Jak najít místo poškození kabelu pod zemí?

Přístroje této kategorie jsou určeny k vyhledání a přesné lokalizaci místa poruchy, a to jak v pláštích, tak v samotném kabelu.

Integrita kabelů je klíčem ke stabilnímu a nepřerušovanému provozu napájecích systémů. Bezpečnost a blaho milionů lidí dnes závisí na stabilní dodávce elektřiny. Provoz telekomunikačních sítí, komerčních zařízení, lékařské techniky a mnoha dalších je nemyslitelný bez fungujícího napájecího systému. Proto je v systémech různých úrovní nutná včasná diagnostika kabelů.

Místo poškození silových kabelů lze přesně určit buď akusticky pomocí citlivých pozemních mikrofonů, nebo měřením elektrického pole a jeho zkreslení v místě poškození kabelu citlivými přijímači elektrických vln.

Aby bylo možné provést přesné identifikace míst poškození kabelu Používá se metoda krokového napětí. Testovací proud na povrchu země nad místem poruchy tvoří napěťový trychtýř a lze jej měřit pomocí lokátoru zemního spojení. Pokud jsou oba měřicí kolíky umístěny nad místem poruchy, pak je indikováno skokové napětí, jehož polaritou lze posoudit směr k místu poruchy.

Vlastní vývoj SebaKMT holding je určen pro integrální a lokální analýzu stavu kabelové infrastruktury (kabely z papírového oleje a kabely izolované zesíťovaným polyetylénem). Výsledkem takové analýzy jsou informace o přítomnosti závad na napájecím kabelu a posouzení životnosti kabelu.

Podle zavedené praxe se místo poškození kabelového vedení obvykle určuje ve dvou fázích:

• v první fázi je předběžně určena zóna poškození;

• ve druhé fázi je objasněno a identifikováno místo poškození kabelového vedení v určité oblasti.

Podle povahy poškození se k určení místa poškození kabelového vedení obvykle používá jedna z následujících metod:

• metoda indukčního vyhledávání;

• metoda akustického vyhledávání;

• metoda vyhledávání smyčky (metoda smyčky);

• metoda kapacitního vyhledávání;

• metoda pulsního vyhledávání (reflektometrie);

• metoda oscilačního výboje.

Rýže. 1. Metody určení místa poškození kabelového vedení: a – indukční, b – akustické, c – smyčková metoda, d – kapacitní.

Rýže. 2. Pohled na obrazovku CRT zařízení IKL-5 při poškození kabelového vedení: a – při zkratu žil kabelu, b – při přetržení žil kabelu.

V obtížných situacích lze použít kombinace dvou nebo více metod.

Indukční metoda

Metoda indukčního vyhledávání (obr. 1a) se používá v případech, kdy je potřeba najít místo průrazu izolace mezi vodiči nebo na zemi se současným přerušením nebo bez něj. Tato metoda také umožňuje určit přesné umístění trasy, hloubku kabelu a umístění spojek.

Metoda je založena na principu zachycení signálu na zemském povrchu. Na kabelové vedení je připojen generátor a prochází proud 15-20 A o frekvenci 800-1000 Hz. Pomocí indukčního přijímače poslouchejte signál vycházející z kabelu. Nad místem poškození bude nejsilnější a hned za ním se jeho úroveň prudce sníží.

akustická metoda

Metoda akustického vyhledávání (obr. 1b) umožňuje určit místo případného poškození kabelového vedení za předpokladu, že přechodový odpor v místě poškození kabelu je alespoň 40 Ohmů a hloubka kabelu nepřesahuje 5 m.

Pomocí vysokonapěťového pulzního generátoru vzniká stabilní jiskrový výboj. Zvukové signály z jiskrového výboje se poslouchají přes speciální sluchátka. V oblasti poškození kabelu bude zvukový signál z jiskrového výboje (cvaknutí) maximální.

Při pokládání kabelových vedení v tunelech nebo na žlabech není tato metoda vhodná pro určení místa poškození.

