Испытание кабелей - Отыскание места повреждения кабеля Испытание кабелей

Страница 8 из 8

Методы, с помощьюкоторых отыскивают непосредственно место повреждения кабеля, носят название абсолютные и к ним относятся: индукционный метод;метод накладной рамки; акустический метод; метод измерения потенциалов.

Как правило,применению абсолютных методов предшествует отыскание участка повреждения кабеля с помощью относительных методов.

а) Индукционный метод.

Данный методприменяется при определении места повреждения кабеля с замыканием жил между собой и при переходном сопротивлении в месте замыканияне более 10 Ом, а также для определения трассы и глубины залегания неповрежденногокабеля и места расположения кабельных муфт.

Метод основан нафиксации характера изменения электромагнитного поля над кабелем с помощью приемного устройства при пропускании по кабелю токазвуковой частоты. В качестве приемного устройства выступает антенна, в которойпод действием переменного электромагнитного поля наводится э.д.с., усиливаемаяусилителем и воспроизводящая звуковые сигналы с помощью телефона (см. рис. 20). Вкачестве источника тока используют генератор звуковой частоты 800-1200 Гцнапряжением 100-200 В и током до 20 А (например, генератор ОП-2).

Определение местазамыкания между жилами осуществляется по схеме рис. 20. Выводы генератора присоединяют к поврежденным жилам кабеля иподается ток звуковой частоты. Одновременно по трассе кабеля проходит оператор,прослушивающий через телефон звучание наведенных от кабеля в антеннеэлектромагнитных волн. Звучание периодически изменяется в соответствии с шагом скрутки жилкабеля (1-2,5 м). В месте нахождения муфт звучание усиливается при одновременномуменьшении периодичности. При подходе к месту повреждения звучание сигналаусиливается, а на расстоянии примерно 0,5 м за повреждением прекращается.

Индукционный метод

Рис. 20. Схема определения повреждения кабеля индукционным методом (а) и характер изменения э.д.с. антенны вдоль кабеля.

При определении местаповреждения полезно знать распределение магнитного поля при прохождении тока звуковой частоты по жилам кабеля и характеризменения э.д.с. наводимой в антенне (см. рис. 21). Наводимая в антенне э.д.с.существенно за висит от расположения антенны над кабелем. Так при вертикальнойориентации магнитной оси антенны максимальное значение э.д.с., а следовательно,максимальное звучание, будет иметь место непосредственно над кабелем. В этом положениивитки антенны будут пересекаться максимальным магнитным потоком. Интенсивностьзвучания будет уменьшаться при перемещении антенны поперек кабеля (см. рис. 21кривая 1). При горизонтальной ориентации магнитной оси антенны минимальное звучаниебудет иметь место непосредственно над кабелем (см. рис. 21 кривая 2), аинтенсивность звучания увеличивается при поперечном перемещении антенны относительнокабеля.

Для повышениядостоверности определения места повреждения рекомендуется осуществлять поиск включая генератор поочередно с одного и другого концакабеля. При наличии повреждения звучание будет прекращаться в одном и том жеместе.

Наводимая в антеннеэ.д.с. уменьшается пропорционально квадрату расстояния от оси кабеля. Для того чтобы звучание не пропадало необходимо, как можноточнее, выставлять антенну над осью кабеля. Для повышения уровня звучанияувеличивают ток пропускаемый по жилам кабеля.

Рис. 21.Характер изменения э.д.с., наводимой в антенне для вертикального (1) и горизонтального (2) положений оси антенны и распределение магнитного поля пары токов при горизонтальном (а) и вертикальном (б) расположения жил кабеля.

Определение местаоднофазного замыкания на оболочку кабеля изложенным методом теоретически возможно, но практически осуществить трудно даже приналичии большого практического опыта. Это вызвано тем, что в месте поврежденияток растекается по оболочке кабеля в обе стороны и, следовательно, звучание заместом повреждения не прекращается в отличие от случая рассмотренного выше. Дляотыскания таких повреждений применяют метод накладной рамки, который являетсяразновидностью индукционного метода.

