На главную
  Mini-Soft Библиотека Эксплуатация систем электроснабжения ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
Разделы сайта:
Образование
Курсовые
Дипломы
Рефераты
Словари
БЭМТ
БФ НГТУ
Программы
Soft
Исходники
Статьи
MSDN
Библиотека
Инфо
Ссылки
Гостевая книга
Поиск по сайту:
Добавить работу на сайт
Ваша основная деятельность
Специалист
Служащий
Руководитель
Учащийся, студент
Рабочий
Безработный
Новые поступления:
Тестирование в исследовании систем управления 2014-03-11
Взаимосвязь делового общения и сфер общественной жизни 2014-03-10
Цели и функции маркетинга в антикризисном управлении 2014-03-10
Изучение уровня мотивации школьников 2014-03-10
RSS Все новинки...


Проверить аттестат


Мы принимаем Яндекс.Деньги
2

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ

В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

 

2.1. Виды и характер повреждений кабельных линий

 

Электрические сети состоят из отдельных элементов, связанных между собою. С точки зрения ОМП к отдельным элементам целесообразно отнести КЛ и ВЛ, трансформаторы, РУ, щиты управления, вводы, а также электродвигатели и различные электроприемники (например, светильники, электропечи).

В элементах электрической сети возникают как устойчивые, так и неустойчивые повреждения изоляции и токоведущих частей. Неустойчивые повреждения могут самоустраняться, оставаться неустойчивыми или переходить при определенных условиях в устойчивые.

В изоляции КЛ неустойчивые повреждения в боль­шинстве случаев возникают вследствие специфических свойств бумажно-масляной изоляции. При ее пробое в разрядном промежутке создаются условия, способствующие гашению электрической дуги. Аналогично происходит в маслонаполненных силовых и измерительных трансформаторах. На фарфоровых изоляционных конструкциях РУ неустойчивые повреждения обусловлены, как правило, случайными набросами или поверхностными перекрытиями при повышенном увлажнении или загрязненности. Необходимо подчеркнуть, что количество неустойчивых повреждений значительно превосходит количество устойчивых.

Ниже приведено распределение кратности повторения кратковременных пробоев до устойчивого повреждения для 106 кабельных линий (указано число повторений без учета полного пробоя – устойчивого замыкания):

 

Кратность повторения кратковременных пробоев

1

2

3…10

Количество случаев, %

55

32

13

 

Распределение интервалов времени от первого кратковременного пробоя, относящегося к данному месту повреждения, до возникновения установившегося поврежде­ния для этих же 106 случаев следующее:

 

 

Интервал времени

10-60 мин

1-24 ч

1-10 сут

Более

10 сут

Количество случаев

25

35

23

17

 

Приведенные данные свидетельствуют о постепенности развития повреждений в кабельных сетях. При этом 82 % рассмотренных случаев относились к пробою изо­ляции КЛ, а 18 % –
к пробою изоляции остальных элементов сети. Следует отметить, что по многолетним данным, в кабельных сетях 6…10 кВ около 90 % причин автоматических отключений приходится на повреждения КЛ, а 10 % – на повреждения остальных элементов этих сетей.

Сочетание сигнализации кратковременных замыканий на землю с ОМП в кабельных сетях может существенно сократить число устойчивых повреждений.

По видам повреждения подразделяются на короткие замыкания (в сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов также «замыкания на землю») и обрывы. Короткие замыкания, бывают однофазными (однополюсные) и междуфазные (двух- и трехфазные, как с «землей», так и без «земли»). Для сетей с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов существенное значение имеют также двойные замыкания на землю, т. е. замыкания двух фаз на землю в разных точках электрически связанной сети.

В большинстве случаев обрывы жил КЛ выявляются после отключения КЗ на линии. Однако встречаются случаи возникновения обрывов и без КЗ. На КЛ напряжением ниже 1000 В возникают обрывы жил (растяжки) без КЗ в тройниковых соединительных муфтах, вызванные отсутствием тока нагрузки, например в ночное время.

