Інструкція до виконання лабораторної роботи №3
Тема: Вивчення методів визначення місця пошкодження кабельної лінії
1 Мета:
1.1 Ознайомитися з видами пошкоджень кабельної лінії.
1.2 Вивчити методи пошуку місць пошкодження кабельної лінії.
2 Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:
2.1 Аркуші паперу формату А4.
2.2 Набір креслярських приладів.
3 Теоретичні відомості
При відкритому прокладанні кабелів і кабелів, прокладених у спеціальних кабельних спорудах, можливість їх механічних ушкоджень менш імовірна, ніж у кабелів, прокладених в землі, при цьому легше контролювати їх стан і своєчасно відновлювати захист металевих оболонок від руйнівної дії корозії.
У кабельних лініях зазвичай зустрічаються наступні види пошкоджень: замикання жив між собою, однофазні замикання на землю і обриви фаз. Роботи з усунення пошкоджень у кабелях починають з визначення виду ушкоджень, тому що в залежності від цього вибирають метод виявлення місця пошкодження. Характер ушкоджень у багатьох випадках вдається встановити за допомогою мегомметра. Для цієї мети з обох кінців кабелю перевіряють стан ізоляції кожної фази відносно землі, справність ізоляції між окремими фазами, а також відсутність обривів у жилах.
У кабельних лініях місця пошкодження зазвичай визначають у два етапи: спочатку визначають зону ушкодження, а після цього уточнюють місце пошкодження безпосередньо на трасі і глибину залягання кабелю та знаходження місць розташування муфт.
Застосовують такі методи визначення пошкоджень в кабельних лініях – відносні методи і абсолютні методи. До відносних методів відносяться: імпульсний, коливального розряду, петлі і ємності. До абсолютних методів – індукційний, акустичний і вимірювання потенціалів.
Імпульсний метод. Імпульсний метод застосовується для визначення відстані до місця пошкодження в кабельних та повітряних лініях (при однофазних і міжфазних замикань, а також при обривах жил). Користуючись цим методом, застосовують прилади ІКЛ-5, Р5-1А і Р5-5, що посилають в кабель короткочасний імпульс змінного струму. Дійшовши до місця пошкодження, імпульс струму відбивається і повертається назад. Про характер пошкодження кабелю (коротке замикання або обрив) судять по зображенню, що з'являється на екрані електронно-променевої трубки. Відстань до місця пошкодження можна визначити, знаючи час проходження імпульсу і швидкість його розповсюдження.
При вимірі приладами ІКЛ-5, Р5-1А похибка зазвичай не перевищує 1,5%, а приладом Р5-5 – 0,5%, що цілком припустимо. Переваги цього методу: швидкість, наочність і простота вимірювань; можливість визначення будь-яких видів ушкоджень, в тому числі ушкоджень в різних місцях кабелю за умови, що перехідний опір не перевищує 200 Ом. При цьому, як правило, досить зробити виміри тільки з одного кінця лінії, не роблячи ніяких приєднань на протилежному її кінці; безпосередньо виміряти відстань від кінця лінії до місця пошкодження кабелю по екрану або за шкалою каліброваної затримки незалежно від довжини і типу кабельної лінії.
Метод коливального розряду. Цей метод полягає в через вимірювання періоду (напівперіод) вільних коливань, що виникають в зарядженої кабельної лінії при пробої ізоляції в місці пошкодження від випрямної установки до Uпроб. У момент пробою в кабелі виникає коливальний процес. Відстань від приладу до місця пошкодження фіксується за шкалою приладу, градуйованою в кілометрах.
Метод петлі. Метод петлі застосовують при однофазних і двофазних замиканнях при наявності однієї неушкодженою жили. При цьому методі пошкоджену жилу з'єднують накоротко з неушкодженою з одного боку кабельної лінії, утворюючи петлю. До протилежних кінцях жил приєднують додаткові опори. У результаті утворюється четирехплечевой міст (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Схема визначення місця пошкодження методом петлі.
