Причины и виды повреждений кабельных линий
Главными причинами повреждений кабельных линий являются механические и химические воздействия, недочеты в проектировании или непосредственно в процессе прокладки КЛ. Суммируя разнообразие факторов, можно выделить ряд основных причин:
- Сдвиги и осадка грунта – чаще всего формируются в ходе аварийных ситуаций на тепловых, канализационных и водопроводных сетях, но также могут быть спровоцированы сезонными изменениями, включая весеннее оттаивание;
- Термическая перегрузка – возникает из-за несоблюдения допустимой нормы эксплуатации кабельной линии;
- Короткое замыкание – происходит по причине износа КЛ и коммутационных аппаратов, пробоях изоляционного слоя, попадания воды на токоведущие шины и другое распределительное оборудование. В ходе этого наружу выделяется огромное количество энергии;
- Механическое повреждение – часто вызвано проведением земляных работ в местах пролегания кабельных линий;
- Естественное старение изоляционного слоя – формируются постепенно из-за блуждающего тока и химических особенностей грунта;
- Производственный брак – это наличие тех или иных дефектов, часто проявляющихся в нарушении целостности оплетки и неправильной формы жилы. Определение места повреждения кабеля индукционным методом.
К механическим повреждениям относятся обрывы, пробои и деформации кабельных оболочек. Электрические неисправности возникают из-за коротких замыканий или перегрузок и проявляются однофазным или межфазным замыканием. Повреждения, вызванные перегрузкой, приводят трещинам и плавлению изоляционного слоя. Химические разрушения – это коррозия металлических элементов и ускоренный износ изоляции в условиях повышенной влажности или воздействия агрессивной среды. В редких случаях целостность кабельных линий также нарушается и в ходе экстремальной непогоды: ливневый дождь, молнии и сильный ураган.
Ремонт кабельных линий
Ремонтные работы подразделяются на плановые и аварийные. В первом случае ремонт носит капитальный характер, означающий полную замену кабельной линии и прокладку новых сетей, а также осмотр и выявление неисправностей распределительного оборудования. Поскольку в данном случае проводится общий ремонт, а не локальное устранение неисправностей, внимание уделяется и вентиляции/освещению кабельных туннелей, насосному оборудованию.
Аварийный ремонт напрямую связан с локализацией места повреждения наиболее подходящим методом для того, чтобы оптимизировать затраты на раскапывание и диагностику всей трассы. Первым и решающим шагом в ремонте кабельных линий является точное определение местоположения повреждения. Для этого используются различные методы локализации, но чаще всего прибегают к относительным: импульсный, мостовой, метод петли. После выявления места повреждения специалисты приступают к выявлению его характера и глубины при помощи абсолютных методов. Работники также проводят дополнительные проверки, чтобы убедиться в отсутствии сопутствующих повреждений, которые могли возникнуть в результате первичного инцидента.
Классификация повреждений кабеля
Классификация повреждений кабельных линий является важным аспектом для систематизации и понимания разнообразных видов ущерба, с которыми кабели могут столкнуться в процессе эксплуатации. Подобная система упорядочивания облегчает диагностику, определение причин повреждений и разработку стратегии по их ремонту:
- Повреждение изоляционного слоя, провоцирующее замыкание одной фазы на землю;
- Повреждение изоляции, провоцирующее замыкание двух-трёх фазы на землю;
- Повреждение изоляционного слоя, которое вызывает замыкание двух-трёх фаз между собой;
- Обрыв от одной до трёх фаз без заземления;
- Обрыв от одной до трёх фаз с заземлением оборванных жил;
- Обрыв от одной до трёх фаз с заземлением необорванных жил;
- Заплывающий пробой изоляции, вызванный перегревом;
- Множественное повреждение кабельной линии в разных местах.
Наиболее распространенным видом повреждений являются однофазные. Здесь одна из жил кабеля замыкается на оплетку. Такая неисправность составляет порядка 80% от всех случаев. Понимание типа повреждения позволяет эффективно выбирать методы диагностики и решать, требуется ли замена поврежденного участка, ремонт изоляции или другие меры по восстановлению целостности кабельной линии.
Устройства поиска повреждения кабелей
Эффективное обнаружение повреждений в кабельных линиях требует применения специализированных устройств, предназначенных для различных типов диагностики. Технологический прогресс в области поиска и анализа повреждений кабелей привел к созданию разнообразных средств, которые существенно упрощают и ускоряют процесс локализации и определения характера ущерба.
Наиболее распространенная схема работы по обнаружению неисправностей в кабельной линии выглядит следующим образом:
- Прожиг;
- Импульсная рефлектометрия;
- Индукционный поиск;
- Подтверждение акустикой.
