Vyhledávání a diagnostika poškození kabelů a kabelových vedení

Hledání míst poškození kabelových vedení (CL) je tradičně považováno za jeden z nejdůležitějších úkolů, který určuje rychlost odstranění havárie a obnovení normálního napájecího systému.

Pouze vysoce kvalifikovaný personál, vybavený moderním vybavením pro vyhledávání poškození kabelů a ovládající moderní metody zjišťování závad kabelového vedení, může zaručit rychlé a bezchybné odhalení poškozeného úseku. Je třeba také poznamenat, že odpovědnost laboratorního týmu při vyhledávání míst poškození kabelového vedení je dále zvýšena o „náklady na chyby“ – to je použití zemních zařízení, náklady na obnovu celistvosti povrchů vozovek a chodníků v místě výkopových prací, jde o odvádění pozornosti personálu od práce a samozřejmě o prodloužení doby potřebné k odstranění havárie.

Tento článek je věnován moderním metodám určování poškození v kabelových vedeních, které se již rozšířily v západoevropských zemích a získávají stále větší oblibu mezi ruskými specialisty.

Tradičně se hledání místa poškození kabelu redukuje na dvě fáze. První fáze: určení místa vady (vzdálenost od místa poškození). A druhá etapa: topografické určení místa poškození (přesné určení na trase). Nejoblíbenější metodou pro určení vzdálenosti k místu poškození je dnes pulzní reflektometrie.

Digitální reflektometr vyšle do kabelového vedení paket pulzů s amplitudou až 160 V a zaznamená odražený signál od nehomogenit v kabelovém vedení. V tomto případě jsou velmi přehledně zaznamenána poškození jako přerušení kabelu nebo poškození s nízkým přechodovým odporem (zkrat – SC). Pokud má defekt v kabelovém vedení vysoký přechodový odpor, který se, jak ukazuje praxe, vyskytuje v sítích s napětím 6 – 35 kV, pracujících s izolovaným nebo kompenzovaným neutrálem, velmi často (až 70% všech poškození), pak se konvenční reflektometr ukáže jako bezmocný, protože úroveň odraženého signálu z místa poškození je srovnatelná s úrovní rušení a není možné jej identifikovat. V tomto případě je nutné přeměnit vysokoodolnou vadu na nízkoodolnou vypálením poškozeného místa. Po spálení má toto zuhelnatělé poškození nízkou odolnost a lze jej snadno detekovat pomocí běžné pulzní reflektometrie. Samotný proces hoření je však často pracný, trvá od desítek minut až po několik hodin a navíc v průběhu hoření vlivem dlouhého průtoku poměrně velkých proudů kabelovým vedením dochází v kabelu k lokálnímu přehřívání a v důsledku toho vznikají předpoklady pro následné průrazy izolace na jiných, nepoškozených místech.

Řešení problému umožňuje tzv. oblouková reflektometrie založená na metodě sekundárního pulsu. Jeho základní principy jsou následující: k vytvoření a stabilizaci oblouku v místě poškození kabelu se používá vysokonapěťový pulzní generátor s připojeným přizpůsobovacím zařízením (viz obr. 1). Současně se synchronně zapíná reflektometr, který zaznamenává novou formu signálu, odlišnou od prostého reflektogramu kabelového vedení. Nový průběh ukazuje silný odraz v oblasti záporné hodnoty v místě poruchy, jehož odpor se snížil v důsledku nízkého odporu hoření oblouku v místě poruchy. Jinými slovy, oblouk je identifikován jako zkrat v kabelovém vedení. Současné zobrazení dříve uloženého tvaru signálu bez oblouku v místě poruchy a aktuálního signálu zjednodušuje analýzu získaných výsledků (viz obr. 2). Při implementaci této metody, kromě získání přesných výsledků, kabel nepodléhá negativním vlivům z použití hořící instalace a přechodový odpor v místě poškození zůstává poměrně vysoký. To umožňuje použití akustické metody, která je nejjednodušší a nejpřesnější, pro topografické určení místa poškození. Určení vzdálenosti místa poškození kabelového vedení metodou sekundárního pulzu se velmi dobře osvědčilo v případě vysokoodporového poškození s průrazným napětím do 32 kV. V případě, že průrazné napětí je větší než 32 kV, použije se metoda odražené vlny s oscilací napětí nebo proudu. Podstatou této metody je měření doby příchodu napěťové vlny odražené od místa průrazu (viz obr. 3 a 4).

