Оборудование и решения для обнаружения повреждений кабеля от HV Technologies

Как найти неисправности в кабелях? Неисправности кабеля, типы и причины

Неисправности кабеля, типы, причины и способы обнаружения неисправностей в кабелях с помощью различных тестов.

Введение в неисправности кабелей

Когда электроэнергия вырабатывается на генерирующих станциях, она распределяется по разным потребителям, т.е. городам, поселкам и селам для последующего потребления. Процесс включает в себя повышение напряжения для минимизации потерь энергии в виде тепла. Повышенное напряжение распределяется по сетевым станциям, где оно понижается для распределения на местные трансформаторы, где оно, наконец, понижается и распределяется среди потребителей.

Распределение электроэнергии осуществляется по электрическим кабелям. Кабели бывают изолированные или неизолированные. Выбор использования изолированных или неизолированных кабелей (воздушные линии или подземные) в основном вступает в игру, когда энергия должна передаваться в процессе подземной установки.

В отличие от изолированных кабелей, неисправности в неизолированных кабелях легко обнаруживаются, так как наиболее распространенная неисправность, связанная с этим типом кабеля, – это обрыв и обрыв жилы кабеля или провода.

В изолированных кабелях, особенно в многожильных, неисправности бывают разных типов и имеют множество причин.
Прежде чем мы обсудим, как найти эти часто встречающиеся неисправности, давайте посмотрим, что неисправности кабеля Возможные причины и локализация этих неисправностей.

Типы неисправностей кабеля

Ниже приведены типы Неисправности кабеля Обычно встречаются в подземных кабелях.

• Неисправности холостого хода: Неисправность холостого хода — это вид неисправности, возникающий в результате обрыва проводника или вытягивания проводника из соединения. В таких случаях тока вообще не будет, так как проводник (транспортер электрического тока) оборван.
• Короткое замыкание или перекрестное замыкание: этот вид неисправности возникает, когда повреждается изоляция между двумя кабелями или между двумя многожильными кабелями. В таких случаях ток не будет течь через основную жилу, которая подключена к нагрузке, а будет течь непосредственно от одного кабеля к другому или от одного жильного или многожильного кабеля к другому. Нагрузка будет закорочена.
• Замыкания на землю или замыкания на землю: Этот вид неисправностей возникает при повреждении изоляции кабеля. Ток, протекающий по неисправному кабелю, начинает течь от жилы кабеля к земле или оболочке (защите кабеля) кабеля. В этом случае ток не будет проходить через нагрузку.

Причины неисправности кабеля

Неисправности в кабелях чаще всего вызваны влажностью бумажной изоляции кабелей. В результате это может повредить свинцовую оболочку, защищающую кабель. Свинцовая оболочка может быть повреждена разными способами. Большинство из них – это химическое воздействие почвы на свинец при захоронении, механические повреждения и кристаллизация свинца при вибрации.

Как найти неисправности в поврежденном кабеле?

Прежде чем устранять любую неисправность в кабелях, сначала необходимо определить неисправность. Существует множество способов найти неисправности кабеля которые обсуждаются следующим образом;

Различные типы испытаний для обнаружения неисправностей в кабелях.

1. Тест Блавье (для одиночных неисправностей кабеля)

Когда замыкание на землю происходит в одном кабеле, а других кабелей (без неисправного) нет, можно выполнить тест Блавье, чтобы определить местонахождение замыкания в одном кабеле.

Другими словами, при отсутствии исправного кабеля для локализации неисправности в кабеле (сделать петлю, соединив оба кабеля, как мы делаем в тесте петли Мюррея), измерение сопротивления с одной стороны или конца называется блавье тест.

In блавье тест, сопротивление можно измерить двумя способами.

• Для изоляции дальнего конца кабеля
• Для заземления дальнего конца кабеля, как показано на рис.

Замыкание на землю одиночного кабеля может быть обнаружено с помощью теста Блавье. В этом виде испытаний в мостовой сети используются низковольтный источник питания, амперметр и вольтметр. Сопротивление между одним концом кабеля (передающий конец) и землей измеряется, когда «дальний конец» изолирован от земли.

