоположения и направление кабельных линий)
• Испытательное оборудование (для испытания и диагностики кабелей, до и после ремонта)

Ремонт кабельных линий до 10 кВ ● Ремонт кабеля ● Поиск повреждения кабеля ● Монтаж концевых муфт ● Восстановление кабеля ● Ремонт высоковольтного кабеля ● Ремонт обрыва кабеля ● Испытания кабеля 10 кв ● Поиск места повреждения кабеля ● Услуги электролаборатории

Как найти обрыв кабеля в земле

Поиск повреждения кабеля в земле

Определение места повреждения силового кабеля и кабельных линий

Определение мест повреждения кабельных линий (ОМП), наравне с подтверждением и испытаниями кабеля, является основной задачей электролаборатории при проведении работ по ремонту и восстановлению кабельных линий.

Поиск повреждений кабельных линий должен проводиться с выполнением условий:

• Погрешность не должна превышать установленный параметр. Для этого необходимо учитывать все нюансы земляных работ.
• Существует ограничение по времени на выполнение работ по поиску повреждения кабеля: не более нескольких часов.
• Обязательно соблюдать технику безопасности для работающего персонала.

Если поиски места повреждения затянутся, то в место дефекта может попасть влага. В этом случае придётся заменить весь увлажнённый участок кабельной линии, а это — несколько десятков метров! Подобный ход дела увеличит и объем земельных работ, и смету на их проведение. В то же время оперативное отыскание места повреждения подразумевает замену участка линии не более 5 м в длину.

Этапы поиска разрыва кабеля под землей

Поиск обрыва кабеля в земле проводится в 2 этапа:

• при помощи специальных приборов находят участок повреждения;
• уточняют конкретную область разрыва.

Для начала при помощи мегаомметра необходимо замерить сопротивление изоляции в течение одной минуты. Если показатель ниже нормы, то прибегают к испытаниям кабельных линий повышенным напряжением.

Мегаомметр

Выбор метода нахождения места повреждения КЛ зависит от характера дефекта и от величины переходного сопротивления. Трёхфазная линия КЛ подвержена таким видам повреждений:

• замыкание на землю одной, двух или всех трёх жил;
• соединение проводов друг с другом;
• обрыв жил без заземления;
• заплывающий пробой, проявляющийся в форме короткого замыкания.

Для снижения переходного сопротивления могут использоваться генератор высокой частоты или кенотрон. Но процесс этот в каждом случае может проходить по-разному: в большинстве случаев уже через 20 секунд сопротивление снижается до десятков Ом. В муфтах этот процесс может длиться несколько часов.

Когда зона дефекта обнаружена, переходят к поиску конкретного места обрыва. Для увеличения эффективности пользуются сразу несколькими методами поиска с одного конца кабеля, либо применяют одну методику, но движутся сразу с двух концов одновременно.

Методы поиска повреждения кабеля

Специалисты нашей электролаборатории владеют всеми возможными методами поиска повреждения кабеля в земле. Мы даём гарантию, что обрыв будет найден в кратчайший срок и устранён без вреда для кабельной линии и вашего оборудования. В своей работе мы используем:

• Импульсный метод.
  Мы подаём специальный зондирующий импульс переменного тока, который отразится от места дефекта. Замерив интервал времени и зная скорость распространения импульса 160м/мкс, мы находим место дефекта.
• Метод колебательного разряда.
  От кенотронной испытательной установки подаётся напряжение, плавно увеличивающееся до величины пробоя. Период колебаний даёт возможность определить расстояние до точки разрыва.
• Метод петли — используется «мост» постоянного тока.

Метод петли (схема).

• Ёмкостный метод — замеряем ёмкость оборванной линии и находим разрыв индукционным, акустическим методом либо методом накладывания рамки.
• Индукционный метод с использованием приёмочной рамки позволяет установить глубину, на которой заложен поврежденный кабель.
• Акустический метод основан на прослушивании звуковых колебаний после подачи искрового заряда.
• Метод накладной рамки позволяет прослушивать сигналы от поля пары токов: в месте повреждения сигнал будет монотонным

Метод импульсной рефлектометрии (TDR). Как найти обрыв в кабеле.

Метод импульсной рефлектометрии (TDR). Как найти обрыв в кабеле.

