Поиск кабельных трасс, определение места их повреждения

Для соединения потребителей с источниками электроэнергии, наряду с воздушными линиями электропередач, часто используются силовые кабели подземной прокладки. Высоковольтные кабельные линии (КЛ) имеют множество преимуществ, основные из которых – высокая пропускная способность, пониженная материалоемкость, возможность прокладки на участках со сложным рельефом. К достоинствам КЛ относится и низкая повреждаемость, тем не менее, повреждения кабеля иногда происходят, и перед эксплуатирующими организациями возникает проблема поиска места аварии. Без специальных приборов и методик сделать это практически невозможно. В таких случаях, имеет смысл прибегнуть к помощи специализированных организаций, располагающих силами и средствами для поиска кабельных трасс и нахождения мест их повреждения. Важным моментом является наличие у производителя работ лицензии и разрешения Ростехнадзора на право выполнения поисковых работ. В Москве и Московской области услуги по уточнению мест прохождения подземных силовых кабелей, выявление аварийных участков с указанием точки повреждения производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Работы выполняются на договорной основе, недорого, оперативно, с гарантией положительного результата.

Причины повреждений высоковольтных кабельных линий

Несмотря на подземное исполнение с высокой степенью защиты от внешних воздействий, в некоторых случаях КЛ могут получить повреждения, что чревато перебоями в поставках электроэнергии. Причины, способные нарушить целостность кабельных линий:

• подвижки грунтовых масс, вызванные естественными процессами или авариями водопроводных и тепловых систем, трубопроводов канализации;
• нарушение нормативных условий эксплуатации с тепловой перегрузкой линии из-за увеличения токовой нагрузки;
• прохождение сверхвысокого электрического тока от транзитного короткого замыкания;
• повреждение оболочки, обрыв части или всех фаз кабеля при нарушении правил производства земляных работ;
• технические ошибки при проектировании и прокладке кабельной линии;
• заводской брак.

Необходимо отметить, что повреждение кабельной линии может произойти и при плановых испытаниях сопротивления изоляции с использованием высокого напряжения, но при этом, в некоторых случаях, допускается ее эксплуатация до планового ремонта. При явной аварии, необходимо в минимально возможные сроки установить ее место для обнажения кабеля и оперативно произвести ремонтно-восстановительные работы.

Характеристики повреждений силовых кабелей, поисковое оборудование

Характер повреждений КЛ может быть различным, но последующие действия однозначны – поиск места аварии и восстановление целостности линии. Частичное нарушение целостности изоляции или полный обрыв силового кабеля может вызвать:

• однофазное замыкание на «землю»;
• межфазное замыкание или межфазное замыкание на «землю»;
• обрыв жил кабеля без заземления или с заземлением необорванных и оборванных жил;
• заплывающий пробой – вид короткого замыкания при высоком напряжении, пропадающего (заплывающего) при снижении напряжения до номинального.

При снижении функциональности или разрыве кабельной линии устанавливаются границы аварийной зоны, определяется точное место аварии. Для каждого вида повреждения существует собственная методика локализации. Предварительное зонирование участка производится дистанционными методами диагностики, местоположение обрыва линии устанавливается с использованием технологий поиска повышенной точности. Для этих целей применяется набор поисковой акустической и индукционной аппаратуры («РЕЙС», «ПКМ» и др.) или универсальные комплекты для определения мест повреждений КЛ, например, КП-100К, КП-250К и КП-500К. Эти устройства позволяют оперативно и точно найти место обрыва кабеля, определить фактическую глубину его залегания. Основные требования, предъявляемые к поисковым приборам:

• возможность работы в широком диапазоне температур (от -30 С до +40 С);
• избирательность приемника – способность работы при наличии высокого уровня помех;
• высокое качество сигнала и мощность, достаточная для нахождения протяженного, заглубленного кабеля;
• механическая прочность, надежность допускающие возможность работы в различных условиях окружающей среды;
• универсальность с полным набором рабочих частот генератора и частотных каналов приемника для обеспечения возможности работы различными методами.

Вместе с этим, все поисковые приборы должны быть удобны в пользовании, компактны, иметь небольшой вес – в полевых условиях это поможет быстро решить возникшие проблемы на линии.

Методы поиска кабельных трасс и определения мест их повреждения

Точное определение мест повреждения кабельных линий производится в два этапа – установление границ аварийной зоны и локализация места аварии. На первом этапе применяются методики, называемые дистанционными или относительными. К ним относятся:

• Импульсный метод. Данный способ позволяет определить факт замыкания, как между фазами, так и на оболочку кабеля. Он заключается в исследовании параметров отраженных эталонных высоковольтных электрических импульсов, посылаемых в дефектную зону. По времени их прохождения можно определить длину кабеля и рассчитать расстояние до места аварии.
• Емкостной метод. Расстояние от базового места до точки обрыва кабеля определяется по емкости жил, измеренной при помощи моста переменного тока. Наибольшую точность с использованием этого метода можно получить при сопротивлении изоляции не менее 300 Ом в месте обрыва.
• Метод колебательного разряда. Такая методика применима при определении расстояния до места однофазного повреждения при переходном сопротивлении в точке повреждения 10-100 кОм. На разорванную жилу импульсно подается высокое напряжение до достижения пробоев, короткие замыкания провоцируют появление электромагнитных волн, распространяющихся по кабелю. Анализ параметров колебательного процесса позволяет достаточно точно определить расстояние до точки обрыва кабеля, в том числе и при заплывающем пробое.
• Волновой метод. Данный метод применяется для определения расстояния до обрыва кабеля посылом высоковольтной электромагнитной волны от заряженного конденсатора и исследования ее параметров после многократного отражения от места повреждения.
• Петлевой метод. Этот метод основан на измерении сопротивления проводников кабеля току, подаваемому при помощи моста. Он позволяет определить наличие повреждения защитной изоляционной оболочки кабеля и приблизительное расстояние до дефектного места.

В отдельных случаях относительных методов может быть достаточно и для определения конкретного места повреждения кабельной линии, но для более точной работы существуют топографические (абсолютные) способы поиска обрывов. К ним относятся:

• Акустический метод. Методика предполагает прослушивание над аварийным участком кабеля звука искровых разрядов от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию. Над местом дефекта звуковые эффекты будут выражены наиболее громко. По характеру сигнала можно определить точки обрыва жил, заплывающий пробой, трассировку линии, позиции соединительных муфт и другие параметры КЛ. Для приема звука используется специальный акустический приемник, в некоторых случаях может быть достаточно обычного стетоскопа.
• Потенциальный метод поиска. Этот метод основан на наружной регистрации электрических потенциалов, создаваемых токами, протекающими по оболочке заглубленной кабельной линии.
• Индукционный метод. Данная методика применима в случае обрыва кабеля или при полных замыканиях между фазами и основана на контроле параметров магнитного поля, создаваемого вокруг кабеля током от отдельного генератора. Результаты исследований определяются по звукам определенной частоты, возникающим при перемещении антенной рамки в образовавшемся электромагнитном поле. Над местом повреждения КЛ сигнал усиливается.

Заключение

Таким образом, используя относительные и абсолютные способы поиска кабельных трасс с определением мест их повреждения, можно быстро, без излишних материальных и трудовых затрат на разрытие грунта найти дефектное место, произвести ремонт и решить проблемы с перебоями в поставках электроэнергии. Заказ на выполнение работ можно разместить непосредственно на страницах этого сайта. Для обсуждения условий сотрудничества, воспользуйтесь системой обратной связи или другими каналами, указанными в разделе «Контакты».