расчет трансформатора. Минск Москва Новое знание
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
95 Если.хотя.бы.предположительно.известно,.к.какому.концу.ка- бельной. линии. ближе. может. быть. расположено. место. поврежде- ния,. то. для. измерений. нужно. выбирать. именно. этот. конец. КЛ.. В. других. случаях. желательно. проводить. измерения. последова- тельно.с.двух.концов.КЛ. Даже. такие. повреждения,. как. короткое. замыкание. и. обрыв,. дающие.максимальные.отражения.зондирующего.сигнала,.не.всег- да.легко.обнаружить..При.большом.затухании.и.больших.неодно- родностях.волнового.сопротивления.амплитуда.отражения.от.уда- ленных.повреждений.зачастую.меньше,.чем.отражение.от.близко. расположенных.неоднородностей.волнового.сопротивления..Поэ- тому.такое.повреждение.может.быть.сложным.для.обнаружения. Как.правило,.сложные.повреждения.встречаются.значительно. чаще.простых..Перевод.повреждений.из.разряда.сложных.в.разряд. простых. возможен. за. счет. применения. различных. методов. обра- ботки. информации,. полученной. при. измерениях. методом. им- пульсной. рефлектометрии.. Анализ. рефлектограммы. осуществля- ется.встроенным.вычислительным.устройством.путем.запоминания,. сравнения,.вычитания,.аналого-цифровой.отстройки.от.помех,.со- гласования.параметров.системы.с.параметрами.кабеля. Метод.импульсной.рефлектометрии.позволяет.определить.та- кие.места.повреждения,.как.обрыв,.короткие.замыкания,.низкоом- ные.соединения.жил.или.оболочки.при.сопротивлении.утечки.до. нескольких.десятков.кОм.(в.зависимости.от.длины.линии,.затуха- ния. и. помех),. муфты,. ответвления. и. т.д.. При. малых. синхронных. помехах. возможно. обнаружение. повреждений. и. для. более. высо- ких.значений.сопротивления.утечки. Петлевой метод.применяется.для.определения.расстояния.до. места.замыкания.жилы.на.оболочку.в.силовых.кабельных.линиях. при.наличии.одной.неповрежденной.жилы..Данный.метод.может. применяться. при. значении. переходного. сопротивления. в. месте. повреждения. до. 5. кОм.. При. необходимости. снижения. величины. переходного. сопротивления. изоляцию. кабеля. дожигают. высоко- вольтной.установкой..Метод.основан.па.принципе.измерительного. моста.постоянного.тока.(рис..3.12). Определяется.соотношение.сопротивлений.поврежденной.и.не- поврежденной.жил.относительно.точки.замыкания..При.измерении. Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 96 поврежденная.и.неповрежденная.жилы.соединяются.на.противопо- ложном.конце.кабеля.перемычкой.сечением.не.менее.50.мм 2 ..Плечи. измерительного. моста. образуются. регулируемыми. комбинирован- ными. сопротивлениями. r 1 . и. r 2 ,. сопротивлениями. жил. r x . и. r y ,. соответственно.пропорциональными.длинам.кабеля.l х .и.l.+.l у ..Регу- лируя.сопротивления.r 1 .и.r 2 ,.устанавливают.стрелку.гальванометра. в.нулевое.положение,.что.соответствует.равновесию.плеч.моста: r r r r x y 1 2 = .(3.5) Поскольку. сопротивление. жилы. прямо. пропорционально. ее. длине,. из. получаемого. соотношения. можно. определить. расстоя- ние.до.места.повреждения: l lr r r x = + 2 1 1 2 , (3.6) где. r 1 ,. r 2 . —. сопротивления. моста,. подключенные. соответственно. к.поврежденной.и.неповрежденной.жилам,.Ом. После.определения.расстояния.l х .(м).следует.поменять.места- ми.концы.проводов,.идущие.к.кабелю,.и.произвести.новое.измере- ние,. при. этом. будет. найдено. расстояние. l у . +. l.. Если. результаты. обоих.измерений.в.сумме.заметно.отличаются.от.двойной.