Metoda smyčky (metoda smyčky)

Metodu hledání smyčky (obr. 1c) lze použít, když nedojde k přerušení kabelového vedení, ale je poškozena pouze izolace žil. V tomto případě je nutné, aby alespoň jedno jádro mělo dobrou izolaci a přechodový odpor v místě poškození nebyl větší než 5 kOhm. Pro určení místa poškození izolace je jeden konec poškozeného jádra připojen k poškozenému a z druhého konce kabelu je k nim připojen měřicí můstek s galvanometrem, který tvoří jakousi „smyčku“. Obvod je napájen baterií.

Místo poškození izolace se vypočítá podle vzorce:

kde l_x — vzdálenost od místa napojení měřícího mostu k místu poškození v metrech, L — délka kabelového vedení v metrech, R₁ a R.₂ — odpor ramen měřicího můstku, Ohm.

Pokud se při prohození konců vodičů, kterými je galvanometr připojen k vodičům, šipka na zařízení odchyluje v opačném směru, znamená to, že místo poškození izolace se nachází na samém začátku kabelového vedení na straně měření.

Kapacitní metoda

Kapacitní metoda vyhledávání (obr. 1d) se používá v případech, kdy dojde k přetržení žil kabelu ve spojkách. Podstata metody spočívá v měření kapacity jader a výpočtu vzdálenosti lx od bodu měření k místu poškození pomocí vzorce:

kde C₁ a C₂ je kapacita drátu s přerušením, měřená z různých konců, a L je délka kabelu.

Pokud je poškozené jádro na jednom konci pevně uzemněno, výpočet se provede pomocí vzorce:

kde C je kapacita nepoškozeného jádra.

V případě, že kapacitu poškozeného jádra lze měřit pouze z jednoho konce a všechna nepoškozená jádra jsou pevně uzemněna, použije se pro výpočty následující vzorec:

kde C – specifická kapacita jádra, převzatá z tabulky charakteristik kabelu pro daný kabel.

V případě čistého přerušení vodiče se pro měření používají stejnosměrné můstky. Pokud je při čistém přerušení přechodový odpor 5 kOhm nebo vyšší, pak se použijí střídavé můstky.

Pulzní metoda (reflektometrie)

Metoda pulsního vyhledávání (reflektometrie) umožňuje určit nejen místo, ale i charakter poškození kabelového vedení (přerušení nebo zkrat vodiče – obr. 2). Pomocí pulzního měřiče (IKL-4, IKL-5, R5-1A atd.) se měří časový interval tx (v μs) od okamžiku pulsu do okamžiku jeho odrazu. Vzdálenost od místa měření k místu poškození se vypočítá podle vzorce:

kde n je počet značek na stupnici na obrazovce pulzního měřiče,

v je rychlost šíření elektronového pulsu po kabelu (předpokládá se 160 m/s).

Metoda není vhodná pro určení místa poškození izolace typu „plovoucí průraz“.

Metoda oscilačního výboje

Metoda oscilačního výboje se používá v případech, kdy není možné určit místo poškození kabelového vedení pomocí reflektometrie. Konkrétně během „plovoucího zhroucení“ v izolaci. V tomto případě je na poškozené jádro kabelu přivedeno napětí pomocí instalace kenotronu a odečty jsou prováděny pomocí zařízení typu EMKS-58. Stupnice přístrojů EMKS-58 a EMKS-58M je kalibrována v metrech.

Provoz podzemních silových a telekomunikačních kabelů je spojen s prováděním plánovaných a opravných měření a také s lokalizací škod na kabelových vedeních.

Při rutinních měřeních se často kontrolují primární parametry: izolační odpor, odpor smyčky, asymetrie. Pro tyto práce často stačí můstek.

Opravy a restaurování jsou pracnější proces, který vyžaduje dobře vyškolené odborníky a širokou škálu vybavení. Lokalizace závady vyžaduje následující akce:

• Určení přítomnosti závady a její identifikace (voda v kabelu, zlomený pár nebo jádro, poškození izolace, zkrat, přechodné rušení, šum, záměna párů, paralelní odbočky atd.)
• Stanovení vzdálenosti k defektu (můstkovou nebo reflektometrickou metodou).
• Lokalizace poškození na zemi pomocí detektorů cest nebo lokátorů kabelů.

Zjištění přítomnosti závady na kabelu a její identifikace

Nejčastěji se pro zjištění přítomnosti poškození a identifikaci jeho typu používají stejná měření jako při rutinních měřeních. K provádění takových měření se používají kabelové můstky, megohmmetry a měřiče zemního odporu.

