Zjišťování místa izolační poruchy v kabelu nebo ve venkovním vedení
Jak se zjišťuje místo poruchy? Buď metodami můstkovými, nebo měřicími soupravami s vysokou frekvencí. U můstkových metod rozlišujeme měření podle Murraye, měření podle Grafa a měření kapacitním můstkem. Měřicí metody, které nejsou založeny na odporovém můstku, pak lze zhruba rozdělit do tří skupin: impulsní metoda (odrazu impulsů), indukční metoda (magnetického pole) a rázová metoda (akustická).
František Tuček,
ze dne:
14.04.2016
reklama
a) Zjišťování místa poruchy můstkem
K měření se používá různě upravených můstků se zdrojem stejnosměrného nebo střídavého proudu. Jedním z nich je můstek Metra, typ MGK (obrázek 1), kterým se kromě určování místa poruchy mohou měřit také činné odpory až do 11MΩ, odpory kapalin střídavým proudem, odpory zemničů apod.
Obrázek 1. Kabelový můstek Metra MGK
Nalezení místa poruchy nemusí být vždy jednoznačné, je často dosti obtížné a vždy nepostačí jedna měřicí metoda. Měření také může ovlivnit rušení od průmyslového kmitočtu ze sousedních kabelů. Při měření potřebujeme znát přesnou délku kabelu, a proto si při pokládce nových kabelů nebo jejich výměně zaznamenáváme v situačním plánku trasu, délku s přesností na centimetry, průřezy vodičů, hloubku uložení, místa spojek a odboček. Měření je třeba udělat na kabelech bez napětí.Při malém přechodovém odporu v místě chyby, několik desítek ohmů, je měření můstkem úspěšné a místo poruchy se dá určit s dostatečnou přesností. Při velkém odporu je můstek málo citlivý. V takovém případě je třeba zmenšit odpor propalovacím přístrojem na velikost asi 20 až 60Ω nebo na přímý zkrat, popř. na zemní spojení. K propálení se nedá použít vysokého napětí z rozvodné sítě. Jednak je to nebezpečné a jednak by se propalované místo znovu zalilo izolační nebo impregnační hmotou. Uhlíková cesta v místě poruchy je velmi labilní a snadno se hrubým zásahem zcela přeruší. K propálení je třeba použít k tomu účelu vyráběný propalovací přístroj, který má malý výkon a citlivou regulaci. Propalovací přístroje jsou buď na principu rázových generátorů — místo chyby se propaluje výbojem kondenzátoru, nebo se využívá rezonančního účinku vysokonapěťové cívky s kapacitou zkoušeného kabelu (obr. 2).
Před měřením určíme druh chyby, tj. jde-li o zkrat mezi fázemi, mezi některým vodičem a zemí nebo o přerušení některého vodiče. K tomu použijeme Megmet nebo Terromet, u kterého spojíme svorky 1 a 2 nakrátko, a tím jej uzpůsobíme na ohmmetr.
Obrázek 2. Propalovací přístroj: a) rezonanční, b) rázový generátor
Měření podle Murraye (čti Mareje)
Zapojení můstku je vyznačeno na obrázku 3a. Vadná žíla se na konci kabelu řádně spojí s některou zdravou žílou. Aby výsledek měření nebyl ovlivněn připojovacími vodiči k můstku, je třeba použít vodičů co nejkratších a s průřezem pokud možno shodným s průřezem žil kabelu. Vodič s izolační chybou se zapojí na svorku X2 a vodič s neporušenou izolací na svorku X1. Při měření jsou svorky Z1 a Z2 spojeny nakrátko a kombinační přepínač se přepne na polohu M=1000 nebo 100, popř. 10. Po stlačení tlačítek B (baterie) a G (galvanometr) se vyrovná můstek na nulu zařazením
vhodného odporu li na srovnávací dekádě. Po vyrovnání můstku bude vzdálenost chyby od místa měření
Nejsou-li průřezy obou vodičů stejné, uděláme přepočet na průřez vadného vodiče. Bude-li průřez zdravé (pomocné) žíly např. 35 mm2 a vadné 25 mm2, dosadí se místo délky zdravé žíly délka la1=la. Sb/Sa = la . 25/35.
Vliv přívodů k můstku se vyloučí, provedeme-li měření z obou stran kabelu.
Obrázek 3a. Hledání chyby v kabelu měřicím můstkem Metra MGK
Obrázek 3b. Hledání chyby při zkratu dvou žil
Obrázek 3b. Hledání chyby při zkratu dvou žil
Při zkratu dvou vodičů se udělá měření podle zapojení na obrázek 3b. Pro výpočet místa poruchy platí stejný vzorec jako při průrazu jedné žíly na zem.