длины. кабеля,. то. измерения. произведены. неточно. и. их. надо. повторить,. предварительно.проверив.все.контакты.в.схеме. Метод колебательного разряда применяется. для. определе- ния.расстояния.до.места.повреждения.в.силовых.кабельных.лини- Рис. 3.12. Схема.для.определения.места.повреждения.кабеля.петлевым. методом 3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий 97 ях. при. замыканиях,. носящих. характер. «заплывающего». пробоя.. Сущность. метода. заключается. в. измерении. периода. (полуперио- да).свободных.колебаний,.возникающих.в.заряженной.кабельной. линии.при.пробое.изоляции.в.месте.повреждения. За.один.период.свободных.колебаний.Т.волна.4.раза.проходит. расстояние.от.места.повреждения.до.конца.кабеля,.тогда l V T T x = = 4 40 , (3.7) где.l х .—.расстояние.от.места.измерения.до.места.повреждения.ка- беля;. V. —. скорость. распространения. электромагнитной. волны;. Т.—.период.колебаний. Измерение.периода.свободных.колебаний.производится.по.из- менению. напряжения. на. конце. кабеля. с. помощью. осциллографа. или.электронного.микросекундомера..С.целью.повышения.точно- сти.измерения.в.расчет.берется.время.только.первого.полупериода. колебаний,.имеющего.наименьшее.искажение. Метод. колебательного. разряда. является. единственным. при. определении. расстояния. до. места. повреждения. при. «заплываю- щем». пробое. и. позволяет. производить. непосредственное. измере- ние.расстояния.по.шкале.микросекундомера.независимо.от.длины. и.типа.КЛ.(рис..3.13). Рис. 3.13. Схема.определения.мест.повреждения.в.кабеле.методом. кабельного.разряда:. 1.—.высоковольтная.установка;.2.—.делитель.напряжения;.3.—.цепь.останов- ки;.4.—.цепь.пуска;.5.—.измерительный.прибор;.6.—.место.повреждения;. 7.—.металлическая.оболочка;.8.—.жилы.кабеля Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 98 Емкостный метод.применяется.для.определения.расстояния. до.места.повреждения.при.обрыве.жил.кабеля.в.соединительных. муфтах.при.сопротивлении.изоляции.поврежденной.жилы.не.ме- нее. 5. кОм.. Принцип. метода. заключается. в. измерении. емкости. оборванного. участка,. которая. пропорциональна. длине. кабеля. до. места.повреждения..Емкость.можно.определить.как.при.постоян- ном.токе,.так.и.при.переменном..Рассмотрим.применение.данного. метода.в.трех.случаях.повреждений. 1..Обрыв. жилы. (рис.. 3.14,. а).. Измеряют. емкость. оборванной. жилы. с. одного. (С 1 ). и. другого. (С 2 ). концов. кабеля.. Расстояние. до. места.повреждения lx LC C C = + 1 2 2..Обрыв. жилы. с. замыканием. на. землю. ее. второго. конца. (рис..3.14,.б)..В.этом.случае.С 2 .=.0..Измеряют.емкость.С 1 .оборван- ной.жилы..Расстояние.до.места.повреждения Рис. 3.14. Виды.повреждения.кабелей.с.обрывом.жил: а.—.без.заземления;.б.—.с.заземлением.одного.конца;.в.—.с.заземлением. одного.конца.и.двух.других.жил 3.5. Обнаружение повреждений кабельных линий на трассе 99 l LC C x = 1 , где.С.—.емкость.неповрежденной.жилы,.мкФ. 3..Обрыв. одной. жилы. с. замыканием. жил. между. собой. и. на. землю.—.глухое.заземление.(рис..3.14,.в)..Расстояние.до.места.по- вреждения l C C x = 1 0 , где.С 0 .—.удельная.емкость,.мкФ/км.(берется.из.справочника). Для.измерения.емкостным.методом.используются.генераторы. 1000. Гц. и. мосты. постоянного. тока. (только. при. чистом. обрыве. жил).и.переменного.тока.(при.чистых.обрывах.жил.и.переходных. сопротивлениях.5.кОм.и.выше). 3.5. обнаружение повреждений кабельных линий на трассе Последовательность обнаружения и определения поврежде- ний в кабельных линиях. Последовательность.