Предположим, мы знаем общее сопротивление одножильного кабеля (до неисправности), которое равно RΩ. А также;

Замыкание на сопротивление заземления = r
Сопротивление от дальнего конца до повреждения кабеля = r1
Сопротивление от контрольного конца кабеля до места повреждения = r2

Теперь мы подключим, а затем отключим заземление от дальнего конца кабеля, чтобы измерить два сопротивления. Эти измерения могут быть выполнены с помощью источника питания LT (низкого напряжения) и мостовой сети.

Прежде всего, мы изолируем дальний конец кабеля, чтобы определить сопротивление между линией и землей, которое составляет;

Теперь мы заземлим или заземлим дальний конец кабеля, чтобы снова найти сопротивление между линией и землей.

Но общее сопротивление (до возникновения неисправности) было

Решение приведенных выше уравнений для r₂ (место или расстояние неисправности), получаем

Значение х = р₂ обычно меньше, чем значение R ₂. Поэтому мы рассматриваем (-) вместо (±) в приведенном выше уравнении.

Loop Tests для поиска неисправностей кабеля

Эти виды испытаний проводятся при коротких замыканиях или замыканиях на землю в подземных кабелях. Неисправности кабеля можно легко обнаружить, если вместе с заземленными кабелями проходит исправный кабель. Ниже приведены типы циклических тестов.

2. Петлевой тест Мюррея

Соединение о том, как повреждения кабеля могут быть обнаружены с помощью Петлевой тест Мюррея метод показан ниже.

Мост Уитстона Принцип используется в тесте петли Мюррея для поиска неисправностей кабеля. Ra и Rb — это два плеча передаточного отношения, состоящие из резисторов. Г — гальванометр. Неисправный кабель (Rx) подключается ко второму кабелю (Звуковой кабель Rc) через низкоомную линию на дальнем конце. Мост Уитстона поддерживается в равновесии за счет регулировки сопротивления передаточного рычага Ra и Rb до тех пор, пока отклонение гальванометра не станет равным нулю.
Таким образом…

Решение для x, мы получаем;

l = длина одного кабеля (в метрах ярдов)
2l = общая длина двух кабелей
x = расстояние от верхней стороны до разлома

3. Петлевой тест Варлея

Единственная разница между петлевым тестом Мюррея и Петлевой тест Варлея заключается в том, что проверка контура Варлея предназначена для измерения полного сопротивления контура, а не для получения его из соотношения

В этом тесте передаточное отношение Ra и Rb фиксировано, а положение баланса достигается путем изменения известного переменного сопротивления (реостата).

Как мы объяснили уравнение в предыдущем разделе петлевой тест Мюррея…такая же история и с варлей-тестом…

Замыкание на землю или короткое замыкание в кабелях, ключ переключателя сначала переводится в положение 1, переменное сопротивление S изменяется до тех пор, пока мост не будет сбалансирован для значения сопротивления S1. Так,
Когда ключ находится в положении 1

Когда ключ находится в положении 2
Из уравнений 1 и 2 получаем,

Поскольку значения Ra, Rb, S1 и S2 известны, значение Rx можно определить по формуле
Сопротивление контура =
Если ” r ” – сопротивление кабеля на метр длины, тогда расстояние места повреждения кабеля от тестируемого конца равно

4. Испытание на перекрытие земли

In испытание на перекрытие земли, проводятся два измерения (вместо одного, как в тесте Блавье). Первым измерением сопротивления является R1 (между линией и землей, т.е. от проверяемого конца до дальнего (заземленного) конца).
Второе измерение сопротивления – R2 (между линией и землей, т.е. от дальнего конца и тестируемого (заземленного) конца).
Оба измерения равны следующим образом:

Как в Тест Блавье, мы также предполагаем, что нам известно фактическое сопротивление кабеля до повреждения кабеля, которое равно R.

5. Тест на разомкнутую цепь

Ошибка разомкнутой цепи может произойти при вытягивании троса из стыка или при разрыве троса. Такую неисправность можно отследить, проведя тест емкости. Емкость неисправного кабеля измеряют с обоих концов кабеля баллистическим гальванометром или мостовым методом. Емкость кабеля относительно земли пропорциональна длине кабеля.