Найти обрыв в кабеле или определение места другого повреждения кабеля — одна из основных задач встающих перед инженером-измерителем в его повседневной практике. Поиск места повреждения кабеля — это в наиболее сложных случаях целый комплекс измерительных процедур, использующий три основные группы кабельных приборов:

• рефлектометры реализующие импульсный метод (как для силовых, так и для слаботочных кабелей ), импульсно-дуговой и волновой методы (для силовых кабелей): позволяют с высокой точностью( до 0.01% ) определять расстояние до неоднородностей волнового сопротивления кабеля и таким образом определять: длину кабеля, определять расстояние до обрыва и короткого замыкания кабеля, определять места «замокания кабеля», определять муфты кабеля и места кроссировок, в том числе и определять ошибки кроссировки, места пониженной изоляции;
• кабельные-мосты реализующие мостовые методы поиска повреждений, позволяют как найти место повреждения кабеля ( обрыв, пониженное сопротивление изоляции, короткое замыкание), так и измерить основные электрические параметры кабеля (измерение сопротивления шлейфа, измерение сопротивления изоляции, измерение электрической ёмкости;
• трассоискатели и трассодефектоискатели реализующие индукционный и контактный методы — это приборы позволяющие на местности проводить отыскание места повреждения кабеля типа обрыв, найти короткое замыкание, места пониженной изоляции (утечка на землю), определять направление и глубину залегания кабеля. К таким приборам предъявляются весьма жесткие требования в смысле помехозащищенности и избирательности приёмного тракта.

Эта статья содержит необходимый объём информации, позволяющей вам понять основные принципы функционирования импульсных рефлектометров, а также методику анализа графиков рефлектограмм. В статье приводится анализ графиков характерных дефектов: обрыв кабеля, короткое замыкание жил кабеля, разбитость пар в кабеле типа ТПП, намокание кабеля,- а также обнаружение прочих устройств на кабельной линии: муфта, сростка кабеля, определение места параллельного подключения к кабелю. В статье даются рекомендации по применению различных методик измерения, в зависимости от характера дефекта кабеля. Эта статья может быть полезна как начинающему инженеру (кабельщику), так и опытному специалисту.

Принцип действия импульсных рефлектометров

Для начала определимся с терминами. Далее в тексте мы будем оперировать понятиями рефлектометрия и импульсная рефлектометрия.

Рефлектометрия – это технология, позволяющая определять различные характеристики исследуемой среды по отражению отклика сигнала: поверхности (например, определение коэффициентов отражения и поглощения) или объемной среды (например, изучение распределения неоднородностей в оптическом волокне).

Импульсная рефлектометрия – это область измерительной техники, которая основывается на получении информации об измеряемой линии по анализу её реакции на зондирующее (возмущающее) воздействие. Импульсная рефлектометрия применяется как для металлических кабелей всех типов, так и для волоконно-оптических кабелей связи.

В этой статье акцент сделан именно на импульсную рефлектометрию для металлических кабелей всех типов. Типы кабелей, на которых может применяться импульсный рефлектометр, приведены на Рис. 1.
Импульсный рефлектометр не может применяться для анализа одножильных проводов, однако если жилы объединены в систему с чётко выдержанным изолирующим расстоянием между ними (например, ЛЭП), то импульсный рефлектометр рассматривает её как кабельную линию.

Рис.1 Типы кабелей

Рассмотрим структурную схему импульсного рефлектометра:

Рис.2 Структурная схема импульсного рефлектометра

Генератор зондирующих импульсов посылает в кабельную линию короткий электрический импульс. Приёмник отражённых сигналов через равные промежутки времени захватывает сигнал с линии и отображает их на устройстве отображения прибора. Таким образом, на экране импульсного рефлектометра строится график, на котором по вертикальной оси отображается амплитуда отражённого сигнала, а по горизонтальной оси – время. Строго говоря, импульсный рефлектометр измеряет именно временную задержку между входным воздействием и отражённым сигналом. Однако, зная скорость распространения электромагнитной волны в кабеле, можно трансформировать ось времени в ось расстояний, что и сделано во всех импульсных рефлектометрах. Более подробная информация содержится в разделе статьи, посвящённой коэффициенту укорочения (КУ).

Работу импульсного рефлектометра очень просто разъясняет пример длинного тоннеля. Мы можем не видеть конца этого тоннеля, но если крикнуть в него, то через некоторое время мы услышим эхо, возвещающее нам о том, что наш крик отразился от конца тоннеля и вернулся назад в виде эхо. Иногда мы можем услышать множественное эхо, когда сигнал несколько раз отражается от начала и конца тоннеля (об этом мы вспомним, когда будем рассматривать процесс согласования прибора с кабельной линией).

