При експлуатації кабельних ліній мають місце наступні види їх пошкоджень:
- однофазні замикання на землю;
- замикання струмоведучих жил між собою;
- обриви фаз.
Одною з основних задач при ремонті кабельної лінії являється визначення місця пошкодження кабелю. Пошкоджений кабель від’єднується з обох кінців від обладнання і за допомогою мегомметра визначається характер пошкодження: вимірюється опір ізоляції між кожною фазою і заземленою металевою оболонкою і між кожною парою фаз.
Вимірювання проводять з одного кінця кабелю. Фазні жили другого кінця кабелю розімкнені (для визначення замикань) або замкнені і заземлені (для визначення обривів).
Результати вимірювань не завжди можуть виявити характер пошкодження, тому що перехідний опір в місці пошкодження може бути достатньо високим, з-за затікання місця пробою ізоляції маслоканіфольним складом (запливаючий пробій) в кабелях з паперовою просоченою ізоляцією.
Для зниження перехідного опору ізоляція кабелю в місці пошкодження пропалюється. Для цього на кабель подається напруга, достатня для пробою ізоляції в місці пошкод - ження. Після декількох пробоїв перехідний опір в місці пошкодження зменшується, розрядна напруга знижується, а струм розряду збільшується. Ізоляція пропалюється цим струмом, а перехідний опір в місці пошкодження зменшується.
Після визначення характеру пошкодження вибирається спосіб і апаратура для визначення місця пошкодження кабелю.
По точності визначення місця пошкодження розрізняють відносні і абсолютні методи.
Відносні методи мають похибку і дозволяють визначити лише зону пошкодження. Це такі методи як:
Імпульсний метод, при якому визначається зона однофазного або багатофазного
замикання, зона обриву будь якої кількості фазних жил. В пошкоджену лінію посилається еталонний електричний імпульс. По екрану вимірювального приладу в мікросекундах, вимірюється інтервал часу tх між моментом подачі імпульсу і моментом приходу імпульсу, що відбивається від місця пошкодження (рис.3.2.1).
Швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль в силових кабелях практично не залежить від перерізу і матеріалу жил і складає 160 ± 3 м/мкс. Відстань до місця пошкод - ження визначається як: lх = 80tх, м.
Для випадку, що приведений на рис.3.2.1, інтервал часу між моментом подачі імпульсу і моментом приходу імпульсу tх = 3,5 мкс зона пошкодження знаходиться на відстані lх = 80 · 3,5 = 280 м від місця вимірювання.
Рис.3.2.1. Екран приладу при визначенні зони пошкодження кабелю імпульсним методом: а - при замиканні; б - при обриві.
По знаку відбитого імпульсу можна визначити і характер пошкодження. Якщо посланий і відбитий імпульс різного знаку - пошкодження типу замикання (а), якщо одного знаку - пошкодження типу обрив (б).
Петльовий метод використовується для визначення зони однофазних і двофазних замикань на землю. Цей метод заснований на вимірюванні омічного опору жил кабелю до місця пошкодження.
На одному кінці кабелю замикаються нормальна і пошкоджена жили (створюється петля). Вимірювання проводяться з другого кінця кабелю (рис.3.2.2). Для вимірювання опорів R3 і R4 може використовуватися, наприклад, міст постійного струму.
Рис.3.2.2. Схема визначення зони пошкодження петльовим методом.
L – паспортна довжина лінії,
lх – відстань від місця вимірювання до місця пошкодження.
В одну діагональ вимірювального моста включається джерело постійного струму –U, в другу - мілівольтметр mV. Регульованими опорами R1 і R2 досягається рівновага моста - нульовий показ мілівольтметра.
З умови рівноваги моста виводиться формула:
де L – паспортна довжина лінії.
Ємнісний метод дозволяє визначити зону обриву фазних жил кабелю. Метод базується на вимірюванні ємності між жилами або між кожною жилою і заземленою металевою оболонкою кабелю (рис.3.2.3).
Рис.3.2.3. Схема визначення зони пошкодження ємнісним методом.
Якщо виміряна ємність обірваної жили складає Сх, а виміряна ємність цілої жили – Сл, то відстань до місця обриву складатиме:
При обриві всіх фазних жил ємність кабелю визначається: де b0 – питома ємнісна провідність кабелю, визначається з довідникових даних.
Абсолютні методи. Точне місце пошкодження дозволяють знайти абсолютні методи такі, як індукційний і акустичний.
Індукційний метод дозволяє визначити місце багатофазних замикань в кабелі після успішного пропалювання ізоляції в місці пошкодження і подачі в жили кабелю напруги частотою 1 кГц від спеціального генератора (рис.3.2.4). Метод заснований на сприйманні магнітного поля, що створюється навколо кабелю струмом, який по ньому протікає. Поле сприймається рамкою індуктора, тобто в рамці буде індукована ЕРС, яка перетворюється на звуковий сигнал. Пошук пошкодження здійснюється шляхом проходу кабельної траси.
Рис.3.2.4. Схема визначення місця пошкодження індуктивним методом.
Акустичний метод дозволяє визначити місце однофазних і багатофазних замикань в кабелі при запливаючому пробої.
В пошкоджену жилу періодично подаються імпульси постійної напруги, наприклад, від накопичувального конденсатора. В місці пошкодження виникають розряди, які створюють акустичний шум. Рівень цього шуму прослухується з поверхні землі, наприклад, за допомогою стетоскопу або приладу з пєзодатчиком-перетворювачем механічних коливань в електричні.
При практичному пошуку місць пошкодження КЛ використовується поєднання відносних і абсолютних методів. За допомогою відносного методу визначається зона пошкодження, а потім в цій зоні шукають місце пошкодження абсолютним методом.