6. Возможный тест на падение

In Возможное испытание падением, амперметр, вольтметр, переменный резистор (реостат) и аккумулятор подключаются, как показано ниже, чтобы найти место повреждения в кабеле. Этот тест проводится с помощью исправного кабеля, который не имеет повреждений и проходит вдоль неисправного кабеля, как показано ниже. Расстояние до места повреждения можно определить как:

Локатор неисправности кабеля

Неисправности в кабелях могут возникать по многим причинам, таким как обычное старение при эксплуатации, перенапряжения, тепловые перегрузки, коррозия и плохое качество изготовления во время транспортировки и установки, среди прочего. Приобретение эффективного оборудования для скорейшего обнаружения и устранения неисправностей помогает свести время простоя и последующие затраты к минимуму.

Ассортимент приборов и систем BAUR для обнаружения повреждений кабелей применим ко всем типам кабелей от 1 кВ до 500 кВ и ко всем типам повреждений кабеля, таким как:

• Неисправности короткого замыкания
• Обрезки кабеля
• Резистивные неисправности
• Периодические неисправности
• Разломы оболочки

Мы различаем два типа локализации повреждений кабеля: предварительную локализацию и точечную локализацию.

Брошюры:

РЕФЛЕКТОМЕТР ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ – СЕРИЯ BAUR IRG

Серия IRG для предварительной локализации повреждений кабелей с помощью рефлектометрии во временной области (TDR) на кабелях низкого, среднего и высокого напряжения. Его также можно использовать на кабелях под напряжением до 400 В. Доступны другие методы определения места повреждения с применением соответствующего соединительного устройства.

• SIM/MIM – метод одиночных импульсов/метод множественных импульсов
• ICM – Метод импульсного тока
• Метод распада
• Дифференциальные методы

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ – СЕРИЯ BAUR SSG

Генераторы импульсного напряжения BAUR используются для предварительной локализации, а также для точного определения мест повреждений с высоким и низким сопротивлением в силовых кабелях. Накопленная энергия высоковольтных конденсаторов через определенные промежутки времени подается в неисправный кабель. Это вызывает акустический шум в месте повреждения, который можно обнаружить с помощью наземного микрофона и приемника звуковой частоты.

• Модели с высоким импульсным напряжением до 32 кВ
• Высокая энергия импульса в каждом диапазоне напряжения (до 3000 Дж)
• Последовательность импульсов до 30 импульсов/мин
• Автоматическое разгрузочное устройство

ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ВЫГОРАНИЯ – СЕРИЯ BAUR ATG

Выжигающий трансформатор серии ATG используется для снижения импеданса кабельных повреждений в кабельных сетях среднего и низкого напряжения. Трансформатор с защитой от короткого замыкания обеспечивает максимальное напряжение 10 кВ (ATG 2) или 15 кВ (ATG 6000) и заключен в полностью герметизированный 19-дюймовый корпус. Кроме того, на каждой ступени напряжение и ток могут быть ограничены отдельно с помощью потенциометра.

• Модели с выходным напряжением до 10 кВ постоянного тока
• Максимальная потребляемая мощность 2.2 кВА
• Оптимизированные диапазоны выходного напряжения
• Электронный контроль напряжения и тока

СИСТЕМА ИСПЫТАНИЯ ОБОЛОЧКИ SHIRLA И ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Революционное и уникальное устройство BAUR используется для тестирования кабелей и кабельных оболочек, предварительной локализации повреждений, а также для определения места повреждения оболочки методом шагового напряжения. Анализ выполняется полностью автоматически, а результаты отображаются в цифровом виде. Для определения места повреждения кабеля методом ступенчатого напряжения, Ширла применяет определенную последовательность импульсов постоянного тока, а ступенчатое напряжение может быть получено с помощью Протрак.

• Испытания кабелей и кабельных оболочек до 10 кВ
• Измерение сопротивления
• Предварительная локализация повреждений кабеля и кабельной оболочки с помощью высокоточного моста
• Обнаружение повреждения оболочки кабеля

КОМПАКТНЫЕ СИСТЕМЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ КАБЕЛЕЙ – СЕРИЯ BAUR SYSCOMPACT

Серия Syscompact представляет собой многофункциональную систему обнаружения повреждений кабеля в модульной 19-дюймовой вставной конструкции. Генератор перенапряжений и испытаний предназначен для испытаний кабелей и кабельных оболочек, а также для точной локализации высокоомных и кратковременных повреждений. SYSCOMPACT 400 преимущественно используется в сетях низкого и среднего напряжения для поиска повреждений в кабелях длиной до 65 км.