Волновое сопротивление (импеданс) кабельной линии

Сейчас мы сделаем небольшое отступление, и рассмотрим кабельную линию с точки зрения физики. Одной из важнейших характеристик кабеля является волновое сопротивление Zo. Если кабель исправен и его волновое сопротивление не меняется — сигнал проходит по кабелю без отражений. Если имеет место обрыв, короткое замыкание или иная неоднородность — сигнал отражается полностью, или частично, причем коэффициент отражения определяется следующим образом:

Ф1. Коэффициент отражения

где Z – волновое сопротивление в точке неоднородности. Для дальнейшего понимания процесса рассмотрим модель кабеля. Любую кабельную линию можно описать в терминах погонных величин: емкости C, индуктивности L, активного сопротивления R и межпроводной проводимости G, как это показано на рис. 3. Таким образом, бесконечный кабель моделируется бесконечной цепью одинаковых малых кусочков единичной длины, имеющих указанные погонные характеристики.

Рис. 3 Эквивалентная схема кабельной линии

Известна связь погонных характеристик и волнового сопротивления кабеля:

Ф2. Импеданс кабельной линии

В области высоких частот, наиболее интересной для импульсной рефлектометрии, формулу можно упростить, так как в этой области R

Рис. 4 Выходное сопротивление рефлектометра БОЛЬШЕ волнового сопротивления кабельной линии (Rреф > Zo)

Рис. 5 Выходное сопротивление рефлектометра МЕНЬШЕ с волнового сопротивления кабельной линии (Rреф

Как найти обрыв кабеля в земле

Группа: New
Сообщений: 6
Регистрация: 21.5.2013
Пользователь №: 193181

Добрый день, уважаемые коллеги!
Прошу Вас помочь в следующем вопросе.
Есть насосная станция 3-го подъема. Она запитывается от КТП, от КТП брошен по воздуху кабель на опору №2, с опоры кабель уходит в землю и выходит в насосной. Кабель алюминиевый 4х25. Пропала одна фаза. Измеряли на опоре. С опоры уходит. А вот в насосную не приходит. Подскажите, пожалуйста, какими методами можно обнаружить пропажу. Хотел применить прибор ГКИ-4+ИПК4, но прибор оказался не рабочим. Да и вряд ли он поможет. Ведь кабель 4-жильный, с наружной изоляцией, поэтому мала вероятность что перегоревшая фаза будет на земле. Кто-нибудь сталкивался с такими вопросами?
Заранее благодарен!

практикующий инженер со стажем.

Группа: Участники форума
Сообщений: 860
Регистрация: 1.12.2009
Из: Сибирь-матушка
Пользователь №: 41581

Как раз вероятнее что отрыв где-то в земле (поскольку по ПУЭ (и здравому смылсу тоже) в земле мощность рассеяния тепла от кабеля меньше). Насчёт того как искать. Вы бы для начала написали кабель одинаковый по воздуху и в земле? по пути нет распаечных коробок? Если кабель без разрывов (т.е. без распаечных коробок/сочленений и т.п.) и имеет существенную длину (сотни метров и более), то самый лучший вариант на мой взгляд замерить с обоих концов погонную ёмкость по всем жилам. По идее она должна быть практически одинаковой для всех целых жил кабеля и различаться для пробитой жилы с разных её концов. Далее путём простейших математических вычислений определяем приблизительное место точки обрыва жилы. Как-то так. Удачи!
P/S: перед замерами разумеется нужно заземлить все жилы кабеля кроме замеряемой + заземлить экран ежели таковой имеется

Сообщение отредактировал kdu — 3.6.2015, 6:07

Группа: Участники форума
Сообщений: 2731
Регистрация: 16.2.2012
Пользователь №: 140571

Группа: New
Сообщений: 6
Регистрация: 21.5.2013
Пользователь №: 193181

Прошу прощения, действительно, не написал про сам кабель. С КТП до опоры №2 уходит провод а-35, а к нему рядом с опрой подмотан АВВГ-25, который и уходит в землю.

Группа: Участники форума
Сообщений: 2731
Регистрация: 16.2.2012
Пользователь №: 140571

Определение места повреждения кабеля индукционным методом

С помощью индукционного метода поиска локализуются обрывы жил, замыкания жила-жила, жила-оболочка, двух- и трехфазные замыкания устойчивого характера при различных значениях переходного сопротивления в месте дефекта. Основные принципы поиска индукционным методом, изложенные в статье реализуются с применением специализированного оборудования. Указанные в статье конкретные величины параметров получены при использовании поискового оборудования семейства КП-100К, КП-250К и КП-500К производства компании «АНГСТРЕМ» (применение иного оборудования с использованием указанных в статье величин параметров может оказаться безуспешным). Для всех видов повреждений перед началом ОМП (определение места повреждения) определяют и размечают трассу кабеля.