Распределение КЗ по видам зависит от класса изоля­ции и конструкции элементов сетей. По данным [1], однофазные КЗ составляют примерно 65 %, двухфазные и двойные замыкания на землю –20 %, двухфазные замыкания «без земли» – 10 %, трехфазные замыкания – 5 %. Из этой информации следует, что в подавляющем большинстве случаев (примерно 85 %) происходит «замыкание на землю» или однофазное КЗ.

Для ОМП КЛ важное значение имеет статистическое распределение повреждений по ее элементам. По данным анализа 3649 аварий КЛ, 13,5 % повреждений приходится на соединительные муфты, 16,5 % – на концевые муфты и заделки, остальные 70 % – «целые» места кабеля. При этом на электрические пробои изоляции в «целом» месте приходится 40 % случаев и на механические –60 %. Характерным результатом профилактических испытаний КЛ является большая относительная повреждаемость концевых и соединительных муфт, достигающая суммарно 40…45 % (против 30 % при авариях). Это указывает, в частности, на эффективность профилактической отбраковки концевых и соединительных муфт.

Для выявления повреждений силового трансформатора существенное значение имеет их статистическое распре­деление по видам изоляции (на корпус, между обмотками, между витками). В частности, на основе анализа 376 повреждений трансформаторов было установлено, что 17,6 % случаев составили витковые замыкания. Этот тип повреждения не может быть выявлен при испытаниях повы­шенным напряжением.     

 

 

2.2. Структура системы поиска мест повреждений

 

Разнообразие видов и характера повреждений, а также структуры и условий работы электрических сетей не позволяет разработать какой-либо универсальный метод ОМП. Еще более сложно создать какую-либо универсальную аппаратуру. Достаточно отметить, что необходимо находить повреждения как в сверхмощных и сверхдальних электропередачах, так и во внутренних проводках к отдельным светильникам при расстояниях в несколько метров.

К защите линий и сетей, а также разного типа повреждений к методам и устройствам ОМП предъявляются различные требования, обусловленные технико-экономическими факторами. Удовлетворить эти требования удается только при совокупном применении методов и средств ОМП как системы с единой структурой для всех типов линий и сетей при любом характере повреждений.

Структурная схема системы ОМП, приведенная на рис. 2.1, включает четыре последовательные операции: определение поврежденного элемента; прожигание изоляции в месте повреждения; дистанционное ОМП; топографическое (трассовое) ОМП.

Выделение поврежденного элемента во многих случаях осуществляется автоматически при срабатывании селективной релейной защиты. Если при срабатывании релейной защиты автоматически выделяется (отключается) группа элементов (например, последовательная цепочка линий, РУ и трансформаторов), то выделение поврежденного элемента входит в систему ОМП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис.2.1. Структурная схема системы ОМП в электрических сетях

 

Определение поврежденных элементов приходится осуществлять не только при авариях, т. е. внезапных КЗ, но и при профилактических испытаниях. Это относится к испытаниям, одновременно охватывающим цепочки элементов или даже участки электрической сети. Способы определения поврежденных элементов зависят от характеристик сетей и видов повреждений. Вторая операция системы ОМП – прожигание. По существу, это подготовительная операция, обеспечивающая возможность использования совокупности методов ОМП. Как будет показано ниже, многие методы ОМП применимы только при переходном сопротивлении в месте повреждения изоляции не более сотен и даже единиц Ом (в отдельных случаях требуются десятые доли Ома). Снизить переходное сопротивление – задача прожигания.

При профилактическом (во время испытаний) пробое изоляции КЛ переходные сопротивления составляют десятки МОм и более. Во многих случаях остаются недопустимо большими для ОМП переходные сопротивления и при аварийных повреждениях. Поэтому прожигание изоляции КЛ в месте повреждения
необходимо в подавляющем большинстве случаев. Для этой цели применяются специальные установки.

Как правило, прожигание поврежденной изоляции ВЛ, РУ и трансформаторов не требуется. Это прежде всего связано с характером повреждений изоляции названных элементов. Повторная подача рабочего напряжения на предположительно поврежденный элемент – операция, аналогичная прожиганию. Эта операция позволяет подтвердить наличие повреждения и может при­вести к снижению переходного сопротивления. Повторное или многократное включение поврежденного элемента – операция, входящая в систему ОМП. Для некабельной изоляции ее лишь условно можно называть прожиганием. Специальные методы и средства необходимы только для прожигания кабельной изоляции.

