Кабель-H07VR-Rouge
В сучасному суспільстві, Кабелі служать основними носіями в силі, Телекомунікації, та промислові поля, з їх надійністю, що безпосередньо впливає на безпеку системи та стабільну роботу. Однак, несправності кабелю неминучі через фактори навколишнього середовища, механічне напруження, Старіння ізоляції, та інші впливи. Відключення або перебої комунікацій, спричинені цими несправністю, призводять до значних економічних втрат щорічно. Отже, Оволодіння систематичними та ефективними методами ідентифікації та діагностики кабелю є критично важливим.
Команда експертів з кабельної системи складає цей посібник на основі стандартів Міжнародної електротехнічної комісії (IEC) та Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (Ieee), У поєднанні з великим польовим досвідом. Він спрямований на надання технічної рамки з повним процесом, від попередньої оцінки несправності до точного ремонту, Допомога технічному персоналу у швидкому розташуванні типів несправностей та позицій, Ефективне скорочення часу ремонту, мінімізація втрат, та всебічно підвищення надійності кабельної системи.
Ефективно діагностувати несправності кабелю, Важливо спочатку зрозуміти типи несправностей та їх основні причини. Різні типи несправностей демонструють різні електричні характеристики та потребують різних стратегій виявлення.
Несправності кабелю, як правило, класифікуються на основі характеристик опору та стану з'єднання в точці несправностей:
Характерний: Ненормальний зв’язок відбувається між фазами, або між фазою і землею (або нейтральний). Опір точки розлому, як правило, дуже низький, Близько до нуля (Відомий як коротке замикання низького опору).
Електрична характеристика: Опір ізоляції близький до нуля, а стійкість до петлі ненормально низька.
Прояв: Може призвести до тривалості, Здуття запобіжників, або пошкодження обладнання.
Характерний: Кабельний провідник переривається, запобігання потоку струму. Це може бути повним або частковим перервою в одному, два, або три фази.
Електрична характеристика: Резистентність про провідника ненормально висока, або навіть нескінченний; Опір ізоляції може бути нормальним або пошкодженим.
Прояв: Обладнання не отримує електроенергії, або сигнал зв'язку переривається.
Характерний: Кабельний провідник (або ізоляційний шар після зриву) підключається до землі. Це один з найпоширеніших типів несправностей кабелю. На основі контактного опору в точці розлому до землі, його можна класифікувати як несправність заземлення низького опору або несправність на землю високого опору.
Електрична характеристика: Опір ізоляції значно падає, потенційно від сотень мОм або навіть нескінченності до десятків або декількох мОм, або навіть нижче 1kω (низький опір) або вище 1kω (висока опір), Іноді досягнення сотень мОм (висока опір).
Прояв: Працює пристрій захисту від несправностей, Системний заземлений струм збільшується ненормально, і може спричинити зміну напруги.
Характерний: Опір точки розлому високий, можливо, від кількох кОм до декількох мОм. Зазвичай це є наслідком деградації ізоляції, карбонізація, або частковий зрив, але ще не сформував повний шлях низької стійкості. Вилови високої стійкості часто є ранньою стадією багатьох несправностей.
Електрична характеристика: Падіння стійкості до ізоляції, але все ще має певне значення. Під НАПРУГА, У точці несправності може виникнути спалах або розряд, що призводить до нестабільних значень опору.
Прояв: Може спричинити місцеве опалення, Збільшена діелектрична втрата, частковий розряд, тощо. На початку, Очевидних зовнішніх ознак не може бути, але це легко розкрити під час витримки тестів.
Характерний: Під високою напругою, Розряд відбувається на поверхні або всередині ізолятора, утворюючи перехідну або переривчасту провідність. Продуктивність ізоляції може тимчасово відновитись після вилучення напруги.
Електрична характеристика: Опір точки несправності різко падає зі збільшенням напруги та збільшується, коли напруга знижується або видаляється.
Прояв: Система може відчувати миттєву несправність заземлення або коротке замикання, спричиняючи дії захисту, але повторне повторне використання може бути успішним. Діагностика складна.
Характерний: Симптоми несправності з’являються і з перервами зникають, можливо, пов'язаний з такими факторами, як температура, вологість, Рівень напруги, або механічна вібрація. Наприклад, Крихітна тріщина може розширюватися при підвищенні температури, спричинення контакту, і відокремити, коли температура падає.