Представленный методиспользуется также для определения трассы кабеля. На рис. 22 представлены схема включения генератора, характер измененияэ.д.с. наводимой в антенне и распределение магнитного поля. В данном случае пригоризонтальной ориентации магнитной оси антенны наводимая э.д.с. имеет максимальноезначение над кабелем (кривая 2), так как витки обмотки антенны пересекаютсямаксимальным магнитным потоком. Обратная картина наблюдается при вертикальнойориентации оси, так как витки обмотки антенны в данном случае не пересекаются магнитнымпотоком.

Индукционный метод

Рис. 22. Схема определения трассы индукционнымметодом (а), характер изменения э.д.с. вдоль оси кабеля (б), характер измененияэ.д.с. при перемещении антенны поперек оси кабеля (в) и распределение магнитного поля тока одной жилы (г).

б) Метод накладнойрамки.Данный метод применяется дляопределения однофазных замыканий жилы на оболочку при открытой прокладкекабеля, а также для кабельных линий проложенных в земле в предварительноотрытых шурфах на участке повреждения кабеля.

Участок повреждения определяется одним из методов, изложенных в п. 13.4.2.

Накладная рамкавыполняет роль антенны и состоит из прямоугольной катушки, изогнутой по форме оболочки кабеля и закрытой стальным ярмом дляусиления э.д.с. пары токов. Обмотка содержит 1000 витков провода ПЭВ диаметром 0,1 мм К рис. 23).

метод накладной рамки

Рис. 23. Схема определения замыкания методом накладной рамки.

1- стальное ярмо; 2 - обмотка; 3 - оболочка кабеля.

Генератор звуковойчастоты подключают к жиле и оболочке поврежденного кабеля. Если рамка находится до места повреждения со стороны генератора, то при вращении рамки вокруг оси кабеля в телефоне за один оборот рамки будут прослушиваться два максимума и два минимума звучания. Это свидетельствует о том, что вкабеле существует поле пары то ков протекающих по жиле и оболочке. Если же рамка находится за местомповреждения, то при ее вращении вокруг оси кабеля будет прослушиваться толькомонотонное звучание, обусловленное полем одиночного тока протекающего по оболочке.Таким образом, по изменению характера звучания находят место повреждения.

Данный метод позволяетдостаточно эффективно отыскивать место повреждения кабеля при переходном сопротивлении не более единиц Ом и длине кабеля заместом повреждения до 1 км. В других случаях отыскание места повреждения спомощью накладной рамки затруднительно.

в) Акустический метод.

Данный методпредполагает создание в месте повреждения мощных электрических разрядов, которые сопровождаются звуковыми колебаниями. Последниефиксируются на поверхности земли с помощью стетоскопа или пьезоэлемента сусилителем. Место повреждения определяется по наибольшему звучанию, вызванномуразрядами.

Акустический методприменяется для определения места повреждения, носящий характер "заплывающего" пробоя, а также при обрыве жил кабеля.

Для создания разрядовв месте повреждения используется электрическая энергия, накапливаемая в конденсаторах или в самом кабеле путем заряда отвыпрямительной установки (рис. 24).

Акустический метод

Рис. 24. Схемы определения места повреждения акустическим методом.

а - при устойчивом замыкании жилы на оболочкукабеля; б - при "заплывающем" пробое; в - использованием емкостинеповрежденных жил; г - при обрыве жилы кабеля.

Энергия, накапливаемая в конденсаторе или кабеле, пропорциональназаряжаемой емкости и квадрату приложенного напряжения и составляет 100 Дж иболее. При достижении напряжения пробоя эта энергия расходуется за очень короткоевремя и в месте повреждения происходит мощный удар, сопровождаемый соответствующимзвуковым эффектом.