Файл 3
Лабораторна робота №2
(частина 1)
Дослідження методик проведення технічних оглядів електрообладнання
Мета: 1. Вивчити методи визначення пошкоджень у кабельних лініях;
2. Вивчити особливості індукційного методу пошуку місць ушкодження кабелю;
3. На моделі кабельної лінії визначити характер ушкодження.
Обладнання: тестер, комплект штекерів, датчик для пошуку обривів у кабелях.
Короткі теоретичні відомості
Вибору методу визначення зони пошкодження кабелів передує з'ясування характеру ушкоджень, обумовлених шляхом вимірів мегомметром на 1000-2500 В. При цьому вимірюють опір ізоляції кожної струмоведучої жили кабелю щодо землі, опір ізоляції між кожною парою струмоведучих жил, перевіряють цілісність струмоведучих жил. Для виявлення обриву жил випробування слід проводити з обох кінців, закорочуючи всі три фази на кінці, протилежному підключенню мегомметра. При наявності короткого замикання визначають перехідний опір. Якщо він в місці ушкодження великий (більш 5 Ом), а кабель не витримав випробування, то для більш точного визначення місця несправності роблять пропалювання кабелю. Пропалювання кабелів роблять як на постійним струмом від спеціальних установок, так і змінним струмом від трифазних підвищувальних трансформаторів. Метою пропалювання кабелів є створення перехідного опору певного значення в місці пошкодження кабелю.
Вибір методу відшукування місць пошкодження кабелів залежить від виду пошкодження, пробивної напруги в місці пошкодження й перехідного опору. Пошук місця пошкодження роблять звичайно у два етапи. На першому етапі відшукують зону пошкодження, для чого застосовують імпульсний метод, метод коливального розряду, ємнісний метод і метод петлі. На другому етапі визначають точне місце ушкодження, для чого застосовують метод накладної рами, акустичний і індукційний методи.
МЕТОД КОЛИВАЛЬНОГО РОЗРЯДУ є одним з найбільш застосовуваних методів при «плаваючих пробоях», які часто спостерігаються в кабельних муфтах. Суть “плаваючого пробою” полягає в тому, що при наявній потужності випрямної установки для пропалу кабелю зі збільшенням його довжини для заряду ємності кабелю до напруги пробою буде потрібно більший час. У результаті цього частота розряду зменшується, і місце ушкодження встигає «запливати».
Для визначення місця ушкодження при більшій довжині кабелю необхідні випрямні установки більшої потужності, які й використовуються при виявленні місця ушкодження методом коливального розряду. Суть методу полягає у вимірі періоду (півперіоду) вільних коливань, що виникають у зарядженій кабельній лінії при пробої ізоляції в місці ушкодження. При вимірі на жилу кабелю подається висока напруга, але не вище припустимої, негативної послідовності (рис. 1). У місці ушкодження в момент пробою напруга падає до нуля, що відповідає моменту часу
,
де 
- час проходження хвилі до місця ушкодження;
- відстань від кінця кабелю до місця
ушкодження;
- швидкість поширення хвилі (рівна для
силових кабелів 
м/мкс);
Рис. 1. Напруга на зажимах при пробої ізоляції
Потім потенціал жили різко зростає й
виникає хвиля напруги позитивної полярності,яка приходить до кінця кабелю й, не
міняючи знака вертається до місця ушкодження. У момент часу 
хвиля досягає місця пробою,
потенціал жили різко падає до нуля й хвиля йде до кінця лінії зі зміною знака.
У момент часу 
хвиля
негативної полярності приходить до кінця лінії, вертаючись до місця пробою з
тим же знаком. У момент 
хвиля
приходить до місця ушкодження й у момент пробою напруга знову падає до нуля.
На цьому завершується повний період, за час якого хвиля чотири рази проходить
відстань від кінця кабелю (місця підключення кабелю до іспитової установки) до
місця ушкодження. Тому
,
де 
- період коливань.
Для підвищення точності звичайно
вимірюють час першого півперіоду, тому що у зв'язку із згасаючим характером
коливань форма й значення напруги сильно спотворюються на екрані осцилографа.
Шкала приладу проградуйована в кілометрах, вимір часу (звичайно півперіоду 
) проводиться по
секундоміру. Схема підключення приладу ЭМКС-58М, що дозволяє визначати
пошкодження на відстані від 40 м до 10 км для кабелів до 10 кВ, зображена на
рис. 2.
Рис. 2. Схема включення приладу ЄМКС-58М: 1 – випрямлювач високої напруги; 2 – зарядний опір; 3 – дільник високої напруги.