В связи с этим применяется специальное оборудование, благодаря которому удается осуществить локализацию повреждения кабельной линии как с прожигом, так и без:
- Прожигающие установки – подают небольшое напряжение (600 В) на поврежденную кабельную линию и постепенно увеличивают его до 5-20 кВ до момента пробоя для того, чтобы преобразовать однофазные неисправности с высоким сопротивлением в двух-трёхфазные с более низким сопротивлением и металлическим мостиком в месте дефекта;
- Рефлектометры – используются для предварительной локализации и определения расстояния (глубины) до места обрыва, пробоя или короткого замыкания. Они посылают зондирующие импульсы, которые проходят через препятствия (неисправности) и затем возвращаются обратно;
- Генераторы звуковых частот – применяются для обнаружения проблем в кабелях с использованием высокочастотного тока. Посылая ток через кабель, генератор позволяет создать магнитное поле КЛ и выявить дефекты посредством контроля его изменений;
- Импульсные трассировочные генераторы – эмитируют импульсы электрического сигнала (колебания), позволяя определить местоположение кабеля, а также выявить обрывы и короткие замыкания;
- Трассоискатели – применяют индукционный/акустический метод обнаружения повреждений. Они анализируют магнитное поле кабельной линии, выявляя отклонения от нормальных значений для того, чтобы точно определить место повреждения;
- Трассофон – работает в паре с генератором высоковольтных импульсов и улавливает малейшие акустические сигналы, характер которых анализируется на предмет отклонений от нормальных показателей.
Использование того или иного прибора для поиска повреждений кабеля под землей напрямую зависит от выбранного метода: акустического, индукционного, импульсного или же метода прожига. Выбор подходящего метода, в свою очередь, основывается на таких факторах, как глубина и направление пролегания КЛ, характер повреждения и особенности грунта.
Актуальность индукционных трассовых методов
В современном мире, где электроэнергетика и телекоммуникации играют ключевую роль в повседневной жизни, актуальность эффективных методов обслуживания и поиска повреждений в кабельных линиях становится несомненной. Среди разнообразных технологий, применяемых для поиска повреждений кабеля в земле, индукционные трассовые методы занимают заслуженное место благодаря ряду преимуществ:
- Эффективность локализации повреждений;
- Применимость для подземных линий;
- Универсальность применения;
- Минимальное воздействие на инфраструктуру;
- Совместимость с другими технологиями, методами и приборами.
Принцип работы индукционных трассовых методов заключается в контроле электромагнитного поля вдоль кабельной линии, создаваемым посредством поступающего в неё тока из генератора – это позволяет определить точное расположение и глубину пролегания коммуникации и соединительных муфт, а также установить место повреждения КЛ посредством анализа изменений в электромагнитном поле. Данная технология выявляет пробои и обрывы в изоляционном слое жил как на землю, так и между собой.
Индукционный метод поиска: общий принцип
Индукционный метод поиска повреждений в кабельных линиях представляет собой эффективный подход, основанный на использовании электромагнитных принципов. Основной идеей этого метода является генерация и подача тока вдоль кабельной линии (от генератора), что позволяет создать электромагнитное поле на всей протяженности КЛ и точно определить ее местоположение, а также выявить возможные дефекты в ходе контроля отклонений от нормальных значений сигнала.
Приведем общий принцип определения места повреждения кабеля индукционным методом:
- Генерация сигнала – процесс начинается с создания электромагнитного сигнала вблизи источника энергии. Этот сигнал, часто импульсный, создается специализированным генератором и затем подается на кабельную линию;
- Распространение по кабельной линии – электромагнитный сигнал распространяется вдоль кабеля, проникая через оболочку и взаимодействуя со структурой кабельной системы. Этот этап позволяет создать трассировку сигнала внутри кабеля;
- Индукция сигнала в окружающей среде – при распространении по кабельной линии, электромагнитный сигнал индуцирует электрический ток в окружающей среде, что создает измеримое электромагнитное поле вокруг кабеля;
- Обнаружение сигнала – специализированные детекторы или трассоискатели используются для обнаружения индуцированного магнитного поля. Это позволяет точно определить местоположение кабельной линии на поверхности земли;
- Локализация повреждений – по характеру электромагнитного сигнала можно точно определить местоположение повреждений или неисправностей в структуре кабельной линии. Это включает в себя выявление обрывов, коротких замыканий или других дефектов.
Индукционный метод поиска предоставляет высокую степень точности и оперативности в локализации повреждений, особенно в тех случаях, когда кабельные линии находятся под землей. Совмещение простоты использования и высокой эффективности делает этот метод важным инструментом в обслуживании и ремонте кабельной инфраструктуры во многих странах мира.