Měření podle Grafa
Metoda je vhodná pro měření na silových kabelech. Dává přesnější výsledky, protože nejsou rozhodující průřezy ani délky pomocných vodičů i přívodu. Pomocnými vodiči mohou být buď zdravé žíly kabelu, nebo přiložený vodič libovolného průřezu. Zapojení je vyznačeno na obrázek 4. Při měření přepínáme přepínač P postupně do poloh 1—2 a 3 a v každé přečteme polohu jezdce R (při stálé hodnotě M) při vyrovnaném můstku, tj. hodnoty a1, a2 a a3. Vzdálenost místa chyby se vypočítá ze vzorce
Obrázek 4. Tříbodové měření podle Grafa
Měření kapacitním můstkem
Přerušení žíly kabelu zjistíme nejsnáze kapacitním můstkem. Výsledky měření jsou přesné i při méně dobré izolaci kabelu. V kapacitním můstku je baterie nahrazena zdrojem střídavého proudu a galvanometr sluchátkem. Na obrázku 5 je nakresleno zapojení můstku. Změří se kapacita C1 délky lx proti zemi a kapacita C2 úseku (2L— lx), taktéž proti zemi. Délky vodičů jsou úměrné kapacitám. Vzdálenost místa poruchy se vypočítá
Obrázek 5. Zjištění přerušení žíly kapacitním můstkem
b) Impulsní, indukční a rázové měřicí přístroje
Měřicí metody na vyhledání poruchového místa v kabelu nebo ve venkovním vedení, které nejsou založeny na odporovém můstku, lze zhruba rozdělit do tří skupin:
- a) impulsní metoda (odrazu impulsů),
- b) indukční metoda (magnetického pole),
- c) rázová metoda (akustická).
Metoda odrazu impulsů
Do měřeného kabelu se vysílají krátkodobé impulsy přesného tvaru a trvání. Tvar a délka impulsů má vliv na přesnost měření. Impulsy se strmým čelem umožňují rozlišení nepravidelnosti v kabelu. Do kabelu se vysílá pravidelný sled impulsů s takovým časovým rozestupem, aby každý impuls dozněl před vysláním impulsu dalšího. Doba následujících impulsů je řádově milisekunda. Impulsy se na každé nepravidelnosti kabelu částečně nebo úplně odrážejí. Ze změřené doby průběhu impulsu se dá určit vzdálenost nepravidelnosti (poruchy) od místa měření. K měření doby průběhu impulsů slouží katodový osciloskop se zpožďovacím zařízením, kterým se dá na stínítku nastavit libovolný výsek z celkového obrazu, např. jednotlivé úseky, kde vzniká odraz. Každý druh nepravidelnosti způsobuje vertikální výchylku světelného bodu, přičemž tvar výchylek je typicky různý, je jiný pro odraz ve spojce, odbočce, v místě poruchy apod. Místo poruchy se dá zjistit s přesností kolem 5m. Impulsní metoda se dá použít i k pravidelným revizím kabelů a zjištění jejich zhoršujícího se stavu.
Obrázek 6. Zjištění místa poruchy hledači cívkou a určení hloubky uložení kabelu
Indukční metoda
Měřený kabel se napájí střídavým proudem. Aby se vyloučily vlivy průmyslového kmitočtu, používá se při měření tónového generátoru s vysokým kmitočtem v rozmezí 800 až 10.000Hz. Kolem vodiče vznikne střídavé magnetické pole, které indukuje v hledači cívce napětí, jež se čte na stupnici měřidla nebo se snímá sluchátkem (obrázek 6). K vybuzení co nejsilnějšího pole je třeba vytvořit zkrat s malým odporem propalovacím přístrojem. Při přerušení žíly kabelu nebo při zkratu s velkým odporem se místo poruchy hledá obtížně. Indukční metoda umožňuje přesné zjištění tras kabelů a také kovových potrubí, jejich hloubku, místo poškození, rozlišeni kabelů ve svazku, vyhledání uzemnění apod.
Rázová metoda
Používá se tam, kde se nedá zmenšit velikost odporu poruchy propálením nebo kde jsou žíly přerušeny. Principem této metody je vybíjení kondenzátem přes jiskřiště do vadného kabelu (obrázek 7). Rázová vlna způsobí v místě poruchy přeskok, který je provázen zvukovou explozí. Hluk se snímá přiloženým zemním mikrofonem a po zesílení se převádí do sluchátek nebo do indikátoru impulsů.
Obrázek 7. Zjišťování místa přerušení vodičů
TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|
|