Общими требованиями к ОМП всех типов и классов линий электропередачи являются быстрота и точность. Наиболее быстро можно произвести дистанционное ОМП, заключающееся в измерении расстояния до места повреждения от конца или концов линии. Однако любое дистанционное ОМП обладает ограниченной точностью.

Для КЛ, проложенной в земле, нельзя достаточно определенно указать место раскопки трассы, соответствующее идеально точно измеренному расстоянию от конца линии. Расстояния до характерных точек трассы КЛ (поворотов, соединительных муфт и т. п.) в исполнительной документации указываются в планах, т. е. в горизонтальной плоскости. В действительности КЛ изменяет свое положение и по вертикали, что не отражается в документации.

Кабель укладывается в траншее без натяга, так называемой змейкой. Степень удлинения за счет такой непрямолинейной укладки учесть сколько-нибудь достоверно нельзя. Поэтому, располагая даже полной документацией, нельзя указать на трассе точку, соответствующую точному расстоянию от конца КЛ, с погрешностью, меньшей 1…2 %. Для КЛ l = 3000 м соответствующая абсолютная погрешность составит ±(30…60) м. В условиях усовершенствованных (асфальтобетонных) покрытий раскопка участка протяженностью 60…120 м совершенно недопустима.

В современных крупных городах абсолютная погрешность для ОМП подземных КЛ не должна превышать ±3м. Даже для коротких КЛ с учетом не идеальности самого дистанционного измерения удовлетворить этому требованию одним дистанционным ОМП нельзя. Пусть, например, погрешность дистанционного измерения составит 1 %, погрешность топографического отсчета на местности – 2 %, тогда для линии длиной 200 м результирующая абсолютная погрешность Dl = ±200 + 0,022 =
 = ±4,5 м. Таким образом, дистанционное ОМП позволяет быстро указать фактически не место повреждения, а зону его расположения. Требованию точности дистанционное ОМП может удовлетворить лишь на очень коротких линиях (
l < 100м). Для подавляющего большинства длин КЛ необходим, следовательно, еще один метод ОМП – топографический (трассовый).

Топографическое ОМП – это определение искомого места на трассе, т. е. топографической точки расположе­ния места повреждения. Точность современных топографических методов для КЛ не ниже ± 3 м. Но ограничиться использованием только топографических методов, обеспечивающих необходимую точность, тоже нельзя, так как при этом не удовлетворяются требования быстроты ОМП (не более нескольких часов). При использовании топографических методов необходимо перемещаться со специальной аппаратурой по всей трассе КЛ. Знание же указанной дистанционной зоны повреждения позволяет ограничиться  пределами этой зоны, т. е. резко сократить время поиска.

 

 

Рис.2.2. Схема классификации методов ОМП

 

 

 

На рис. 2.2 представлена схема классификации методов ОМП. Различают следующие методы ОМП:

1) дистанционные и топографические;

2) высокочастотные и низкочастотные.

Низкочастотные методы ОМП связаны с принципиальным различием электрических процессов в объектах измерения (проводах и кабелях), в существенно разных частотных диапазонах.

Под низкочастотным диапазоном (fн) будем понимать частоты от нуля (постоянный ток) до нескольких килогерц. При этом для воздушных линий fн = 0…1 кГц, для кабельных линий fн =
= 0…10 кГц. К высокочастотному диапазону (
fв) отнесем частоты, превышающие несколько десятков килогерц. При этом для воздушных линий fв = 30…1000 кГц, для кабельных линий fв =
= 60…106 кГц. Диапазоны частот 1…30 кГц для ВЛ и 10…60 кГц для КЛ не используются в практике ОМП. Это означает, что между двумя используемыми частотными диапазонами разница весьма существенная.

 

2.3. Характеристика высокочастотных методов ОМП

 

Как видно из схемы классификации, приведенной на рис. 2.2, к высокочастотным методам относится только часть дистанционных методов ОМП. Прежде всего рассмотрим импульсные методы, принцип действия которых основан на измерении интервалов времени распространения элек­тромагнитных волн (импульсов) по участкам линий.