V některých případech však dochází k více vadám (několik různých typů vad současně). V tomto případě je obtížné určit, který z nich má největší přínos, protože se navzájem maskují. K určení takových poruch je nutné nejen změřit primární parametry kabelu, ale i sekundární: přeslechy, indukovaný šum, útlum atd. V takových případech by měl být opravárenský tým vybaven několika přístroji: kabelovým mostem, meggerem, analyzátorem šumu a rušení, měřičem útlumu. Existují samozřejmě komplexní analyzátory, které kombinují mnoho funkcí v jednom krytu. Kabelové analyzátory Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL atd. se tak v poslední době často používají pro práci s účastnickými telefonními linkami.

Umožňují změřit všechny primární a sekundární parametry kabelového vedení, odeslat tón k identifikaci páru na zpětném konci, lokalizovat poškození pomocí reflektometrických a mostních metod a dokonce analyzovat kvalitu ADSL/VDSL kanálu simulací. předplatitelský modem.

Určení vzdálenosti k místu poškození kabelu pod zemí

Stanovení vzdálenosti k defektu se provádí jednou ze dvou metod – reflektometrickou (pomocí reflektometrů) a můstkovou (pomocí kabelových můstků). Tyto metody mají značné rozdíly.

Kabelové můstky lokalizují poškození na základě odporu a kapacity kabelu. Při měření používají pomocné (známé dobré) vodiče nebo páry kabelů, což jim umožňuje změřit odpor (kapacitu) dobrého páru, porovnat tyto hodnoty s podobnými hodnotami na poškozeném páru a určit vzdálenost k defektu. . Při měření používají nejčastěji napětí 180V – 500V, což umožňuje určit i drobná poškození izolace kabelu.

Kabelové reflektometry vysílají do páru puls s amplitudou přibližně 20V (šířka pulsu se nastavuje v závislosti na délce vedení) a druh poškození a vzdálenost k němu jsou určeny tvarem a zpožděním pulsů odražených od nehomogenity (vady). Tato metoda vám neumožní odhalit menší poškození izolace, ale snadno odhalí pomíchané páry, paralelní odbočky, Pupinovy ​​cívky atd.

Pro zvýšení efektivity se tyto metody stále častěji spojují v jednom zařízení. V této verzi jsou prezentovány například přístroje IRK-PRO Alfa a KB Svyaz Sova. Analyzátory SideKick Plus a Riser Bond 6000DSL popsané výše mají také takové funkce.

Je třeba poznamenat, že přesnost určení vzdálenosti k defektu zařízením a přesnost lokalizace poškození v kabelu jsou různé věci. Naměřenou vzdálenost je přece jen potřeba přesně změřit, a to je velmi obtížný úkol, vezmeme-li v úvahu rezervy kabelů na spojkách, nerovnoměrnost hloubky kabelu atd. Velkou chybu navíc vnáší nepřesné zadané lineární hodnoty odporu a kapacity nebo koeficientu šíření (a během provozu se neustále mění).

Lokalizace poškození na zemi

Jakmile je známa přibližná vzdálenost k poruše, připojí se k poškozenému páru lokátor nebo generátor lokátoru kabelů a začne se trasování kabelů. S trasováním a hledáním závady na poškozeném kabelu je lepší začít ve vzdálenosti 200-300 metrů od místa závady určené kabelovým mostem nebo reflektometrem, od nejbližší spojky, kabelové skříně nebo jiného místa, jehož umístění je přesně známo. . Navíc, pokud trasování začíná z kabelové skříně nebo krabice, musí být generátor instalován na tomto místě.