Електрична характеристика: Стан опору та з'єднання точки розлому нестабільні та змінюються із зовнішніми умовами.
Прояв: Пристрої захисту системи працюють з перервами, ускладнює захоплення несправностей і створює значну проблему для діагностики.
Несправності кабелю не випадкові; їх причини є складними та різноманітними, Зазвичай внаслідок тривалої або перехідної дії декількох факторів:
Зовнішні причини: Випадкові пошкодження від екскаваторів, Обладнання для джек -джеймування, тощо, під час будівництва; Пошкодження від будівництва доріг або сторонніх заходів; Напружений або стислий стрес від поселення фундаменту або руху ґрунту; тварина (Напр., щури, терміти) гризе на оболонці.
Внутрішні причини: Надмірне згинання або натягування під час встановлення; Погана якість встановлення або вплив зовнішньої сили на кабельні аксесуари (Напр., суглоби, закінчення).
Корозійні речовини в ґрунті, такі як кислоти, луг, і сіль,s розмиває кабельну оболонку та броні; промислові відходи рідини, нафтові плями, тощо, проникнути в конструкцію кабелю; Електролітична корозія (Особливо в бродячих поточних районах).
Довгострокова операція перевантаження або висока температура навколишнього середовища під час укладання викликає прискорене старіння, загартовування, розгортання, або навіть карбонізація кабельної ізоляції та матеріалів для оболонок, що призводить до втрати продуктивності ізоляції. Погане розсіювання тепла (Напр., густо упаковані кабелі, Недостатня вентиляція) посилює термічне старіння.
Пошкодження кабельної оболонки, Погана герметизація суглобів, або вступ у вологу в кінці дозволяє воді потрапляти в внутрішню частину кабелю. Під дією електричного поля, волога утворює водні дерева, Мікроскопічні канали погіршення в ізоляційному матеріалі, що значно знижує діелектричну силу і врешті -решт призведе до зриву (Електричні дерева).
Перенапруга: Перенапруження імпульси, спричинені ударами блискавки, Перемикання операцій, резонанс, тощо, Може перевищувати здатність протистояння кабельної ізоляції, що призводить до поломки ізоляції.
Концентрація електричного поля: Дефекти проектування або установки в кабельні аксесуари (суглоби, закінчення) призвести до нерівномірного розподілу електричного поля, Створення надмірно високої міцності на електричне поле в місцевих районах, Прискорення деградації ізоляції, і частковий розряд.
Частковий розряд (ПД): Коли крихітні порожнечі, домішки, волога, або інші дефекти існують всередині, на поверхні, або на інтерфейсах ізоляційного матеріалу, Частковий розряд може відбуватися при робочій напрузі, Випуск енергії, поступово розмиваючи ізоляційний матеріал, формування каналів розряду, і в кінцевому підсумку призводить до розбиття ізоляції.
Домішки, порожнечі, або іноземні речовини в ізоляційному матеріалі під час виробництва кабелю; Неправильний процес екструзії, що призводить до нерівномірної товщини ізоляції або мікрократів; шорстка поверхня або виступи на металевих щитах або напівпровідних шарах.
Проблеми якості з матеріалами для кабельних аксесуарів (суглоби, закінчення) або необґрунтована конструктивна конструкція.
Неправильне прокладання кабелю (Занадто маленький радіус згинання, Надмірна напруга, Близькість до тепла або корозійних джерел); Нестандартні процеси виготовлення кабелю (Неточні розміри зачистки, Неправильне напівпровідне лікування, Погана ущільнювача, Неправильна установка конуса на стрес); Використання некваліфікованого матеріалу для засипки.
Розуміння цих типів та причин несправностей є основоположним для ефективної діагностики несправностей та формулювання профілактичних стратегій.
Діагностика несправності кабелю-це покроковий процес, Зазвичай, включаючи оцінку несправностей, попереднє розташування, точне розташування несправностей, і визначення місця несправності на землі. Для кожного етапу потрібні різні інструменти та методи.
Після підтвердження потенційної несправності кабелю, Початковий крок полягає у виконанні основних вимірювань електричних параметрів, щоб зробити попередню оцінку природи несправності.