операций.для.обна- ружения.и.определения.мест.повреждения.кабельных.линий.зави- сит.от.их.вида:.силовые.или.контрольные,.а.также.от.вида.кабель- ной.трассы:.подземные,.в.коробах,.в.каналах.и.т.п..Например,.для. обслуживания.силовых.кабельных.линий.обязательным.является. наличие. высоковольтных. генераторов,. прожигающих. устройств,. локационных.и.волновых.дистанционных.искателей.повреждений,. индукционных.и.акустических.топографических.искателей.повреж- дений.. Для. кабелей. связи,. управления. и. контроля. использование. методов. пробоя. и. прожига,. как. правило,. не. допускается,. поэтому. применяют. локационные. и. мостовые. дистанционные. искатели.. повреждений,. а. также. индукционные. топографические. искатели. повреждений. Все. повреждения. по. характеру. делятся. на. устойчивые. и. не- устойчивые,.простые.и.сложные..К.устойчивым.повреждениям.от- носятся.короткие.замыкания.(КЗ),.низкоомные.утечки.и.обрывы.. Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 100 Характерной.особенностью.устойчивых.повреждений.является.не- изменность.сопротивления.в.месте.повреждения.с.течением.време- ни. и. под. воздействием. различных. дестабилизирующих. факторов.. К. неустойчивым. повреждениям. относятся. утечки. и. про.доль.ные.. сопротивления. с. большими. величинами. сопротивлений,. «заплы- вающие.пробои».в.силовых.кабельных.линиях,.увлажнения.места. нарушения. изоляции. и. др.. Неустойчивые. повреждения. могут.. самоустраняться,. оставаться. неустойчивыми. или. переходить. при. определенных. условиях. в. устойчивые.. Сопротивление. в. месте.. неустойчивого. повреждения. может. изменяться. как. с. течением. времени,. так. и. под. воздействием. различных. дестабилизирующих. факторов.(напряжения,.тока,.температуры.и.др.).. Для.эффективного.обнаружения.мест.повреждения.кабельных. линий.необходимо.совместное.использование.приборов.дистанци- онного. определения. мест. повреждения. (например,. импульсных. рефлектометров.РЕЙС-105М).и.приборов.трассового.поиска.мест. повреждения.. Для. этого. сначала. прибором. дистанционного. типа. определяют.зону.нахождения.места.повреждения,.а.затем.трассо- вым. прибором. находят. точное. местонахождение. повреждения.. Среди. трассовых. методов. наибольшее. применение. получил. ин- дукционный. Индукционный метод применяется. для. непосредственного. отыскания.мест.повреждения.на.трассе.кабельной.линии.при.не- больших. переходных. сопротивлениях. (не. более. 20…50. Ом).. (рис..3.15). Пользуясь.этим.методом,.можно.определить.трассу.и.глубину. залегания.кабеля..Сущность.метода.заключается.в.пропускании.по. кабелю. тока. 15…20. А. звуковой. частоты. и. фиксации. характера.. изменения.электромагнитного.поля.над.кабелем.с.помощью.при- емного.устройства..Наводимая.в.приемной.антенне.ЭДС.пропор- циональна.току.в.кабеле,.числу.витков.и.площади,.охватываемой. антенной.. Практически. для. индукционного. метода. применяется. частота.800…1200.Гц. При.определении.места.повреждения.и.трассы.кабеля.следует. учитывать,.что.наводимая.ЭДС.зависит.от.токораспределения.в.ка- беле.и.взаимного.пространственного.положения.антенны.и.кабеля. 3.5. Обнаружение повреждений кабельных линий на трассе 101 Для.определения.места.замыкания.между.жилами.и.нахожде- ния.соединительных.муфт.на.трассе.кабельной.линии.выводы.ге- нератора.присоединяют.к.поврежденным.жилам.