Рис.2.3. Схема классификации импульсных методов ОМП:

1 – импульсные методы; 2 – локационные методы; 3 – волновые методы;

4 и 5 – волновые односторонние и двусторонние измерения;

6 и 7 – предварительная и последующая посылки хронирующих сигналов

По признаку использования для отсчета времени специально генерируемых импульсов или же возникающих в месте повреждения линии электромагнитных волн выделяют локационные и волновые методы. В свою очередь волновые методы подразделяют на двусторонние и односторонние по фиксации моментов прихода фронтов волн на обоих концах линии или на одном конце. При двусторонних измерениях необходима посылка так называемых хронирующих сигналов, обеспечивающих «привязку» к общему началу отсчета времени измерительных элементов на обоих концах линии. По периоду посылки хронирующих сигналов различают методы с предварительным и с последующим хронирующими сигналами. Описанная классификация схематически показана на рис. 2.3.

Классификация полностью охватывает все существенные различия между известными в настоящее время методами. В табл. 2.1 для сопоставления приведены классификации, принятые в России, США и Японии.

 

Таблица 2.1

 

Классификация методов ОМП

 

Классификации методов, принятая в России

Классификация методов, принятая в США и Японии

 

 

Локационный

С, F, К

 

Волно-вые

 

Односторонние измерения

А

 

Двусторонние измерения

 

С предварительной посылкой хронирующего сигнала

D, Р

 

С последующей посылкой хронирующего сигнала

B, E

 

 

 

 

Локационный метод [2] основан на измерении времени между моментами посылки в линию зондирующего электрического импульса и прихода к началу линии импульса, отраженного от места повреждения. Трасса распространения импульсов в поврежденной линии и временные соотношения показаны на рис. 2.4.

 

Рис.2.4. Трасса распространения импульсов и временные соотношения

при локационном методе ОМП:

1 –линия; 2 – место повреждения; 3 – трасса распространения импульсов;

4-5 – зондирующий и отраженный импульсы

 

Послав в линию импульс, измеряют время двойного пробега этого импульса до места повреждения tл. Расстояние до места повреждения определяют по формуле

,                                          (2.1)

где U – скорость распространения импульса в линии.

Локационные измерения подразделяются на автоматические и неавтоматические. Первые используются для ВЛ, включенных в находящуюся под рабочим напряжением электрическую сеть. При срабатывании релейной защиты запускается автоматический локационный искатель, который фиксирует искомое расстояние за время, меньшее одной десятой доли секунды. Если в результате успешного АПВ линия остается в работе, то на основе полученного замера можно выполнить профилактический ремонт.

Измерения в период горения дуги КЗ – важное условие ОМП на ВЛ. После погасания дуги на поврежденной ВЛ получить необходимый отраженный импульс при неавтоматической локации в большинстве случаев не удается. На КЛ неавтоматическая локация весьма эффективна.

Волновой метод [2] основан на измерении времени между моментами достижения концов линии фронтами электромагнитных волн, возникающих в месте повреждения.

На рис. 2.5, а показан один провод линий электропередачи длиной L, который в момент повреждения t = 0 заряжен до напряжения U, например положительной полярности. При возникновении пробоя изоляции этого провода на землю в некоторой точке, удаленной от конца линии на расстояние l', напряжение в этой точке становится равным нулю. Вследствие этого в месте поврежде­ния возникают распространяющиеся в обе стороны электромагнитные волны напряжением – U, стремящиеся со скоростью v распространить нулевой потенциал по всей линии
(рис, 2.5, б).