Výše popsané metody jsou dnes díky moderním výrobním technologiím implementovány i do kompaktních systémů pro lokalizaci kabelových poruch, jako jsou Syscompact a STG 600 od firmy Baur (Rakousko).

Z hlediska topografického určení místa poškození kabelového vedení přímo na trase je třeba poznamenat, že hlavní důraz je v novém vývoji kladen na zlepšení akustické metody vyhledávání poškození. Konstrukce vysoce citlivého mikrofonu tak umožňuje filtraci akustického signálu s proměnnou šířkou pásma, což umožňuje omezit dopad rušení zvuku na práci operátora. Moderní vyhledávací systémy Locator Set mají navíc funkci měření doby zpoždění akustického signálu od poruchy v místě poškození kabelového vedení vůči elektromagnetickému signálu s následným výpočtem vzdálenosti k místu poškození. To umožňuje spolehlivé určení místa poškození i při uložení kabelového vedení v kabelových blocích nebo při průchodu kabelového vedení pod stavebními konstrukcemi, díky čemuž je echo od akustického signálu tak velké, že neumožňuje určit místo poškození pomocí klasických stetoskopů a zemních mikrofonů.

Na závěr stojí za zmínku, že pozitivní zkušenosti s prací s podobným zařízením ruských specialistů z Mosenergo, Novosibirskenergo, MPS, Orgenergogaz, NLMK a mnoha dalších předních společností by měly sloužit jako dobrý příklad pro komplexní propagaci moderních metod a technologií pro zjišťování poškození kabelových vedení v ruském průmyslu.

Související články:

© 1996- JSC “Pergam-Engineering”

Globální multitechnologická společnost, díky které bude váš příští stavební projekt bezpečnější, rychlejší a nákladově efektivnější. Společnost Radiodetection Ltd. Se sídlem v Bristolu ve Velké Británii byla založena v roce 1970. Globální síť prodejních a servisních středisek poskytuje zákaznický servis a podporu po celém světě.

Průmyslové společnosti po celém světě spoléhají na nástroje pro prevenci kabelových úrazů (CAT®) společnosti Radiodetection. Aby se zabránilo náhodnému poškození podzemních inženýrských sítí během výkopů, nejčastěji se používá CAT4. A pomocí lokátorů Radiodetection RD7100 a RD8100 můžete přesně určit jejich polohu. Přístroje na testování kabelů Radiodetection rychle identifikují oblasti s porušenou izolací nebo defekty stárnutí.

Divize inspekce – Pearpoint nabízí systémy inspekce dolů a potrubí. Všechny televizní inspekční roboty jsou vybaveny digitálními video systémy. Vodárenské a vodárenské organizace díky tomu provádějí pravidelnou kontrolu a údržbu. Nalézají a rychle odstraňují závady, provádějí opravy kanalizačních a jiných potrubí ve ztížených podmínkách.

Závazek vůči zákazníkům je základem úspěchu společnosti Radiodetection. To vše dohromady, v kombinaci s inovativním vývojem, kvalifikovaní specialisté vyrobili řadu zařízení, bez kterých si lze jen těžko představit život a práci inženýrů a dodavatelů z více než šedesáti zemí světa.

Každý produkt z rodiny Radiodetection je navržen a vyroben podle nejvyšších standardů. Výrobní provozy jsou akreditovány podle ISO 9001 Pro podporu tohoto závazku kvality je zákazníkům RadioDetection poskytován kvalifikovaný servis a technická podpora. Servisní centra jsou rozmístěna po celém světě, zákazníci mají přístup k „praktickému“ poradenství a bezplatným konzultacím.

Akustická metoda určování místa poruchy (FLO) kabelu je založena na zachycení zvukových vibrací vytvářených speciálními instalacemi v místě poruchy.

Provoz těchto speciálních zařízení (nazývaných také generátory vysokonapěťových impulsů) je založen na nabíjení a vybíjení kondenzátorových baterií různé kapacity a napětí do kabelového vedení. Obsluha, která prochází nad trasou kabelového vedení, pomocí akustického přijímače detekuje zvuk výboje; čím hlasitější je zvuk, tím blíže je místo poškození.

