Прожигать или не прожигать?

Термин «прожиг» не входит в толковый словарь русского языка. Однако он родился, прижился и хорошо понимаем и применяем в среде тех, кто имеет хоть какое-то отношение к поиску мест повреждений (МП) подземных силовых кабелей. Этот короткий и емкий термин в самом своем названии содержит смысл определяющий и назначение, и действие, и результат. Назначение – снизить электрическое сопротивление, прожигая изоляцию. Действие – прожигание изоляции и сплавление (или наоборот разрыв) металлических элементов конструкции кабеля. Результат – прожженная изоляция и низкое электрическое сопротивление.

Группы повреждений подземных кабелей

По происхождению повреждения подземных кабелей можно разделить на две группы.

Аварийные повреждения. Они являются либо следствием быстрого, катастрофического развития внутренних скрытых дефектов, либо результатом нештатных внешних воздействий. Как правило, это устойчивое короткое (почти короткое) замыкание или обрыв. Применение прожига для такого повреждения часто не требуется, поскольку применение для их локализации дистанционных и топографических методов поиска не вызывает затруднений.
«Испытательные» повреждения. Они обнаруживаются в процессе периодических испытаний повышенным напряжением и нередко носят характер так называемого «заплывающего» пробоя. Повреждения такого рода высокоомные, проявляющиеся только при приложении повышенного напряжения. Применение дистанционных методов здесь невозможно. Например, рефлектометрический метод «не видит» повреждения, поскольку при его низковольтном тестовом сигнале дефект просто не проявляется. Применение же топографических методов имеет смысл, когда определена зона повреждения, то есть расстояние до него. Иначе на длинных трассах трудоемкость поиска окажется чрезвычайно большой. В этих случаях и требуется прожиг, позволяющий «проявить» и стабилизировать повреждение, чтобы обеспечить успешное применение методов его локализации.

Последовательность действий при поиске повреждений с применением прожига

Прожиг высоковольтного кабеля как обязательная операция входит в основные ведомственные методические документы (например, РД 34.20.516-90). Эти документы диктуют однозначную последовательность действий при поиске МП, включающую и прожиг. Такая технология складывалась многими годами и определялась возможностями конкретных методов поиска и оборудования используемого при его реализации. Прожиг изоляции кабеля - единственный способ преобразования заплывающего пробоя в стабильное повреждение, которое можно обнаруживать с помощью волновых или рефлектометрических методов. С его помощью электрическое сопротивление в МП снижалось до величины, позволяющей применять соответствующие дистанционные методы для определения расстояния до повреждения. Процесс определения зоны повреждения в этом случае носил многоэтапный характер. Сначала при испытаниях получали заплывающий пробой. Далее с помощью высоковольтной, а затем прожигающей, установок снижали сопротивление в МП до уровня допускающего использование одного из дистанционных методов. И только после этого дистанционным методом определяли расстояние до МП.

Как избежать многоступенчатого процесса поиска?

Избежать такого многоступенчатого процесса позволяют современные беспрожиговые импульсно-дуговые методы (ИДМ) определения расстояния до МП. Имея в наличии специальное устройство сопряжения, через которое к высоковольтной испытательной установке подключен рефлектометр, можно получить информацию о расстоянии до МП сразу после возникновения первых пробоев изоляции при испытании. То же самое можно делать с помощью ударного генератора, применяемого для акустического метода поиска, при наличии у него соответствующего устройства сопряжения. После определения таким образом зоны МП, используя тот же генератор, можно акустическим методом локализовать место повреждения.

Экономическая эффективность применения ИДМ очевидна, поскольку отпадает потребность в использовании установок прожига изоляции кабеля и резко снижается трудоемкость этапа определения расстояния до места повреждения.

Применение прожига для перевода повреждения из одного вида в другой

Финишный этап поиска МП — точная локализация топографическим методом может решаться на основе предпочтений специалистов-поисковиков, с учетом вида повреждения и оснащенности оборудованием. С помощью прожига сопротивление в МП можно довести до уровня обеспечивающего применение выбранного топографического метода.

Для успешного использования акустического метода поиска необходимо обеспечить сопротивление от десятков Ом до десятков кОм. Выполнение этого условия обеспечивает достаточно мощный электрический разряд с высоким уровнем акустического сигнала.

Использование индукционного метода эффективно при сопротивлениях близких к короткому замыканию. При поиске межфазных повреждений индукционный метод самый быстрый и легко реализуемый. В случае однофазных повреждений использование индукционного метода может стать проблематичным если на кабельной линии присутствуют дефекты внешней изоляции или заземленные соединительные муфты. В такой ситуации появляются одиночные токи растекания маскирующие полезный сигнал. И здесь решению проблемы поможет прожиг. Используя высоковольтную установку и прожиг повреждение переводят в межфазное с последующим использованием индукционного метода.

Если после определения зоны повреждения дистанционным методом повреждение носит стабильный характер с высоким сопротивлением и пробивается ударным генератором, очевидно применение акустического метода для определения точного местонахождения МП. Если по каким-либо причинам это не осуществимо, можно с применением прожига снизить сопротивление и, при необходимости, перевести его в межфазное с последующей локализацией МП индукционным методом.

Недавно появившаяся информация показывает, что в этой ситуации во многих случаях нужного результата можно добиться, используя высоковольтный импульсный генератор. Используя подходящий высоковольтный импульсный генератор, обладающий возможностью создать мощный токовый импульс, позволяющий разбить металлический «мостик», можно преобразовать однофазное повреждение в межфазное.

Сторонники тотального применения индукционного метода, чтобы обеспечить гарантированный успех, предпочитают с помощью прожига снизить сопротивление в месте повреждения до минимально возможной величины. Это приходится делать и в том случае, когда повреждение носит нестабильный характер со склонностью к снижению сопротивления под воздействием электрической нагрузки.

Однако в некоторых случаях, когда, например, повреждение находится в соединительной муфте прожиг изоляции кабеля может длиться часами без ощутимого эффекта. Если кабель пролегает в грунте насыщенном влагой, и она попала в повреждение можно сутками безуспешно «кипятить» кабель. Здесь может помочь специальная установка «дожига», способная выдать ток в сотни ампер.

Подводя итог изложенному, можно заключить, что применение современного оборудования использующего импульсно-дуговые методы определения расстояний до МП позволяет реально и существенно ускорить поиск повреждений подземных силовых кабелей и снизить затраты на его осуществление. Необходимость проведения операции прожига изоляции кабеля на первом этапе – определении расстояния до МП – в этом случае отпадает.

В то же время без прожига кабеля не обойтись, если возникает необходимость довести сопротивление в МП до уровня требующегося для применения конкретного топографического метода локализации повреждения.