По истечении времени t1= (Ll')/v фронт одной из волн достигает ближнего (левого на рис. 2.5, в) конца линии, а через интервал t2 = l'/v фронт второй волны достигает дальнего конца. Временные соотношения показаны на рис. 2.5,г. Временной интервал рассчитывается по формуле

.                                  (2.2)

 

 

Рис. 2.5. Диаграмма распространения волн и временные соотношения

при волновом методе ОМП:

 

а – напряжение на линии перед повреждением; б – распространение волн непосредственно после пробоя; в – расположение фронтов волн в момент

достижения одним из них конца линии;  г – временные соотношения

Если повреждение произошло в середине линии (l' = L/2), то фронты волн достигают обоих концов одно­временно: t2 = t1 и Dt =  = 0. При l' > L/2,  t2 > t1 и  Dt>0 (положительная величина). При
l' < L/2,
t2 <t1 и  Dt<0  можно измерить величину – Dt = t1t2 >0. Учитывая, что длина линии L известна, можно из предыдущего уравнения определить расстояние до места повреждения:

.                                         (2.3)

Поскольку точность измерения интервала Dt составляет единицы микросекунд, то с такой же точностью необходимо вести синхронный счет времени на обоих концах линии. При современном уровне техники возможна посылка с одного (ведущего) конца линии на другой (ведомый) хронирующих сигналов, обеспечивающих привязку моментов отсчета.

Волновой метод двусторонних измерений с предварительными хронирующими сигналами поясняется на рис. 2.6. На обоих концах линии непрерывно ведут счет времени одинаковые счетчики. Со стороны ведущего конца (левая часть рисунка) периодически поступают хронирующие импульсы, обеспечивающие синхронность хода счетчиков.

 

Рис. 2.6. Временные соотношения при волновом методе двусторонних

измерений с предварительными хронирующими сигналами:

а – момент возникновения повреждения; б – момент достижения фронтом

волны ближнего от места повреждения конца линии; в – момент достижения фронтом волны дальнего конца линии; 1 – линия; 2 – место повреждения;

3 – трасса хронирующих сигналов; 4 и 5 – ведущий и ведомый счетчики

Счетчики могут синхронизироваться и непрерывными синусоидальными сигналами, это не вносит существенных отличий. Поскольку время распространения хронирующих сигналов вполне определенное, то начало отсчета на ведомом конце в любой момент времени сдвинуто по отношению к началу работы ведущего счетчика на известное время to (рис. 2.6, а). Если хронирующие сигналы передаются по самой обслуживаемой линии, то to » L/v. Хронирующие сигналы могут передаваться по какому-либо каналу связи, например радиорелейной линии. При этом интервал времени tо также известен.

Возникающие в момент КЗ электромагнитные волны распространяются к обоим концам линии. В моменты достижения фронтами волн концов линии соответствующие счетчики останавливаются.

В соответствии с рис. 2.6 разность показаний счетчиков

.                              (2.4)

Откуда

.                                   (2.5)

 

Метод стоячих волн называют еще «высокочастотным». Он основан на измерении полного входного сопротивления поврежденной линии в широком диапазоне частот.

К началу линии, имеющей обрыв или КЗ, присоединяют генератор переменной частоты (ГПЧ) и вольтметр V (рис. 2.7, а) и снимают зависимость показаний вольтметра от частоты. Характер этой зависимости показан на рис. 2.7, в. Изменения напряжения вдоль линии при КЗ и резонансе показаны на рис. 2.7, б. По мере изменения частоты вход­ное сопротивление периодически меняется, вследствие чего меняются показания вольтметра. Для любого волнового канала (определенного подключения к проводам линии) характер изменения входного сопротивления аналогичен.

Если взять для упрощения волновой канал линии без потерь, замкнутый на активное сопротивление R, то полное входное сопоставление z будет определяться следующим выражением:

 

а

 

б

 

в

 

 

Рис 2.7. Измерения методом стоячих волн:

а – принципиальная схема соединений; б – изменение напряжения

вдоль линии при резонансе; в – изменение напряжения в начале линии

в зависимости от частоты; 1 – кабель; 2 – место КЗ

 

  ,                         (2.6)

где Zв – волновое сопротивление данного канала линии; l – длина линии; v – фазовая скорость распространения по данному каналу.