ІНДУКЦІЙНИЙ МЕТОД застосовують для відшукання місць пробою ізоляції жил між собою або на землю, а також при обриві лінії з одночасним пробоєм ізоляції жил між собою або на землю. При проходженні струму по кабелю (однофазного змінного струму) навколо кабелю утворюється магнітне поле, значення якого залежить від значення струму. Якщо в поле кабелю внести рамку (антену) із дроту, то змінне поле буде наводити в ній ЕРС і при замиканні контуру рамки в телефоні виникне струм і з'явиться звук. Чим вище частота струму, тим чіткіше звук. Щоб звучання від випробуваного кабелю відрізнялося від звучання інших кабелів, по випробуваному кабелю за допомогою генератора низької частоти пропускають струм частотою 800-1200 Гц. Пошук місць ушкодження по методу жила-земля є особливо складним через розтікання струму в місці ушкодження по оболонці кабелю в обидва боки на десятки метрів. Тому практично однофазні ушкодження шляхом пропалення переводять у дво - трифазні й визначають ушкодження по ланцюгу жила-жила або штучно створюють ланцюг жила-оболонка кабелю, заземлюючи останню по обидва боки й підключаючи генератор до жили й оболонки. ЕРС що наводиться в рамці залежить від розподілу струму в кабелі й взаємного просторового розташування рамки й кабелю. Знаючи характер розподілу поля для даного розподілу струму в кабелі й при відповідній орієнтації рамки, по зміні сили звуку в телефоні можна визначити місце ушкодження.
МЕТОД НАКЛАДНОЇ РАМКИ застосовують для визначення безпосередньо на кабелі при відкритій прокладці місця короткого замикання жила-жила або жила - оболонка. Сутність методу аналогічна індукційному. Після підключення генератора на кабель накладають рамку з телефоном і повертають навколо осі. Якщо вимір проводиться до місця пошкодження, то за один поворот рамки буде прослуховується два максимуми й два мінімуми сигналів від поля пари струмів: жила-жила або жила-оболонка. За місцем пошкодження поле створюється одиночним струмом і в телефоні при повороті рамки буде чутний монотонний звук.
ІМПУЛЬСНИЙ МЕТОД застосовують для визначення зони таких несправностей, як одно-, двох-, або трифазне коротке замикання, замикання жил на землю, обрив жил.
Таблиця 1
Область застосування методів визначення місць ушкодження кабельних робіт
|
Вид ушкодження |
Напруга пробою, В |
Перехідний опір у місці ушкодження, Ом |
Метод визначення |
|
|
Зони ушкодження |
Точного місця ушкодження |
|||
|
Замикання жили на землю |
Від нуля до іспитової |
0-40 |
Імпульсний, петлевий |
Індукційний метод накладної рамки |
|
40-200 |
Імпульсний, коливального розряду, петлевий |
Акустичний |
||
|
200-5000 |
Коливального розряду, петлевий |
Акустичний |
||
|
Замикання жил між собою або на землю в одному місці |
0-40 |
Імпульсний, петлевий (при наявності цілої жили) |
Індукційний |
|
|
40-200 |
Імпульсний, коливального розряду |
Індукційний, акустичний |
||
|
200-5000 |
Коливального розряду |
Те ж |
||
|
0-200 |
Імпульсний |
Акустичний (з попереднім руйнуванням містка) |
||
|
Подвійне замикання на землю в різних місцях |
200-5000 |
Петлевий, коливального розряду |
Те ж |
|
|
Обриви жил без замикання на землю |
При напрузі до іспитової немає пробою |
Вище 106 |
Імпульсний, ємнісний, коливального розряду |
Акустичний |
|
Обриви жил із замиканням на землю |
Менше іспитової |
0-200 |
Імпульсний |
Індукційний |
|
Вище 200 |
Коливального розряду |
Акустичний |
||
|
Запливаючий пробій ізоляції |
Вище 106 |
Те ж |
Акустичний |
|
Контрольні питання
1. Які існують способи пошуку обривів кабелів.
2. На якому принципі заснований індукційний метод пошуку обриву кабелю.
3. Які існують види несправностей кабельних ліній.
4. У чому суть «Плаваючого пробою».
Література
4. Мірошник О. В. Організація технічної експлуатації енергетичного устаткування підприємств АПК / О. В. Мірошник, І. М. Трунова. - Харків : ПП ЧЕРВЯК, 2005. - 128 с.
5. Лут М. Т. Організація і планування технічного обслуговування та ремонту електрообладнання сільськогосподарських підприємств / Лут М. Т., Хоменко І. В., Хоменко Ю. І. -К. : НАУ, 1995. - 59 с.
6. Правила улаштування електроустановок / 2-ге вид., перероб. і допов. - Харків : Форт, 2009. - 736 с.
7. ПУЭ, 2007. Правила устройства электроустановок. - Харьков : Индустрия, 2007. - 416 с.