Определение повреждений кабельных линий, страница 4

Рис. 43. Изображение на экране прибора Р5-1А.

а – при обрыве жил кабеля: б – при коротком замыкании жил кабеля; 1 – зондирующий импульс; 2 – отраженный импульс.

Рис. 44. Изображение на экране прибора Р5-5.

а – проверка совпадения зондирующего импульса 1 с нулевой масштабной меткой 3; б – совмещение отраженного импульса 2 с нулевой масштабной меткой.

Для получения на экране неподвижного изображения процесс подачи зондирующих импульсов и развертка периодически повторяются с частотой 500–1000 Гц, причем развертка жестко синхронизирована со временем подачи зондирующего импульса. От места обрыва или от конца линии зондирующий импульс отражается без изменения знака, а от места короткого замыкания – с обратным знаком (рис. 43 б). Амплитуда отраженного импульса зависит от сопротивления в месте повреждения и будет тем меньше, чем ближе это значение к волновому сопротивлению линии. Практически удается отличить повреждения при , где  и  – амплитуды напряжений отраженного и зондирующего импульсов. Определение отраженного импульса меньшей амплитуды затруднено, так как линия обладает неоднородностью волнового сопротивления (вставки, муфты и т. д.), которая вызывает ложные импульсы на экране.

Для обнаружения сложных повреждений при больших переходных сопротивлениях, во много раз больших волнового сопротивления линии (отраженный импульс очень мал), во ВНИИЭ разработана приставка к прибору Р5-5. Работа приставки основана на идентичности импульсных характеристик жил кабеля. Приставка позволяет сравнивать импульсные характеристики поврежденной и неповрежденной жил, что значительно облегчает отыскание мест повреждений.

Повысить точность измерения импульсным методом можно, если известна длина кабельной линии, тогда по неповрежденной линии точно определяется скорость распространения импульса в кабеле.

При использовании приборов Р5-1А и Р5-5 для обнаружения повреждения, расположенного на небольшом расстоянии от конца кабеля, а также при наличии сильных электрических полей в месте повреждения применяют искусственные линии задержки, подобранны по характеристикам кабельной линии (например, из провода РК.-19). Погрешность при измерениях на кабельных линиях обычно не превышает 1,5 % для Р5-1А и 1 % для Р5-5, Р5-8, Р5-9.

Метод колебательного разряда является одним из немногих, которые позволяют определить зону повреждения при заплывающих пробоях.

Сущность метода заключается в измерении периода (полупериода) свободных колебаний, возникающих в заряженной линии при пробое изоляции в месте повреждения. Возникшие вследствие малого переходного сопротивления в месте пробоя электромагнитные колебания существуют в обеих частях кабеля независимо от места пробоя, поэтому определение зоны пробоя можно производить с любой стороны кабеля.

Период возникших при пробое колебаний соответствует времени четырехкратного пробега волны от места повреждения до конца линии , где  – расстояние до места пробоя;  – скорость распространения волны, для большинства кабелей практически постоянна (160±1 м/мкс),

.

При измерении на жилу кабеля плавно подают высокое напряжение отрицательной полярности до напряжения пробоя, но не выше допустимого значения, предусмотренного для испытания данного кабеля. (Измерение может быть совмещено с испытанием изоляции кабеля высоким напряжением.)

При возникновении пробоя напряжение в месте повреждения падает до нуля (рис. 45), затем потенциал жилы резко возрастает, возникает волна напряжения положительной полярности.

Через  волна доходит до конца линии, отражаясь от него с тем же знаком, и через  волна достигает места пробоя, потенциал жилы резко падает до нуля, отражается от места повреждения с переменной знака и вновь уходит к концу линии. В момент  волна отрицательной полярности приходит к концу линии, а в момент  возвращается к месту пробоя, завершая первый период колебаний. Колебательный процесс, возникший в линии, носит затухающий характер, при котором форма и значение напряжения сильно искажаются. Поэтому для повышения точности измерения обычно измеряют только время первого полупериода колебания, подверженного наименьшему затуханию и искажению.