(Журнал «Энергетик» №4/2006)
Испытания и поиск мест повреждений кабельных линий (КЛ) традиционно принято осуществлять с помощью мобильных лабораторий, оснащенных стационарно установленным оборудованием, кабельными барабанами и системой коммутации, позволяющей выбирать требуемый режим работы.
Такие мобильные лаборатории отличаются высокой функциональностью и позволяют быстро и точно производить испытания кабельных линий и отыскание мест повреждений изоляции кабеля.
Однако стоимость этих лабораторий достаточно высока и далеко не для всех предприятий, эксплуатирующих кабельные линии, приобретение такой лаборатории является экономически оправданным. В таких случаях является разумным использование компактных систем, имеющих относительно небольшой вес, которые могут разместиться практически в любом автомобиле, легко транспортируются персоналом к месту работы и просты в управлении. При этом системы типа Syscompact обеспечивают высокую функциональность, как на этапе определения местоположения дефекта (расстояния до места повреждения), так и на этапе топографического определения места повреждения (точное определение на трассе).
Определение расстояния до места повреждения производится с помощью встроенного рефлектометра последнего поколения. Рефлектометр посылает пакет импульсов амплитудой до 160 В в КЛ и регистрирует отраженный сигнал от неоднородностей в КЛ. При этом очень четко регистрируются такие повреждения, как обрыв КЛ или повреждение с низким переходным сопротивлением (короткое замыкание – КЗ). Если же дефект в КЛ имеет высокое переходное сопротивление, что, как показывает практика, встречается очень часто в сетях с напряжением 6–35 кВ, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, то обычная рефлектометрия не дает требуемых результатов, так как уровень отраженного сигнала от места повреждения сопоставим с уровнем помех и его невозможно идентифицировать. В этом случае установка Syscompact позволяет преобразовать высокоомный дефект в низкоомный путем прожига места повреждения. Однако в большинстве случаев можно эффективно определить расстояние до места повреждения без прожига, с помощью предусмотренной в установке Syscompact дуговой рефлектометрии на основе метода вторичного импульса.
Основные принципы ее следующие: высоковольтный импульсный генератор с присоединенным согласующим устройством используется для создания и стабилизации дуги в месте повреждения кабеля. При этом синхронно включается рефлектометр, который регистрирует новую форму сигнала, отличную от простой рефлектограммы КЛ. Новая форма сигнала указывает на сильное отражение в области отрицательных значений в месте повреждения, сопротивление которого стало низким из-за низкого сопротивления дуги, горящей в месте повреждения. Иными словами, дуга идентифицируется как короткое замыкание в КЛ. Одновременное отображение сохраненной ранее формы сигнала без дуги в месте повреждения и текущего сигнала упрощает анализ полученных результатов. При реализации этого метода помимо получения точных результатов кабель не подвергается негативным воздействиям от использования прожигающей установки и переходное сопротивление в месте повреждения остается достаточно высоким. Это позволяет использовать при топографическом определении места повреждения акустический метод, наиболее простой и точный. Определение расстояния до места повреждения КЛ методом вторичного импульса очень хорошо зарекомендовало себя в случае высокоомных дефектов с напряжением пробоя до 32 кВ.
На этапе топографического определения места повреждения КЛ непосредственно на трассе установка Syscompact выступает в качестве генератора высоковольтных импульсов, вызывающих многократный пробой места повреждения с характерным акустическим эффектом. Непосредственно на трассе поиск места повреждения ведется с помощью наземного высокочувствительного микрофона специальной конструкции, в котором предусмотрена фильтрация акустического сигнала с изменяемой полосой пропускания, что позволяет ограничить влияние звуковых помех на работу оператора.
Помимо этого в современных поисковых системах компании BAUR реализована функция измерения времени запаздывания акустического сигнала от пробоя в месте повреждения КЛ относительно электромагнитного сигнала с последующим расчетом расстояния до места повреждения. Это позволяет достоверно определять место повреждения даже в случае прокладки КЛ в кабельных блоках или когда КЛ проходит под строительными конструкциями, из-за которых эхо от акустического сигнала настолько велико, что не позволяет определить место повреждения с помощью традиционных стетоскопов и наземных микрофонов.
Вторым типом компактных систем компании BAUR являются испытательные системы типа VLF, которые предназначены для испытания изоляции кабельных линий повышенным напряжением на сверхнизких частотах. Эта система позволяет проводить испытания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена синусоидальным напряжением на частоте 0,1 Гц, а также кабелей с бумажно-масляной изоляцией повышенным напряжением постоянного тока. Для увеличения нагрузочной способности системы VLF оснащены функцией регулирования частоты при испытании на сверхнизкой частоте. В процессе испытаний оператор может задавать продолжительность испытаний, величину испытательного напряжения, форму испытательного напряжения (синусоида, меандр или напряжение постоянного тока), контролировать ток утечки и, кроме этого, система VLF позволяет оператору осуществить первичный прожиг дефектной изоляции кабеля в случае наступления пробоя в ходе испытаний.
Дополнительно установка VLF может использоваться в качестве генератора тестового сигнала при отыскании мест повреждения оболочки кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Установка VLF формирует ступенчатый сигнал напряжения амплитудой до 5 кВ, который создает градиент электрического поля в месте повреждения оболочки кабеля и легко обнаруживается на трассе с помощью специальных измерительных устройств, реагирующих на «шаговое» напряжение.
В заключении стоит отметить, что мобильные лаборатории, выполненные с использованием систем типа Syscompact и VLF успешной эксплуатацией доказали целесообразность развития направления компактных систем для нужд сетевых предприятий, эксплуа-тирующих кабельные линии номинальным напряжением до 10 кВ.