Мета: Вимірює опір ізоляції між кабельними провідниками та між провідниками та щитом (або земля). Це найпоширеніший і основний метод оцінки умови ізоляції кабелю.
Операція: Застосовуйте напругу тесту постійного струму (Зазвичай 500 В, 1000V, 2500V, 5000V, вибрано відповідно до рейтингу напруги кабелю), і записуйте значення опору ізоляції через визначений час (Напр., 1 хвилина або 10 хвилини).
Оцінка: Опір ізоляції значно нижчий, ніж нормальні значення або вимоги до специфікацій (Напр., Рекомендовані стандарти: Кабелі з низькою напругою ≥ 100 МОм/км, 10КВ кабелі ≥ 1000 МОм/км) вказує на потенційну деградацію ізоляції або несправність. Якщо значення опору близьке до нуля, Це вказує на несправність заземлення низького опору або коротке замикання.
Мета: Заходи провідника постійного струму, перевіряє безперервність (відкритий ланцюг), і вимірює міжфазний або фазовий опір (підходить для низької напруги або ситуацій з низькою опором точки несправності).
Операція: Використовуйте діапазон опору для вимірювання опору в кінцях провідника, щоб визначити, чи це відкритий контур; Виміряйте міжфазний або фазовий опір, щоб визначити, чи це короткий замикання або низький рівень опору заземлення.
Оцінка: Нескінченна стійкість провідника вказує на відкритий контур; Міжфазний або фазовий опір, близький до нуля.
Мета: Використовується для визначення точного маршруту кабелів у невидимих сценаріях укладання, таких як підземне пряме поховання. Особливо важливий на етапі визначення несправностей.
Принцип: Сигнал певної частоти застосовується до кабелю, а приймач виявляє індуковане електромагнітне поле для відстеження кабельного шляху.
Моделі: Загальні моделі включають RD8000, керований, тощо.
Основні тести можуть визначити лише тип несправності, Не точне місце розташування. Точні методи розташування несправностей спрямовані на вимірювання відстані між тестовим кінцем та точкою несправності.
Принцип: У кабель вводиться імпульс швидкості напруги та поширюється вздовж нього. Коли пульс стикається з невідповідністю опору (наприклад, точка несправності, суглоб, припинення, або відкритий кінець), частина або весь пульс відбивається назад. Вимірюючи часовий інтервал між передаваними та відбитими імпульсами, і знаючи швидкість поширення сигналу в кабелі (Швидкість поширення, ВП), Відстань несправності можна обчислити: Відстань = (Різниця у часі / 2) * ВП.
Застосовувані сценарії: Відмінно підходить для розміщення відкритих схем та коротких схем з низькою стійкою. Відбиті сигнали чіткі та прості в інтерпретації.
Обмеження: Для розломів з високим опором (особливо дуже висока опір), Енергія імпульсу може бути ослаблена або поглинена в точці розлому, в результаті чого слабкі або спотворені відбиті сигнали, Зменшення точності розташування або навіть унеможливлення місця розташування.
Точність: Як правило, високий, може досягти ± 0,5% або навіть вище (залежно від продуктивності обладнання, Точність відомого ВП, та досвід оператора). ВП потрібно калібрувати, перевіривши відому довжину здорової кабельної секції.
Принцип: Використовує принцип класичного пшеничного мосту. Здоровий сегмент кабелю або здорова фаза від несправного кабелю використовується для побудови мостового ланцюга. Коли міст збалансований, Відстань точки несправності обчислюється на основі коефіцієнта опору кабельних провідників. Загальноприйнятий петля-петля підходить для однофазних несправностей ґрунту або фазо-фази коротких схем.
Перевага: Особливо підходить для несправностей з високим опором (Навіть до декількох МОм), що є слабкістю для TDR. Принцип заснований на вимірюванні стійкості до постійного струму, не впливають на відбиту ослаблення сигналу.
Точки експлуатації: Вимагає хоча б одного здорового провідника як шляху повернення; вимагає точного вимірювання загального Довжина кабелю і провідний опір; вимагає використання генератора високої напруги (наприклад, постійне постійне випробувального обладнання) to “condition” or “burn” the insulation near the high resistance fault point to lower the fault point resistance, полегшення вимірювання мосту або подальше акустичне магнітне розташування. Палаюча напруга часто висока, наприклад, 8 кВ, 15KV, або навіть вище, і експлуатація повинна бути надзвичайно обережною і дотримуватися правил безпеки.