Поиск обрыва жилы

Генератор поисковый подключается к кабельной линии по схеме «оборванная жила-броня» — Рис. 1 (а)

Рис.1 — Непосредственное подключение генератора по схеме «оборванная жила — броня»

Этот вариант поиска использует наличие распределенной емкости кабельной линии. Сигнальный ток генератора протекает через подключенную к нему поврежденную жилу, распределенную емкость кабеля и броню кабельной линии. При удалении от начала кабеля ток в подключенной жиле постепенно убывает из-за ответвления на распределенную по длине емкость. Соответственно интенсивность поля, вокруг кабеля, при удалении от точки подключения к генератору также убывает. Напряженность магнитного поля над кабелем в месте обрыва становится нулевой. Характер изменения магнитного поля вдоль кабельной линии показано на Рис. 1 (б).

Как видно из графика точность определения места обрыва невысока. Чтобы уменьшить погрешность определения места обрыва целесообразно подключать генератор поочередно к разным концам поврежденной жилы, проводя поиск на участке, к которому подключен генератор.

Для увеличения напряженности магнитного поля над кабельной линией, необходимо увеличить ток, протекающий по кабелю. Это позволит более четко отслеживать сигнал. Увеличения тока можно добиться уменьшением емкостного сопротивления, либо увеличением частоты генератора. Уменьшить емкостное сопротивление можно увеличив погонную емкость кабеля параллельным соединением нескольких жил кабеля.

Для повышения точности определения места повреждения можно рекомендовать следующую последовательность действий. Генератор подключают к одному концу кабеля. Следуют вдоль трассы, контролируя уровень сигнала на приемнике. При уменьшении сигнала до определенного уровня, например, до 5 ед. отмечают на трассе эту точку. Затем генератор подключают к другому концу кабеля и повторяют процедуру. Расстояние между двумя отмеченными точками с одинаковым уровнем сигнала делят пополам. Это и будет наиболее вероятная точка обрыва.

Поиск междуфазного повреждения

При стандартной по глубине прокладке кабеля этот вид повреждения как правило не вызывает затруднений в его локализации.Генератор для поиска повреждений кабеля подключается к двум замкнутым в месте повреждения жилам кабельной линии по схеме, показанной на Рис. 2.

Рис.2 — Схема подключения генератора к двум поврежденным жилам кабельной линии в случае их короткого замыкания.

Сигнальный ток генератора протекает непосредственно по поврежденным жилам кабельной линии во встречных направлениях. Как известно в этом случае магнитное поле, создаваемое током обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля. Генератор при поиске включен в режиме непрерывной генерации. Поиск производится на минимальной частоте — 480 Гц. Эта частота оптимальна с точки зрения минимизации потерь и наводок на соседние коммуникации и позволяет локализовать междуфазные повреждения на расстояниях в несколько километров.

Перед началом поиска повреждения необходимо выбрать и задать минимальный ток генератора, при котором приемник уверенно принимает сигнал генератора на максимальной чувствительности. Реализация этого правила требует наличия двух операторов. Один из операторов регулирует уровень сигнального тока, пошагово повышая его и одновременно фиксируя его стабильность. Второй оператор, находящийся над трассой кабеля в зоне повреждения с приемником ПП-500А или ПП-500К, фиксирует момент появления сигнала достаточного для уверенного поиска. На практике достаточно сигнального тока, обеспечивающего при максимальной чувствительности приемника уровень сигнала в 25…50% полной шкалы его индикатора. Хотя решающим в выборе может быть личный опыт оператора. Например, для кабеля ААБ сечением 50 кв.см, проложенного на глубине 70 см при частоте генератора 480 Гц и небольшом расстоянии от места подключения генератора до повреждения достаточно тока 100…200 мА. Работа на частоте 9796 Гц требует существенно большего тока.

Если выбранный сигнальный ток остается стабильным, значит, сопротивление в точке повреждения кабеля не изменяется под воздействием протекающего тока. Это гарантирует успех поиска не зависимо от величины переходного сопротивления в точке повреждения — стабильность сопротивления дефекта здесь ключевой фактор. В случаях, когда замыкание произошло в результате аварии его сопротивление, как правило, близко к нулю и достаточно стабильно. Повреждения обнаруженные в процессе испытания могут иметь очень большие сопротивления. Если это сопротивление не меняет свою величину при протекании тока от поискового генератора и приемник обладает достаточной чувствительностью, то для локализации места повреждения можно применять индукционный метод поиска (без прожига). Однако элементарный расчет показывает, что такая ситуация возможна только для достаточно низких переходных сопротивлений.