Метод ємності. Цей метод знаходить застосування для визначення відстані від кінця лінії до місця обриву однієї або декількох жил кабельної лінії шляхом вимірювання ємності кабелю. Ємність обірваної жили вимірюють за допомогою моста змінного струму (рисунок 6.2, а) або за допомогою балістичного гальванометра на постійному струмі (рисунк 6.2, б).
Рисунок 6.2 – Схеми визначення місць пошкоджень методом ємності.
а – на змінному; б – на постійному струмі;
1 – жили випробовуємого кабелю; 2 – місце обриву жили; П1 П2 – перемикачі; Сх – ємність в обірваній фазі; Сэ Rф – регульовані ємність і опір; R1R2 – опори по мостовій схемі; Т – телефон; G – гальванометр
При вимірюванні за допомогою моста змінного струму його плечі утворюються регульованими комбінованими опорами R1 і R2, ємністю вимірюваної жили і еталонної ємністю Се з регульованим опором Rф. До однієї діагоналі моста (рисунок 6.2, а) підводять змінну напруга звукової частоти (зазвичай 1000 Гц), до іншої – підключають телефон Т або підсилювач змінного струму зі стрілочним індикатором. Регулюючи опір R1 і R2, еталонну ємність СЕ, і опір Rф. отримують практично рівні за величиною у фазі падіння напруг на опорах R1 і R2 – це відповідає мінімальній чутливості (або мінімальному відхиленню стрілки індикатора), тобто рівноваги плеча моста R1/R2 = L0/Lx
Так як опору Lx і L0 носять ємнісний характер, з отриманого співвідношення визначають ємність вимірюваної жили щодо землі: Сх=R2Cе/R1
При вимірі ємності обірваних жил за допомогою моста змінного струму перехідний опір на землю (Ом) повинен бути не менше 1000/Lx (тут Lх – довжина частини жили (км), ємність якої вимірюється). При вимірі ємності однієї жили дві інші заземлюють для підвищення чіткості виміру. При відсутності звуку в телефоні ємність на мосту відповідає ємності обірваної жили кабелю.
Для уточнення на трасі місця пошкодження кабелю користуються індукційним методом – при пошкодженнях між жилами і акустичним - при запливаючих пробоях. При індукційному методі застосовують генератор звукової частоти. За пошкодженим жилах кабелю пропускають струм звукової частоти. Утворені навколо кабелю електромагнітні коливання вловлюються приймальні рамкою і прослуховуються в телефоні на всій неушкодженою трасі кабелю. За місцем ушкодження звуки в телефоні зникають.
4 Хід роботи
4.1 Відповідно до варіанту описати один з методів визначення місця пошкодження КЛ.
Таблиця 4.1 – Варіант завдання
| № варіанту | Завдання |
| 1 | Метод ємності |
| 2 | Метод петлі |
| 3 | Метод коливального розряду |
| 4 | Імпульсний метод |
| 5 | Метод ємності |
| 6 | Метод петлі |
| 7 | Метод коливального розряду |
4.2 Відповідно до варіанту п.4.1 зарисувати схематичний рисунок визначення місця пошкодження.
4.3 Описати основні правила техніки безпеки при ремонті КЛ.
4.4 Зробити відповідні висновки по роботі.
5 Висновки:
6 Контрольні питання:
6.1 Розкажіть про основні правила приймання кабельних ліній.
6.2 Розкажіть про основні правила обслуговування кабельних ліній.
6.3 Яка мета проведення профілактичних випробувань кабелів?
6.4 Які методи застосовують для визначення пошкоджень в кабельних
лініях?
Література:
Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок: Учеб. для проф. учеб. заведений / Ю. Д. Скибин, М. Ю. Скибин – М.: Высш. шк., 2003. – 462с.
Зюзин А. Ф., Поконов Н. З., Антонов М. Ф. Монтаж, експлуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок: Учеб. для учащихся электротехнических спец. техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 415с.