Поиск однофазных повреждений индукционным методом
Считается, что более половины всех повреждений подземных силовых кабелей составляют, так называемые, однофазные повреждения (ОП), т.е. замыкания "жила-оболочка". Если же отнести к таковым замыкания двух или трех фаз на оболочку, то их суммарная доля достигает 90%. Локализация таких повреждений возможна одним из трех основных топологических методов – акустическим, потенциальным, индукционным.
Выбор метода определяется характеристиками и условиями конкретного повреждения – глубиной залегания, переходным сопротивлением в месте дефекта, наличием и уровнем токов растекания и другими. Нам неизвестна статистика, определяющая долю из общего количества ОП локализованных индукционным методом (ИМ). Хотя есть основания считать, что эта доля значительна. И если локализация ИМ повреждений вида две жилы–оболочка или три жилы-оболочка не вызывает особых затруднений, то для случая жила-оболочка ситуация иная. Среди некоторой части специалистов профессионально занимающихся поиском мест повреждений подземных электрокабелей сложилось прочное убеждение, что ИМ поиска не очень приемлем для таких однофазных повреждений.
Если кабель очень длинный, очень старый, глубоко проложен, имеет множество муфт на своем протяжении - это и есть самый трудный случай для использования ИМ. В этом случае неизбежно возникают токи растекания через место повреждения и далее через оболочку, броню, или заземленные муфты. Эти токи создают сигнал, мешающий поиску, доминирующий над полезным (информативным) сигналом. Это в свою очередь объясняется тем, что полезный сигнал от тока, протекающего по цепи жила-оболочка уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля, а сигнал помехи от токов растекания обратно пропорционален расстоянию от кабеля. Известные способы компенсации токов растекания, чтобы выделить полезный сигнал достаточно сложны в реализации. На практике намного проще использовать, например, акустический метод предварительно подготовив для этого объект, т.е. кабель.
Идеальный случай, в котором для поиска ОП может использоваться ИМ это кабель, уложенный на стандартной глубине, без соединительных муфт, его можно изолировать от земли и повреждение только одно. При поиске на таком кабеле будет присутствовать главный информативный признак, присущий поиску междуфазных повреждений - наличие сигнала повива до места повреждения и отсутствие его после этого места. Нужно отметить, что для описанного случая не обязательно иметь величину сопротивления в месте повреждения меньше одного Ома, что считается необходимым условием при использовании ИМ. Если повреждение носит устойчивый характер, то величина сопротивление в этом месте не имеет значения. Хватило бы тока для создания необходимого уровня сигнала. Приемник ПП-500А (ПП-500К) с его чувствительностью и избирательностью обеспечивает такую возможность.
Опытные специалисты пытаются найти свои специфические варианты использования ИМ для поиска ОП.
Специалисты «Московских кабельные сетей» в тех случаях, когда невозможно перевести однофазное повреждение в междуфазное уже много лет используют вариант поиска, названный методом «аномалии нуля». Предварительно, с помощью установки прожига, сопротивление в месте повреждения снижают до долей Ом. Генератор подключается между жилой и броней кабеля. Оператор, находясь в зоне повреждения над КЛ с вертикально установленной антенной МА-500, регулировкой чувствительности приемника устанавливает минимальные показания индикатора (не более 20% длины шкалы). При перемещении точно над трассой КЛ произойдет резкое увеличение показаний индикатора над местом повреждения. После прохождения места повреждения показания индикатора станут такими же, как и до него. При использовании данного метода следует точно знать места расположения муфт, т.к. они дают ложное увеличение сигнала. Увеличение может возникать и в неповрежденной части кабеля. В таких случаях место повреждения находится в последней точке увеличения сигнала. По данным МКС этим методом можно точно определить место повреждения примерно в 60% случаев. В остальных случаях определяется зона повреждения - 20…30 м.
В одном из подмосковных предприятий используют ИМ для поиска мест повреждений на кабелях СПЭ. Понятно, что на этих кабелях все повреждения априори будут однофазными.
Локализация ОП в кабеле с изоляцией СПЭ требует обязательного выполнения нескольких условий:
- Поврежденный кабель должен быть отключен с обоих концов, как жила, так и оболочка.
- Поисковый генератор должен иметь изолированный от земли выход. Сопротивление изоляции не менее 1МОм.
- Сопротивление в месте повреждения, прожигом доводится до значения менее 1 Ом. Прожиг осуществляется током не более 10…20А, чтобы не проплавить тонкую оболочку. (Здесь очень удобно применение генераторов семейства ГП-100К - ГП-500К, позволяющих отслеживать динамику изменения сопротивления в процессе прожига).
- Трасса кабеля должна быть достаточно точно размечена в зоне повреждения.
- Генератор подключается между жилой и оболочкой. Антенна МА-500 параллельна КЛ и расположена точно над кабелем. Сигнал, принимаемый оператором, будет постоянен вдоль всей длины КЛ до места повреждения. В месте повреждения наблюдается т.н. «перелив» сигнала – резкое повышение уровня, резкое падение и столь же резкое повышение до первоначального значения с последующим плавным затуханием до нуля на протяжении 1,5…2м. Либо может наблюдаться резкое снижение до нуля, затем возврат на прежний уровень с последующим плавным затуханием.
Как вариант, поиск может осуществляться с вертикальным расположением антенны МА-500. В месте повреждения линия нулевого сигнала будет отклоняться от трассы КЛ, как изображено на рисунке:
Как видим оба описанных выше варианта похожи.
Здесь приведены два примера новых или малоизвестных применений индукционного метода. Микроэлектроника, цифровые технологии дают новые качества и возможности современному оборудованию для реализации данного метода. Не исключено, что существуют еще и другие пока не открытые возможности индукционного метода.