Принцип: Ці методи є вдосконаленням TDR для пошуку несправностей. Вони застосовують імпульс високої напруги до несправного кабелю, спричиняючи поломку або спалах у точці розлому високої стійкості, генерування імпульсу струму. Потім датчики фіксують струмну форму імпульсної хвилі, що поширюється вздовж кабелю, і аналіз, подібний до TDR, використовується для пошуку несправності шляхом аналізу відбитої хвилі.
Крижаний: Безпосередньо аналізує імпульс відбитого струму, що генерується в точці несправності.
Так/я (Також відомий як метод рефлексії дуги): Utilizes the arc formed during fault point breakdown to create a low-impedance “short circuit” for the TDR pulse at the fault point, генерування чіткої відбитої форми хвилі. Це долає питання слабких роздумів про TDR у несправностях високої стійкості і в даний час є дуже ефективним методом боротьби з ними.
Застосовувані сценарії: Точні попереднє розташування несправностей з високою стійкістю та несправностей.
Обладнання: Зазвичай інтегрується в професійні локатори несправностей кабелю, вимагає координації з генератором високої напруги перенапруги (Високостільна техніка в тестовій фургоні з несправностей кабелю).
Методи попереднього розташування забезпечують відстань несправностей, але фактична точка несправності може бути в межах невеликої площі. Визначення точки несправності використовує зовнішні методи на основі результату попереднього розміщення, щоб точно визначити місце несправності на землі.
Принцип: Високий напруга (Використання генератора високої напруги перенапруги) застосовується до несправного кабелю. Коли точка несправності руйнується і розряджається, він видає звук (хвиля тиску) та електромагнітні сигнали. Оператор використовує акустичний магнітний синхронізований приймач для прослуховування звуку через навушники та отримання електромагнітного сигналу за допомогою індукційної котушки. Через значну різницю швидкості поширення між звуком та електромагнітними хвилями, Обладнання може визначити, чи звук та електромагнітний сигнал походять з одного і того ж місця, і чи звук відстає від електромагнітного сигналу (Електромагнітна швидкість хвилі близька до швидкості світла, Швидкість звукової хвилі набагато повільніше), таким чином, що вказує на напрямок та розташування точки розлому. Звуковий сигнал найсильніший безпосередньо над точкою розлому.
Застосовувані сценарії: Різні типи розрядів розряду (земля, коротке замикання, спалах), Особливо ефективно для підпільних прямих похованих кабелів.
Точки експлуатації: Навколишній фоновий шум може вплинути на прослуховування; Енергію на перенапруження потрібно відрегулювати, щоб викликати безперервний розряд у точці несправності, не пошкоджуючи здорові частини кабелю; Оператор вимагає досвіду для відрізнення звуків розряду від інших шумів.
Принцип: Напруга змінного струму постійного струму або низькочастотна напруга застосовується до кабелю, що вибивається з наземним,, внаслідок чого струм витікає в землю в точці розлому. Це створює поле градієнта напруги навколо точки розлому. У землю вставляються два зонди та з'єднані з вольтметром високої чутливості, і рухався по кабельній доріжці. Безпосередньо над точкою несправності, Різниця напруги поверне полярність.
Застосовувані сценарії: Низькі або середні розломи опору, особливо корисно для точок несправностей, які не видають чіткого звучання розряду.
Точки експлуатації: Значно впливає на вологу ґрунту та рівномірність; вимагає достатньої тестової напруги та струму; Глибина введення зонду та відстань впливають на точність.
Принцип: До несправного кабелю застосовується аудіо частота або сигнал поточного струму частоти. Якщо несправність - це несправність заземлення короткого замикання або низького опору, струм утворює петлю в точці несправності; Якщо це відкритий контур, струм зупиняється в точці перерви. Для виявлення струму або міцності на магнітне поле вздовж кабельного шляху використовується струм затискача або датчик магнітного поля. Після короткого замикання або низької точки розлому заземлення, струм значно зменшиться або зникне (мінімальний струм), або магнітне поле зміниться. Перед точкою відкритого ланцюга, струм нормальний, і після суті, струм дорівнює нулю.
