Определение повреждений кабельных линий

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

21. ПРОЖИГАНИЕ ПОВРЕЖДЕННЫХ МЕСТ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Электрическая прочность неповрежденной изоляции кабеля больше испытательного напряжения, поэтому при испытании кабеля повреждаются в большинстве случаев явно дефектные места. При повторяющихся пробоях изоляции в дефектном месте образуется более или менее устойчивый разрядный канал – начальный этап прожигания. Дальнейшее повторение пробоев приводит к обугливанию стенок канала и снижению переходного сопротивления в месте повреждения – промежуточный этап прожигания. Заключительный этап – в момент окончания разрядов и образования более или менее устойчивого проводящего мостика, получаемого от обугливания разрядного канала или заполнения его металлическими частицами, выплавляемыми при токах в десятки ампер с поверхности жилы и оболочки кабеля.

Для существующих методов отыскания дефектных мест кабеля требуются переходные сопротивления в месте дефекта от долей и единиц ома (импульсный, индукционный методы) до сотен и тысяч килоом (петлевой метод). Получение требуемых переходных сопротивлений обеспечивается различными режимами прожигания на постоянном и переменном токе.

Прожигание на переменном токе. Наиболее простой способ – Прожигание на переменном токе с использованием повышающих трансформаторов. Одна из схем для такого способа приведена на рис. 40.

Рис. 40. Схема включения трехфазного силового трансформатора для прожигания дефектной изоляции. R – реостат на ток 200–300 А.

Подобный способ прожигания применяют обычно совместно с прожиганием на постоянном токе после снижения пробивного напряжения до 5–6 кВ и при небольших длинах кабельных липни, так как требуемая реактивная мощность , определяющая габариты и массу трансформатора, пропорциональна квадрату напряжения прожигания  и емкости кабеля ,

.

Для прожигания используют силовые одно- и трехфазные трансформаторы типа ТМ, а также пиковые трансформаторы, в качестве которых обычно используют трансформаторы тока. С целью снижения мощности источника высокого напряжения в прожигающих установках переменного тока используют явление электрического резонанса на частоте 50 Гц, при котором емкостное сопротивление кабеля компенсируется внешним индуктивным сопротивлением. Роль индуктивного сопротивления может выполнять обмотка трансформатора – нерегулируемые установки (рис. 41 а) или регулируемый дроссель, включение которого может быть как параллельным, так и последовательным с кабельной емкостью, – регулируемые установки.

Рис. 41. Схемы резонансного прожигания дефектных мест изоляции силовых кабелей. а – резонансного аппарата РА-2; б – при параллельном включении регулируемого дросселя; в – при последовательном включении регулируемого дросселя ( – балластный конденсатор).

При параллельном включении дросселя и кабеля (рис. 41 б) в схеме возникает резонанс токов. Для установки при таком включении необходим повышающий трансформатор со вторичным напряжением, равным максимально возможному напряжению пробоя. При последовательном включении дросселя и кабеля (рис. 41 в) в схеме возникает резонанс напряжений, что позволяет использовать источник питания с пониженным напряжением. Максимальное резонансное напряжение нужно выбирать не выше переменного испытательного.

Одним из основных преимуществ резонансного прожигания по сравнению с прожиганием на постоянном токе является (при меньшей массе установки) большая эффективность прожигания в кабелях значительной длины (до 5 км), а также в соединительных муфтах. Это объясняется более быстрым восстановлением напряжения на кабеле после пробоя и поэтому более частым следованием разрядов, не позволяющим заплывать изоляции в месте пробоя. Другим достоинством резонансного прожигания является то, что возникающий при пробоях проводящий мостик вызывает расстройку резонансного контура по мере уменьшения его сопротивления, в результате чего ток, проходящий через поврежденное место, уменьшается и мостик не сгорает.

Основным недостатком резонансных трансформаторов является трудность настройки в резонанс и неуправляемость процессом прожигания. При работе с резонансным трансформатором необходимо учитывать, что напряжение, возбуждаемое на кабеле, зависит от напряжения пробоя, емкости кабеля и переходного сопротивления в месте повреждения.

С достаточной степенью точности емкость кабеля можно определить, если известны удельная емкость кабеля, его длина  (табл. 11), а также схемы соединения жил и оболочки кабеля  (табл. 12),

Таблица 11

Емкость одной жилы трехжильного кабеля с секторными жилами и пропитанной бумажной изоляцией по отношению к двум другим жилам и металлической оболочке, мкФ/км