кабеля. Оператор,. продвигаясь. вдоль. трассы. кабеля,. с. помощью. при- емной. рамки. (антенны),. усилителя. и. телефонных. наушников. по. характеру.электромагнитного.поля.определяет,.где.проходит.трас- са.и.расположена.муфта,.а.также.глубину.прокладки.кабеля.и.ме- сто.повреждения. При.перемещении.антенны.вдоль.трассы.кабеля.будут.обнару- живаться. изменяющиеся. по. уровню. звучания. сигналы.. В. мостах. расположения. соединительных. муфт. наблюдается. резкое. усиле- ние. сигнала.. При. прокладке. кабеля. в. металлической. трубе. или. при. заглублении. трассы. кабеля. наблюдается. сильное. ослабление. сигнала.. Над. местом. повреждения. сигнал,. как. правило,. усилива- ется,.что.обусловливается.переходом.тока.с.жилы.на.жилу..За.ме- стом.повреждения.на.расстоянии.не.более.половины.шага.скрутки. жил.кабеля. а = 1 2 5 2 ... , м .сигнал.затухает.(рис..3.15,.б). Рис. 3.15. Схема.определения.замыкания.между.жилами.индукционным. методом.(а),.кривая.изменения.ЭДС.антенны.вдоль.оси.кабеля. и.технология.отыскания.повреждения.(б): 1.—.муфта.соединительная;.2.—.кабель.в.металлической.трубе;.3.—.место. повреждения;.4.—.генератор;.5.—.антенна;.6.—.усилитель;.7.—.телефон Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 102 Определение.места.однофазного.короткого.замыкания.в.кабеле. на.оболочку.индукционным.методом.требует.от.оператора.больших. навыков..Погрешность.определения.места.повреждения.индукци- онным.методом.допускается.не.более.0,5.м. Индукционный. метод. трассового. поиска. кабельных. линий. основан.на.регистрации.магнитного.поля,.которое.создается.про- текающим.по.кабелю.током..Поле.вокруг.одиночного.кабеля.мож- но.представить.в.виде.концентрических.линий.(рис..3.16). Рис. 3.16. Электрическое.поле.одиночного.кабеля Датчиком.магнитного.поля.служит.магнитная.антенна.(катушка. индуктивности. с. ферритовым. сердечником).. Если. ось. магнитной. антенны. расположить. параллельно. поверхности. земли. непосред- ственно. над. кабелем,. вдоль. линий. поля,. то. в. катушке. наведется. электрический. сигнал. максимальной. амплитуды. (рис.. 3.16,. а).. При.смещении.катушки.в.сторону.амплитуда.снимаемого.с.катуш- ки.сигнала.будет.плавно.уменьшаться..По.максимуму.сигнала.при. указанном.положении.катушки.на.практике.обнаруживают.ориен- тировочное. местонахождение. трассы. кабельной. линии.. Однако. из-за. размытости. максимума. сигнала. местонахождение. кабеля. определяется.неточно.. Если. ось. поисковой. катушки. расположить. перпендикулярно. поверхности.земли.непосредственно.над.кабелем.(перпендикуляр- но.линиям.поля,.когда.ось.катушки.проходит.через.ось.кабеля),.то. электрический. сигнал. с. катушки. будет. иметь. минимальную. ам- плитуду. (рис.. 3.16,. б).. При. смещении. антенны. в. сторону. от. оси. 3.5. Обнаружение повреждений кабельных линий на трассе 103 кабеля. амплитуда. сигнала. сначала. резко. увеличивается,. а. затем. плавно. уменьшается,. что. позволяет. получить. резко. выраженный. минимум.сигнала.и.точно.определить.местонахождение.кабеля. Для.точного.определения.мест.повреждения.на.трассе.использу- ют.комплекты.приборов,.состоящие.из.генератора.звуковых.частот. и.индукционного.приемника.(например,.индукционные.комплек- ты.фирмы.STELL:.SG-600.и.SG-80). При.непосредственной.связи.выходной.ток.генератора.протека- ет.непосредственно.по.кабелю,.поэтому.создаваемое.им.магнитное. поле.имеет.наибольшую.напряженность. При. непосредственном. подключении. генератора. по. схеме. не- поврежденная.жила.—.земля.(рис..3.17).один.конец.неповрежден- ной.