Интеграция методов предварительной локализации установленных повреждений SIM/MIM и метода импульсных токов позволяет точно определять местонахождение высокоомных и низкоомных, а также прерывистых неисправностей с использованием установленных TDR устройств.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КАБЕЛЯ И ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ

HVI обладает обширными знаниями и полевой опыт в поиске неисправностей и тестировании кабелей, а также лучшие инструменты для работы. Для локализации неисправности требуется нечто большее, чем просто молоток. Эффективное обнаружение неисправностей требует объединения знаний, методологии и подходящего оборудования. Необходим комплексный подход, чтобы выполнить работу быстро, свести к минимуму время простоя клиента и предотвратить дальнейшее повреждение кабельной системы. Это включает в себя знание конструкции, конструкции, истории кабельных систем, точных карт, надлежащих процедур локализации повреждений и правильных ударных инструментов, которые должны включать в себя метод выгорания повреждения с высоким сопротивлением, совместимость рефлектометра во временной области/кабельного радара, а также акустический/акустический анализ высшего уровня. электромагнитное подслушивающее устройство. HVI может собрать наилучшую систему и подход для удовлетворения всех потребностей от кабеля 5 кВ до 230 кВ.

В. Почему стоит выбрать HVI Thumpers?
A. HVI Thumpers предлагают все необходимые функции

При поиске неисправности помните: не навреди. Не повредите свою изоляцию и аксессуары, часами стуча по кабелю 15 кВ на 25 кВ в поисках неисправности. Используйте правильные методы и технологии. Цель должна состоять в том, чтобы биться при минимально возможном напряжении, но при этом подавать максимально возможную энергию, чтобы найти неисправность. Найдите неисправность, не делая больше. Для этого вам нужен ударник с регулируемым выходом высокого напряжения, несколькими выходами полной разрядки энергии и достаточным током горения, чтобы привести к возникновению дуги при более низком напряжении. Ударные молотки HVI обладают всеми необходимыми функциями и мощностью. Не препятствуйте своим усилиям по поиску неисправностей, тратя столько же или больше на низкокачественное оборудование. Ударные молотки HVI предоставляют все необходимые инструменты.

• Полностью регулируемый выходной сигнал Hipot при всех трех настройках напряжения. Необходим для идентификации неисправного кабеля, отображения напряжения пробоя, чтобы помочь выбрать ответвления, сгоревшие кабели и кабели Hipot после ремонта.
• Наивысший ток прожигания Сжигает высокоомные замыкания, чтобы обеспечить их срабатывание при более низких, менее разрушительных уровнях напряжения. Эта стандартная функция для всех молотков HVI может быть даже недоступна для других производителей.
• Три отвода выходного напряжения, все при полной мощности Позволяет работать при более низком напряжении. Максимальный шум в джоулях при 5 кВ = максимальный шум
  джоулей при 20 кВ.
• Переменная скорость разряда 6 – 10-секундная скорость разряда/удара. Быстрые и медленные скорости разряда не рекомендуются.
• TDR/Radar Ready Используйте свой старый TDR или купите новый. Отдельный TDR имеет преимущество перед встроенным TDR. Эта настройка обеспечивает большую гибкость, позволяя использовать без ударника в полевых условиях, загружать сохраненные формы сигналов или в учебных целях. Это также позволяет подключаться по принципу plug and play, когда придет время перейти на новейшие технологии.
• Работа от батареи Ударные молотки HVI не работают от батареи. Тамперы этого класса, работающие от батареи, должны пожертвовать другими необходимыми функциями, такими как переменные выходы хипота и возможности записи, упуская половину того, что должно быть в ударниках. Кроме того, у некоторых есть интервал между разрядами до 15 секунд, что значительно замедляет процесс поиска неисправности. Кроме того, время автономной работы короткое, если вы не забываете заряжать его между использованиями. Работа от батареи не стоит таких жертв.