Пусть R = 0, т. е. на расстоянии l имеет место КЗ, тогда

при w/v = (2k + 1) (p/2) значение z® ¥,

при w/v = kp значение z = 0,

где k = 0, 1, 2 ... – кратность соответствующей резонансной частоты. Последнему случаю соответствует резонансная частота генератора

.                                  (2.7)

Аналогично для линии на х. х. (разомкнутой) резонансная частота:

.                                     (2.8)

Интервал между соседними резонансными частотами, соответствующими минимальным или максимальным показаниям вольтметра, в обоих случаях (обрыв или КЗ) составляет

,                                       (2.9)

откуда искомое расстояние до места повреждения

.                                      (2.10)

2.4. Характеристика низкочастотных методов ОМП

 

Низкочастотные дистанционные методы ОМП, основанные на измерении параметров аварийного режима, сегодня находят все большее применение. Параметры аварийного режима (ПАР) – это такие  комбинации токов и напряжений промышленной частоты в аварийном режиме, по которым можно вычислить рас­стояние до места КЗ. Эти параметры фиксируются, т. е. измеряются и запоминаются непосредственно в период протекания токов КЗ в электроэнергетической системе, элементом которой является поврежденная линия. Как и автоматическое импульсное ОМП, измерение ПАР осуществляется до автоматического отключения линии высоковольтным выключателем.

Рассматриваемые методы подразделяются на односто­ронние и двусторонние в зависимости от расположения измерительных средств по сторонам (концам) линии. Наибольшее распространение получили двусторонние методы, позволяющие исключить влияние переходного сопротивления в месте КЗ на результат расчета искомого расстояния. При возникновении внезапного КЗ на включенной в сеть линии с глухозаземленной нейтралью (110…750 кВ) специальные фиксирующие приборы (ФП) запо­минают значения ПАР на концах поврежденной ВЛ.

Эти зафиксированные значения вместе с заранее известными постоянными линии и примыкающей к ней сети используются для вычисления расстояния до места КЗ. Иногда используются показания ФП на соседних с поврежденной ВЛ. Вычисления могут производиться вручную, по графикам, номограммам и с помощью ЭВМ. В большинстве случаев в качестве ПАР служат напряжения и токи нулевой последовательности.

Односторонние методы позволяют непосредственно из­мерять расстояние до места КЗ. Однако в этом случае существенное влияние на результаты измерения оказывает переходное сопротивление, особенно при наиболее распро­страненном виде повреждения – однополюсном КЗ. Эти методы стали использоваться лишь в последние годы. Весьма ограниченно применение петлевого и емкостного методов.

Петлевой метод основан на измерении сопротивления постоянному току отрезков жил кабеля. В тех случаях, когда жила, замкнутая в месте повреждения на оболочку, не имеет обрыва и, кроме того, в кабеле имеется одна «здоровая» жила, определение расстояния до места повреждения можно осуществить петлевым методом, основанным на использовании моста постоянного тока.

Четыре сопротивления А, В, С и D (рис. 2.8) образуют замкнутый четырехугольник; в одну диагональ его включен гальванометр Г, в другую – источник питания с ЭДС, равной Е (обычно батарея гальванических элементов). Если при включенной батарее стрелка гальванометра Г не будет отклоняться (нулевое положение), то должно выполняться следующее соотношение:
A/C =B/D.

 

Рис.2.8. Принципиальная схема определения места повреждения

петлевым методом

 

Для осуществления схемы петлевого измерения необходимо на одном конце кабельной линии соединить поврежденную и неповрежденную жилы перемычкой (сечением не менее, чем у жил кабеля), обеспечив контакт с малым сопротивлением. Обычно перемычка изготовляется из гибкого многожильного медного троса с надежными за­жимами из латуни. На другом конце кабеля к этим же жилам присоединяется измерительный мост со стрелочным гальванометром и батареей. Сопротивления А и С подбираются на измерительном мосте, а В и D представ­ляют собой сопротивление жил кабеля (рис. 2.8). При этом сопротивление петли В + D всегда равняется удвоен­ному сопротивлению жилы кабеля R, т. е. В + D = 2R.

Так как при одном и том же сечении жилы ее сопротивление пропорционально длине, то можно записать соотношение

,                              (2.11)

позволяющее после установления равновесия моста и фиксации значений А и С вычислить искомое расстояние .

Так как сопротивление жил кабеля мало по сравнению с сопротивлениями А и С моста, то соединительные провода от кабеля к мосту также влияют на результат измерений.