Sledování a lokalizace defektů lze provádět paralelně nebo postupně. V prvním případě se trasa nejprve „utluče“ pomocí lokátoru, poté se poškození lokalizuje pomocí lokátoru kabelů. Ve druhém případě se sledování a lokalizace poškození provádí současně: jeden specialista sleduje linii, druhý – lokalizuje poškození. Pro takové případy existují zařízení s jedním generátorem, ale dvěma přijímači, například Poisk-310D-2M (2). Existují i ​​zařízení, která kombinují nejen prostředky vyhledávání a lokalizace poškození, ale také prostředky předběžné diagnostiky a určení vzdálenosti poškození. Mezi nimi můžeme vyzdvihnout zařízení ToneRanger od Greenlee. Mezi jeho výhody patří:

• Vysoká přesnost lokalizace poškození
• Žádná závislost diagnostických výsledků na délce a teplotě kabelu, rozdílu v průřezu žil různých sekcí, počtu sekcí, přítomnosti vody v kabelu a spojkách
• Parametry měření jako např.
• Izolační odpor
• Odpor smyčky
• Kapacita
• Určení vzdálenosti k poškození
• Lokalizace poškození:
• Snížený izolační odpor
• Zkrat
• útes
• Zmatené páry
• Identifikace páru kabelů
• Během měření neovlivňuje přenos informací v sousedních DSL linkách
• Konstrukce odolná proti vibracím a nárazům za každého počasí

Vedení kabelů je podrobně popsáno v části „Směrování a identifikace inženýrských sítí (kabelů, potrubí atd.)“, proto se zde nebudeme zdržovat. Již při trasování je možné lokalizovat některá poškození kabelu, jako je přerušení nebo zkrat páru.

Lokalizace poškození izolace kabelu, jak je uvedeno výše, se provádí pomocí lokátoru kabelů. Jeho součástí jsou kontaktní kolíky (nebo, jak je znázorněno na obrázku, A-rám) a generátor signálu.

Generátor je připojen k vedení a dodává do něj vysokonapěťové impulsy. Lokalizace se provádí pomocí kontaktních kolíků nebo A-rámu s indikátory. A-rám se skládá ze dvou vzájemně spojených kontaktních kolíků, které měří potenciálový rozdíl v bodě a zjišťují, kde proud uniká do země. Bod úniku se určí po odpojení kabelu od standardního uzemnění. K stínění nebo jádru kabelu je připojen uzemněný generátor, který vytváří podmínky pro návrat „vypuštěného“ proudu nejmenším odporem. Kontaktní kolíky nebo A-rám se pohybují rovnoběžně s kabelovým vedením (nad ním) ve směru podezřelého poškození, pravidelně jej zapichují do země a kontrolují hodnoty indikátoru.

V závislosti na umístění defektu ve vztahu k A-rámu (kontaktní kolíky) a generátoru, hodnoty voltmetru kolísají doprava nebo doleva od nuly (plus a mínus). Posun indikátoru na stupnici plus znamená, že poškození kabelu je mezi A-rámem a koncem kabelu, a posun do mínusu znamená, že se zařízení nachází mezi generátorem a A-rámem. Posunutím A-rámu směrem k poškození se určí místo, ve kterém bude indikátor ukazovat opačný směr. Po otočení rámu o 90 stupňů směrem k defektu musíte najít další bod, ve kterém bude indikátor ukazovat opačný směr. Pokud je šipka uprostřed „0“, znamená to, že poškození izolace se nachází přímo mezi body kontaktu se zemí (A-rámy). Tento bod je cílem vyhledávání.

Při lokalizaci poškození se mohou údaje na přijímači lišit v závislosti na hloubce kabelu, heterogenitě půdy (suchá nebo mokrá, písek nebo jíl) a přítomnosti kovových předmětů přímo v blízkosti vedení. Abyste se nenechali rozptýlit hledáním takových „problémů“, musíte zvážit následující:

• v blízkosti poškození se hodnoty indikátoru v jednom bodě prudce změní;
• hodnota maximálních hodnot indikátoru by měla korelovat s hodnotou odolnosti proti poškození;
• Netěsnost lze zkontrolovat „na minimum“ zasunutím kolíků ve větší vzdálenosti od sebe (pokud je v blízkosti více poškození, tato metoda není vhodná).

Závěry

Zda bude proces lokalizace poškození kabelů v podzemí neúměrně nákladný nebo ne, závisí stejnou měrou na profesionalitě opravářského týmu a schopnostech pulzního lokátoru a kvalitě jeho výkonu. V tomto případě je obzvláště důležité přísloví: „Lakomec platí dvakrát“.

Video – Technologie pro vyhledávání tras podzemních kabelových vedení

Video – Vyhledávání a identifikace inženýrských tras

Video – Elektronické značení podzemních kabelových vedení – praktická aplikace