Управляемый энергетический ударник с возможностью сжигания является необходимостью

Из-за известных проблем, связанных с тестированием кабеля постоянного тока, большинство коммунальных предприятий во всем мире отказались от тестирования постоянного тока кабеля с твердым диэлектриком (многие перешли на тестирование переменного тока СНЧ) или значительно снизили свои уровни испытательного напряжения, однако затем они бьют кабели при напряжении 2 – 3-кратное нормальное линейное напряжение на землю. Они находят ошибку, но делают больше в процессе. Этого можно избежать за счет использования ударных импульсов HVI с тремя ответвлениями выходного напряжения и высоких токов прожига, используемых для уменьшения импеданса короткого замыкания, чтобы обеспечить более низкое ударное напряжение. Ударные молоты HVI могут издавать удары при напряжении ниже нормального напряжения между линией и землей, но при этом обеспечивать максимальную энергию в джоулях, тем самым сводя к минимуму повреждение кабельной системы и по-прежнему обеспечивая необходимый уровень шума для быстрого определения местоположения.

Энергия = Вт Секунды = Джоули = 1/2 CV2 = Интенсивность дуги короткого замыкания = Шум = Электромагнитный разряд

ПРОБЛЕМА: Чтобы доставить полные джоули энергии, возможную к неисправности, конденсаторы внутри тампера должны быть заряжены до максимального напряжения. При использовании неправильного ударника это часто приводит к ударам по кабелю при чрезмерном напряжении, что приводит к значительному повреждению изоляции и аксессуаров. Поскольку приложенное напряжение представляет собой квадратичную функцию (1/2 CV2), если ударник находится при напряжении 2/3, только 45% джоулей передается на неисправность. При половинном напряжении подается только 25 % энергии, что делает неисправность трудноразличимой. Либо поиск неисправности занимает гораздо больше времени, чем необходимо, либо бригада теряет терпение и поднимает напряжение до максимума, чтобы получить самый громкий хлопок. Неисправность обнаружена, но другие несерьезные проблемы в кабельной системе превращаются в растущие электрические деревья, которые станут вашим следующим отказом в обслуживании. Этой практики можно и нужно избегать.

РЕШЕНИЕ: Используйте ударник с «контролируемой энергией» с несколькими постукиваниями, как в HVI. Благодаря трем ответвлениям выходного напряжения и достаточному току прожига для устранения неисправностей локализация неисправности может выполняться при гораздо более низком напряжении, чем раньше. Найдите свою ошибку быстро, избегая повреждений. Не лучше ли было бы стучать на 5 кВ вместо 20 кВ, если бы энергия разряда или шум были одинаковыми? Мерой хорошего ударного молотка является не максимальное напряжение, которое он может разрядить, а минимальное напряжение, которое еще способно отдать полную энергию. Например, наша модель с выходным напряжением 5/10/20 кВ является гораздо лучшим выбором, чем модели других производителей с напряжением 12.5/25 кВ.

Серия CDS

Серия CDS (системы с контролируемой разрядкой конденсаторов) включает в себя одни из самых мощных и полнофункциональных локаторов повреждений, в том числе лучшие в отрасли сетевые системы.

Комбинация VLF/Тампер

Компания VT-33 является единственным в мире комбинированным СНЧ-гипотетором и локатором повреждений кабеля, или тампером. Это полноценный инструмент для тестирования переменного тока и поиска повреждений в кабелях с номинальным напряжением до 25 кВ, готовый к работе с TDR/радаром. Он предлагает пиковый выход СНЧ 33 кВ переменного тока, режим сжигания кабеля СНЧ и разрядный выход 760 Дж до 13 кВ.

Серия СКД

Серия SKD представляет собой линейку специально разработанных и изготовленных комплектов, установленных на салазках, со всем оборудованием для тестирования кабелей и обнаружения неисправностей, необходимым для оснащения ремонтной тележки или фургона для тестирования/ремонта кабеля в соответствии с вашими требованиями.

TDR/Радар

Radar Engineers Model 1669 представляет собой портативный рефлектометр во временной области («кабельный радар»), специально разработанный для использования с ударными датчиками, подключенными к фильтру отражения дуги, для «предварительной локализации» повреждений с высоким сопротивлением (точечных отверстий) в подземных силовых кабелях первичной обмотки. Этот продукт легко интегрируется с серией CDS и ударным молотком VT-33.

Акустический магнитный целеуказатель

SDAD от Aquatronics — это акустический и магнитный/баллистический детектор, который используется вместе с локатором/датчиком повреждений кабеля для быстрой локализации повреждений в подземных первичных кабелях.