Níže je uvedeno video jedné z těchto instalací v provozu.

Akustická metoda lokalizace poruchy kabelu souvisí s metodou přesného (nebo topografického) vyhledávání. Nezbytnou podmínkou pro implementaci akustické metody vyhledávání je, aby průrazné napětí v místě poruchy bylo nižší než pulzní napětí generované instalací, jinak je nutné snížit průrazné napětí v místě poruchy pomocí vysokonapěťového hoření.

Velikost pulzního napětí je zodpovědná za výboj (průraz) v místě poškození a energie pulzu je zodpovědná za objem během výboje.

Tato metoda často vyžaduje předběžnou lokalizaci, protože zvuk výboje se šíří v nejlepším případě několik set metrů od místa poškození, což u dlouhého kabelu a na neznámém místě může způsobit potíže s vyhledáváním a vést k velkým časovým nákladům.

Pokud hovoříme o předběžné lokalizaci místa poruchy, pak v souvislosti s instalacemi pro vyhledávání poruch kabelů pomocí akustické metody je možné implementovat metodu předběžné lokalizace pulzním obloukem (ARC-Reflection). Pro tento účel musí být instalace vybavena systémem zpoždění hoření oblouku (adaptér pulzního obloukového výboje) a personál ETL musí mít také reflektometr, který podporuje funkci pulzní obloukové metody. Adaptér ARC-Reflection může být buď zabudován do instalace, nebo externě připojen k výbojovému obvodu.

Adaptér IDM umožňuje zpoždění oblouku, který vzniká v místě poruchy během vybíjení kondenzátoru, o několik milisekund, což stačí k tomu, aby signál reflektometru vnímal zkrat (SC) ve vedení. Operátor ETL vidí SC na obrazovce reflektometru a určí vzdálenost od bodu připojení k půlvlně indikující SC. Po dokončení předběžné lokalizace se operátor může přesunout k předpokládanému místu poruchy pro přesné určení pomocí akustické metody.

Akustické a pulzně-obloukové metody určování místa poškození kabelu jsou použitelné pro jakýkoli typ kabelu a pro kabely se zesítěnou polyethylenovou izolací, kde je nežádoucí hoření usměrněným napětím, jsou téměř jedinými možnými metodami použití.

Společnost OOO PK Energo-Profil, Jaroslavl, vyrábí několik typů instalací pro určování místa poškození kabelu akustickou metodou, z nichž některé mají vestavěný adaptér pro pulzně-obloukovou metodu.

Vysokonapěťový pulzní generátor GI-501 a GI-502
jsou monoblok na dvojici kol, napětí vybíjecího impulsu kondenzátoru je 0. 5 kV s maximální energií 1000 J.
Vysokonapěťový pulzní generátor GI-502 má vestavěný adaptér IDM.

Vysokonapěťový pulzní generátor GI-1001 a GI-1002
jsou monoblok na dvojici kol, napětí vybíjecího impulsu kondenzátoru je 0. 10 kV s maximální energií 1000 J.
Vysokonapěťový pulzní generátor GI-1002 má vestavěný adaptér IDM.

Vysokonapěťový pulzní generátor GI-2000/1 a GI-2000/2
má dvoublokovou konstrukci – ovládací panel a napájecí jednotku, instalace má 2 spínací stupně s impulzním napětím 0…10 kV a 0…20 kV s maximální energií 2000 J v každém stupni.
Vysokonapěťový pulzní generátor GI-2000/2 má vestavěný adaptér IDM.

Také vyrábíme Instalace pro vyhledávání a vypalování UPP-2010, který umožňuje nejen určit místo poškození kabelu akustickou metodou s pulzním napětím 0. 10 kV, maximální energií 1000 J, ale také provést plný cyklus hoření a dohoření s maximálním napětím hoření a dohoření 20 kV a proudem dohoření 50 A. To umožňuje snížit průrazné napětí v místě poškození kabelu na úroveň možnou pro provoz “Akustiky” nebo připravit kabely pro určení místa poškození indukční metodou.

Všechny metody vyhledávání poškození elektrických kabelů jsou implementovány v mobilní vysokonapěťové laboratoři PVL-10. Krátké video je níže.