Кроме того, минимальный сигнальный ток позволяет минимизировать сигнал, наведенный на близко расположенные коммуникации и помехи на приемник от этих коммуникаций.

Если в месте повреждения есть электрический контакт поврежденной жилы с оболочкой желательно устранить его, например, воздействуя на ненужный контакт высоковольтным импульсом.

При движении оператора с приемником вдоль трассы кабельной линии уровень принимаемого сигнала будет периодически уменьшаться и увеличиваться. Это объясняется наличием повива (скрутки) жил кабельной линии. Из-за повива жил и взаимовлияния магнитных полей от двух противоположно направленных токов в жилах вокруг кабеля возникает результирующее спиральное поле («твист-эффект»). На индикаторе приемника это и будет проявляться периодическим изменением сигнала с шагом повива. На Рис. 3 (а) показаны повив двух короткозамкнутых жил кабельной линии и токи в них. На Рис.3 (б) приведен график уровня сигнала при движении с горизонтально расположенной катушкой приемника вдоль трассы кабельной линии. На Рис.3 (в) показано распределение магнитных полей от двух свитых жил в разрезе А–А и В–В кабельной линии. При вертикальном расположении поисковой катушки слышимость также периодически изменяется из-за скрутки, рис. 3 (г). В точке повреждения может быть, как увеличение, так и уменьшение уровня сигнала. Это зависит от ориентации жил в месте повреждения. После прохождения места повреждения уровень сигнала снижается до нуля, периодически меняющийся сигнал обусловленный шагом скрутки отсутствует. Наличие сигнала скрутки до места повреждения и отсутствие после — главный признак, позволяющий точно локализовать место междуфазного повреждения. Следует помнить, что сигнал с шагом повива будет наблюдаться при глубине прокладки кабеля не превышающей шаг повива более чем на 20…50%.

Рис.3 — Изменение сигнала кабельной линии из-за повива

На рис. 4 показана кабельная линия с муфтой и участком, имеющим увеличение глубины залегания. Вверху приведена зависимость интенсивности магнитного поля кабельной линии от длины. Над муфтами и другими неоднородностями кабельной линии интенсивность магнитного поля изменяется. Непосредственно над муфтой уровень сигнала увеличивается за счёт большего расстояния между жилами в муфте. Длина интервала с максимальным уровнем сигнала увеличивается относительно шага скрутки кабеля (c>d, рис. 4). За муфтой сигнал опять меняется по уровню с шагом скрутки. По этим признакам определяется место расположения муфты на кабеле. В местах, где кабельная линия плавно уходит на большую глубину наблюдается плавное уменьшение интенсивности магнитного поля. В местах, требующих особой защиты кабельной линии от механических повреждений, кабель прокладывают в металлических трубах. В этих случаях из-за экранирования наблюдается значительное ослабление интенсивности магнитного поля. В месте короткого замыкания между жилами кабельной линии ток от индукционного генератора меняет свое направление, структура магнитного поля вокруг кабеля изменяется, и компенсация от жил проявляется более слабо. Поэтому над местом повреждения интенсивность магнитного поля увеличивается (Рис. 4), а после прохождения места повреждения плавно уменьшается, при этом сигнал от шага скрутки практически не наблюдается.

Рис.4 — Кабельная линия с неоднородностями и распределение магнитного поля по длине

Трудности при локализации междуфазного повреждения возникают, когда кроме основного полезного сигнального тока протекающего по жилам кабеля присутствуют, так называемые, токи растекания. Эти токи возникают, если кроме основного пути для тока (генератор — жила 1 — повреждение — жила 2 — генератор) существуют пути утечки тока на «землю». Например, в месте повреждения есть утечка или замыкание на оболочку и броню. Ток растекания в отличие от сигнального является током одиночного проводника. Поле, создаваемое таким током, убывает обратно пропорционально расстоянию от кабеля в то время как поле сигнального (ток пары проводников) обратно пропорционально квадрату расстояния. Понятно, что в таком случае токи растекания даже значительно меньшие сигнального могут создать поле «забивающее» полезное поле сигнального тока. Радикально решить эту проблему можно ликвидировав замыкание или утечку в месте повреждения и разорвав все связи кабеля с землей. Однако если кабель имеет не одно повреждение и заземленные муфты такое решение проблематично.