жилы.кабеля.присоединяют.к.одной.из.выходных.клемм.гене- ратора.. Вторую. клемму. генератора. соединяют. с. заземлителем,.. которым. может. служить. либо. металлический. стержень. длиной. 0,5.м.с.присоединенным.к.нему.проводом,.вбитый.в.землю.на.рас- стоянии. 6...8. м. от. генератора,. либо. водопроводная. сеть,. либо.. металлическая.опора.линии.электропередачи..Другой.конец.непо- врежденной.жилы.также.заземляют. Рис. 3.17. Непосредственное.подключение.генератора.по.схеме. неповрежденная.жила.—.земля Выходной. ток. генератора. проходит. по. неповрежденной. жиле. кабеля.и.замыкается.через.землю..Вокруг.кабеля.возникает.поле,. которое. можно. регистрировать. на. протяжении. всей. линии. и. тем. самым.определять.ее.местонахождение. Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 104 При. непосредственном. подключении. генератора. по. схеме. не- поврежденная. жила. —. броня. (рис.. 3.18). неповрежденную. жилу. подключают.к.одной.из.выходных.клемм.генератора,.а.другую.вы- ходную.клемму.генератора.соединяют.с.броней.(экраном).кабель- ной. линии.. На. другом. конце. кабельной. линии. неповрежденную. жилу.соединяют.с.броней.(экраном).кабельной.линии. Рис. 3.18. Непосредственное.подключение.генератора. по.схеме.неповрежденная.жила.—.броня Выходной.ток.генератора.протекает.по.неповрежденной.жиле. и. возвращается. по. броне. (экрану). кабеля.. Токи. в. жиле. и. броне. протекают.в.противоположных.направлениях,.поэтому.интенсив- ность.результирующего.магнитного.поля.вокруг.кабеля.уменьша- ется.. Если. выход. генератора. подключить. к. двум. жилам. кабеля. и.соединить.эти.жилы.на.противоположном.конце.между.собой,.то. интенсивность.результирующего.поля.вокруг.кабеля.будет.перио- дически.изменяться. Рассмотренные.методы.требуют.соединений.на.противополож- ном.конце.кабельной.линии..В.случае.полного.обрыва.кабеля.или. короткого. замыкания. (между. жилами. или. между. жилами. и. бро- ней). в. кабеле. все. соединения. на. противоположном. конце. кабеля. не.имеют.смысла,.так.как.местонахождение.повреждения.неизвест- но.. Рассмотрим. примеры. подключения. генератора. при. наличии. в.кабельной.линии.повреждения. Непосредственное. подключение. генератора. по. схеме. оборван- ная.жила.—.броня.показано.на.рис..3.19..Данный.метод.использует. наличие.распределенной.емкости.кабельной.линии..Выходной.ток. генератора. протекает. через. подключенную. к. его. выходу. повреж- 3.5. Обнаружение повреждений кабельных линий на трассе 105 денную.жилу,.распределенную.емкость.кабеля.и.броню.кабельной. линии..При.удалении.от.начала.кабеля.ток.в.подключенной.жиле. постепенно.убывает.из-за.ответвления.на.распределенную.по.дли- не. емкость.. Поэтому. интенсивность. поля,. окружающего. кабель,. при. удалении. от. начала. кабеля. также. убывает.. Интенсивность. магнитного.поля.над.кабелем.в.месте.обрыва.становится.нулевой.. Уменьшение.интенсивности.магнитного.поля.вдоль.кабельной.ли- нии.показано.на.рис..3.20. Рис. 3.19. Непосредственное.подключение.генератора. по.схеме.оборванная.жила.—.броня Рис. 3.20. Интенсивность.магнитного.поля.над.кабелем.при.непосред- ственном.подключении.по.схеме.оборванная.жила.—.броня Для. увеличения. интенсивности. магнитного. поля. над. кабель- ной.линией.необходимо.увеличить.силу.тока,.протекающего.по.ка- белю..В.рассматриваемом.случае.выходной.ток.генератора.проте- кает.через.распределенное.емкостное.сопротивление.между.жилой. и.броней,.погонная.величина.которого.выражается.в.виде |