Напряжение батареи для питания моста зависит от переходного сопротивления в месте повреждения кабеля и может быть выбрано на основе следующих ориентировочных соотношений:

 

Переходное сопротивление

в месте повреждения, Ом                 100              1000             10 000

Напряжение батареи, В                   4…6            20…30         100…250

 

При больших переходных сопротивлениях (до 1 МОм) применяют высоковольтные реохордные мосты.


Установку равновесия моста производят постепенным подбором измерительных плеч A и С. После установки равновесия моста и подсчета значения  необходимо поменять местами концы проводов, идущих от жил кабеля к мосту, и провести новое измерение. Если новому равновесию моста будут соответствовать сопротивления его плеч A1 и C1, то в результате этого измерения можно получить величину

 

где ly – расстояние от места повреждения до конца кабеля, на котором установлена закоротка (рис. 2.8).

На основании двух измерений можно произвести про­верку, имея в виду, что lx + L + ly = 2L. Если оба результата в сумме не составляют двойной длины кабеля и значительно отличаются от нее, то это означает, что плечи моста подобраны недостаточно точно и измерения следует повторить, проверив все контакты в схеме.

Погрешность при ОМП петлевым методом складывается из погрешности самого измерения и погрешности, связанной с неточным знанием трассы, длины линии и сечения ее участков.

Относительная погрешность измерения Dlx/L при петлевом методе может быть ориентировочно оценена по формуле

                      (2.12)

где Di – ток небаланса гальванометра с внутренним сопротивлением Rг, обусловливающий погрешность Dlx.

Решающее влияние на точность мостовых измерений оказывают чувствительность гальванометра и отношение напряжения питания к переходному сопротивлению в месте повреждения. Поэтому для кабельных измерений применяют гальванометры  с  чувствительностью 10-6…10-7 А/мм.

Область целесообразного использования петлевого метода весьма ограниченна. Его приходится использовать или при отсутствии импульсных приборов, или при расположении места повреждения в воде, когда переходное сопротивление не удается снизить прожиганием ниже нескольких кОм. Импульсные методы более удобны, точны и менее трудоемки. Серийно выпускаемые промышленностью мосты постоянного тока (типов УМВ и МО-6) и универсальные кабельные мосты (типов РЗЗЗ и Р334) имеют сравнительно низкую чувствительность гальванометров. При пользовании этими мостами желательно подключать выносные дополнительные гальванометры с чувствительностью 10-7 А/мм.

Емкостный метод. При обрывах жил кабеля в некоторых случаях возможно применять емкостный метод. Расстояние до места обрыва определяется по значению измеренной емкости жил участка КЛ. Изме­рение производится с помощью мостов переменного тока, обычно на частоте 1000 Гц. В качестве нуль-индикатора используется телефон.

Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в месте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения снижается ниже допустимого значения. Все жилы кабеля, кроме измеряемой, заземляют, для того, чтобы уменьшить влияние их емкости на результаты измерения. Измерение емкости на постоянном токе может быть применено лишь при таком обрыве жил кабеля, когда переходное сопротивление в месте обрыва превышает 20 МОм.

Из отечественных серийных устройств в настоящее время наиболее подходящим для измерения емкости является универсальный кабельный мост Р334.

Емкостный метод по точности и удобству измерений значительно уступает импульсному и должен применяться лишь при отсутствии импульсных приборов.

Все известные топографические методы относятся к низ­кочастотным. Наиболее распространенным и важным из них является индукционный, используемый на КЛ и ВЛ, а также на внутренних проводках.

Индукционный метод улавливает характер изменения магнитного поля трассы, создаваемого протекающим по линии током. Измеряется как ток промышленной частоты и его высшие гармониче­ские составляющие, так и ток повышенной частоты (0,4…10 кГц) специального генератора. К индукционным относятся и направленные (фазочувствительные) устройства, содержащие помимо датчиков магнитного поля еще и датчики электрического поля (например, штыревые антенны). Оператор с переносным приемным устройством перемещается вдоль трассы линии, определяя по различным признакам, находится ли он до или после места повреждения. Иногда по ряду признаков можно определить само место повреждения.