Застосовувані сценарії: Короткі схеми низької опору, Помилки, або несправності відкритого ланцюга. Також часто використовується спільно з маршрутом для підтвердження шляху.
Ці методи в основному використовуються для оцінки загального здоров’я кабельної ізоляції та виявлення потенційних дефектів. Вони підпадають під категорію профілактичного обслуговування або діагноз високої стійкості/ранньої стадії.
Принцип: Дефекти ізоляційного матеріалу (такі як порожнечі, домішки) викликати частковий розряд під впливом електричного поля, генерування електричних імпульсів, Електромагнітні хвилі, акустичні хвилі, світлий, та хімічні побічні продукти. Детектори PD фіксують ці сигнали, щоб оцінити ступінь деградації ізоляції та типу дефекту.
Технічні параметри: Чутливість, як правило, вимірюється в пікокуломах (ПК), здатний виявляти дуже слабкі сигнали розрядки (Напр., 1 ПК).
Електричний метод: Виявляє імпульси струму, що утворюються за допомогою розряду (Напр., Через високочастотний струм трансформатора HFCT датчики на землях, або шляхом вимірювання ємності). Застосовується для тестування в Інтернеті або в режимі офлайн.
Акустичний метод: Виявляє ультразвукові хвилі, що утворюються за допомогою розряду (Напр., Через контактні або поєднані датчики). Підходить для тестування кабельних аксесуарів.
Ультра-висока частота (UHF) Метод: Виявляє UHF електромагнітні хвилі (300 MHz – 3 ГГц) генерується розрядом. Пропонує сильний інтерференційний імунітет, зазвичай використовується для ГІС, трансформатори, тощо, а також може використовуватися для закінчення кабелів.
Перехідна напруга Землі (Тев) Метод: Виявляє перехідні напруги до землі, поєднаних на металевих корпусах розподільних пристроїв, тощо, від внутрішнього ПД.
Мета: Виявляє дефекти ранньої ізоляції в кабелях та їх аксесуарів (Напр., порожнечі в суглобах, Волога в кінця, Водні дерева/електричні дерева в корпусі кабелю). Це ключова технологія для прогнозного обслуговування.
Принцип: Вимірює дотичну кут діелектричної втрати матеріалу кабельного ізоляції під напругою змінного струму. Діелектрична втрата являє собою здатність ізоляційного матеріалу перетворювати електричну енергію в тепло. Здорові ізоляційні матеріали мають низькі втрати, низьке значення tanδ, і значення мало змінюється зі збільшенням напруги. Волога, старіння, або наявність водних дерев та інших дефектів у ізоляції призведе.
Мета: Оцінює загальний рівень вступу вологи або широке старіння в кабельній ізоляції. Часто проводиться спільно з тестуванням змінного або VLF.
Мета: Перевіряє здатність кабелю протистояти певному рівню перенапруги без зриву ізоляції. Він ефективно розкриває дефекти, які проявляються лише під високою напругою.
Методи:
DC витримує: Традиційний метод, Але напруга постійного струму може накопичувати простір в XLPE та інших екструдованих установах, потенційно пошкодити здорові кабелі. Його поступово замінюють VLF.
АС витримує: Більш тісно імітує фактичні умови роботи кабелю, Але випробувальне обладнання велике і вимагає високої енергії.
Дуже низька частота (VLF) АС витримує (0.1 Гц): Широко використовується сьогодні для витримки тестування XLPE та інших екструдованих ізоляційних кабелів. Обладнання портативне, вимагає низької енергії, і не викликає накопичення простору. Часто поєднується з вимірюваннями TANδ та PD.
У наступній статті, Ми пояснимо усунення несправностей у різних сценаріях з конкретними випадками. Слідкуйте за ZMS Cable FR, щоб дізнатися більше про кабелі.
Оскільки відновлювана енергія продовжує набирати обертів, its future will be shaped not just by…
Я. Вступ у світ, що стоїть перед викликами щодо зміни клімату та виснаженням ресурсів,…
3. Як вибрати правильний кабель для сільськогосподарських додатків 3.1 Select Cable Type Based…
Керований глобальною хвилею модернізації сільського господарства, agricultural production is rapidly transforming from traditional…
Оскільки глобальна гірнича промисловість продовжує розширюватися, mining cables have emerged as the critical…
Вступ: Важливість електротехніки та роль електротехніки ZM, as…