В табл. 2.4 сгруппированы методы определения места повреждения кабеля.

 

Таблица 2.4

 

Рекомендуемые методы определения места

повреждения кабеля

 

Вид пов-режде-ния кабеля

Пробивное напряже-ние в месте поврежде-ния, кВ

Переход-ное сопро-тивление в месте поврежде-ния, Ом

Метод опреде-ления зоны повреждения

 

Метод точного определения места повреждения на трассе кабельной линии

 

Замыкание жилы

на оболочку

 

 

 

 

 

 

0…25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0…40

 

 

 

40…200

 

 

 

200…300

Импульсный,

петлевой

 

 

Импульсный,

колебательного

разряда,

петлевой

Колебательного

разряда,

петлевой

Метод измерения потенциалов,

метод накладной рамки

 

Акустический,

метод измерения

потенциалов

 

Акустический

 

 

Окончание табл. 2.4

 

Вид пов-режде-ния кабеля

Пробивное напряже-ние в месте поврежде-ния, кВ

Переход-ное сопро-тивление в месте поврежде-ния, Ом

Метод опреде-ления зоны повреждения

 

Метод точного определения места повреждения на трассе кабельной линии

 

Замыкание

двух или трех

жил между собой

(и на землю)

в одном месте

0…25

 

 

 

 

 

 

 

 

0…40

 

 

 

 

 

40…200

 

 

200…3000

Импульсный,

петлевой (при

наличии не-поврежденной

жилы)

 

Импульсный,

колебательного разряда

 
Колебательного разряда

Индукционный

 

 

 

 

 

Акустический

 

 

»

 

Обрыв токо-

ведущих жил

без заземления

 

 

До

испытательного

 

 

³106

 

 

 

 

Импульсный,

колебательного разряда,

емкостный

 

»

 

 

 

 

Обрыв токо-

ведущих жил

с замыканием

на землю

 

 

0…10

 

 

 

 

0…200

с дожиганием

до двухфазного

к. з.

³ 200

 

Импульсный

 

 

 

 

 

Колебательного разряда

Индукционный

 

 

 

 

 

Акустический

 

Заплывающий

пробой

От 8 до

испыта­тельного

³ 107

То же

»

 

Акустические методы основаны на улавливании на трассе акустических (механических) колебаний, возни­кающих на поверхности грунта или асфальтобетонного покрытия при искровом разряде в изоляции КЛ. Оператор с акустическим датчиком и усилителем перемещается в зоне ±(15…40) м, выделенной дистанционным методом, и определяет место максимального уровня приема по индикатору или на слух с помощью телефона. Искровой разряд в месте повреждения изоляции создается посредством специальных устройств, подключаемых на конце КЛ.

Потенциальные методы основаны на фиксации вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ и в земле токами. Используются постоянный и переменный токи повышенной частоты (звукового диапазона). Оператор перемещается по трассе с двумя контактными стержнями или пластинами. В первом случае осуществляется непосредственное измерение разности потенциалов, во втором – через емкость пластин. Пластины используются при асфальтобетонных покрытиях на трассе КЛ. В переносное устройство входят усилитель и индикатор. Ток в поврежденную жилу подается с конца КЛ.

Электромеханические методы основаны на фиксации механических усилий, создаваемых за счет энергии тока КЗ. Могут использоваться электродинамические усилия между током в токоведущих частях и наводимым током в расположенном вблизи датчике и электромагнитные силы, приложенные к якорю из магнитного материала. Электромеханические устройства (указатели) устанавли­ваются стационарно в РУ и на опорах ВЛ. Протекание тока КЗ через контролируемый объект сигнализируется с помощью блинкера. Восстановление исходного состоя­ния указателя  в ряде конструкций осуществляется автоматически при включении ВЛ под напряжение.

Акустические, потенциальные и электромеханические методы удобно объединить в одну общую группу так называемых контактных методов.

 

Вам помог данный материал: Да | Нет
  Mini-Soft Библиотека Эксплуатация систем электроснабжения ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
cloud server, cloud hosting, VPS server
О проекте Mini-Soft.ru   Реклама на сайте
Copyright © Mini-Soft 2003-2009 mini-soft@narod.ru