Основные методы определения мест повреждения (ОМП)

Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.

Виды повреждений и основные методы поиска

Виды повреждений	Схема повреждения	Переходное сопротивление, Ом	Дистанционный метод	Топографический метод	Оборудование для определения мест повреждений
Замыкание фаз на оболочку кабеля		Rп	Импульсный	Акустический	РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
		100 4	Мостовой	Акустический, накладная рамка	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
		Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-105М1, КП-500К
		100 4	Петлевой (мостовой)	Акустический	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
		Rп ≤ 50	Импульсный	Акустический	РЕЙС-105М1, КП-500К
		100 4	Мостовой	Акустический, индукционный	РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
Замыкания между фазами	Rп	Импульсный	Индукционный	РЕЙС-105М1, КП-500К
Обрыв жил с заземлением и без заземления	Rп > 106	Импульсный, колебательного разряда	Акустический, индукционный, накладная рамка	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» ,ПА-1000А, КП-500К
		Rп > 106	Импульсный, колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70 , ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
		0 Rп 3	Импульсный	Акустический, индукционный	РЕЙС-105М1, ГП-24 «Акустик», ПА-1000А, КП-500К
Заплывающий пробой	Rп > 106	Колебательного разряда	Акустический	РЕЙС-305, SC40, SD80, АИП-70, ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А

Причины возникновения

Подобная ситуация может возникнуть не только в условиях непосредственной эксплуатации, но и на этапе монтажных работ. В процессе рабочие могут непринужденно повредить несколько линий, может быть выявлен производственный брак, работы на других коммуникациях, не относящихся к целевой сети и еще множество печальных вариантов, которые приведут к неработоспособности линии.

В домашних же электросетях проводка, аккуратно спрятанная под любимый ремонт, может дать сбой в самый неподходящий момент. Самыми частыми причинами являются производственный брак и микроповреждения, нанесенные проводу в процессе монтажа.

Какой бы не была причина, а задача состоит в том, чтобы точно определить место разрыва, не руша при этом дорогой ремонт и не перекапывая сотни метров земли. Данный вопрос и существующие методики решения проблемы мы и рассмотрим.

Дистанционные (относительные) методы

• Импульсный метод заключается в том, что в кабельную ли­нию посылаются электрические импульсы (зондирующие импуль­сы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально рассто­янию до него вычисляют расстояние. Можно определить рассто­яние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
• Емкостный метод
  возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значе­нию измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помо­щью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в ме­сте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
• Метод колебательного разряда
  используется при опре­делении расстояния до мест однофазных повреждений с переход­ным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к по­явлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
• Волновой метод
  используется, в том случае, если сопро­тивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряжен­ного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произой­дет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отраз­ится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений времен­ной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время коле­бательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
• Петлевой метод
  основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места поврежде­ния невелика и составляет около 15% измеряемой длины.

Как работать с тестером

Для того чтобы воспользоваться мультиметром, нужно запомнить позиции переключателя на лицевой панели. Для поиска обрыва понадобятся режимы измерения сопротивления или прозвонки (см. рис).

Рассмотрим пример, когда пропало освещение в одной из комнат. Здесь могут быть три вида неисправностей:

• вышел из строя выключатель;
• пропал контакт в месте подсоединения проводов к выключателю;
• оборвался проводник скрытый в штробе.

Все их можно проверить мультиметром. При этом необходимо соблюдать последовательность действий.

1. Требуется обесточить проводку в квартире, отключив автоматы в электрощите.
2. Как проверить выключатель? Отсоединив от него провода, проверяем сопротивление между его клеммами. В одном положении выключателя дисплей должен показывать 1 (обрыв), а в другом – 0 (короткое замыкание). Если это так, значит – выключатель исправен. Если в обоих положениях обрыв – устанавливается новый.
3. Проверяем, есть ли напряжение в жилах кабеля, который подводит электричество к распределительной коробке. Перед тем как проверить, нужно надеть на концы щупов крокодилы, выбрать режим измерения переменного напряжения (ACV) с диапазоном выше 200 В.
4. По одному аккуратно подсоединить щупы к проводникам. Чтобы не спровоцировать КЗ и самому не пострадать от электричества, концы проводов следует расположить как можно дальше друг от друга.
5. Вновь подключается к проводам электричество. Если на дисплее появилось значение больше 200 – значит, проводка в порядке. Если 0 – придётся искать обрыв в цепи, идущей от электрощита к распределяющей коробке.

Осталось проверить скрытый кабель, идущий от распределительной коробки к выключателю. Как найти обрыв проводки в стене?

1. Отключается электричество.
2. Режим работы тестера переключается в прозвонку.
3. Один из щупов крокодилом подсоединяется к одному концу жилы кабеля. Другой щуп – к другой кабельной жиле.
4. В распределительной коробке обе проверяемые жилы соединяются, образуя замкнутый контур.
5. Если кабель не оборван – будет подан звуковой сигнал. Если сигнала нет – одна из жил оборвана.

Топографические (абсолютные) методы

• Акустический метод поиска
  основан на прослуши­вании над местом повреждения звуковых колебаний, возни­кающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
• Потенциальный метод поиска
  основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами.
• Индукционный метод поиска
  основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре

• Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
• Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
• Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
• Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
• Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
• Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
• Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
• Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.

Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.

В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.

Неисправности скрытой электропроводки

Такие явления, как обрыв проводки в стене или короткое замыкание, в жилых постройках происходят довольно часто. Возникают неисправности по разным причинам:

• непрофессиональное, неправильное или небрежное отношение к электромонтажным работам;
• плохой контакт в местах соединения проводников – электрощитах, распределительных коробках, розетках, выключателях;
• забивание гвоздей или сверление стен, вызывающих повреждение электропроводки;
• при ремонте помещений.

Вследствие этого может пропасть нулевая фаза или заземление, одна из фаз или сразу несколько. Возможно короткое замыкание между этими жилами. Как найти замыкание или обрыв в скрытой проводке? Можно ли это сделать своими руками и какие приборы использовать? Для этого не нужны особые навыки, достаточно воспользоваться недорогим устройством – мультиметром (тестером).

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

https://youtube.com/watch?v=1n4bkFNuVSI

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Устранение обрыва фазного и нулевого проводов

Выяснив точное место обрыва кабеля и определив его особенность (повреждение «фазы», «ноля»), можно приступить к его ремонту.

Для устранения поврежденного фазового провода, следует выполнить такие шаги:

Прежде всего нужно отключить фазный провод. При помощи молотка или иного инструмента убрать штукатурку или иную отделку с поверхности стены. Необходимо освободить участок вдоль трассы примерно на 10-15 см, захватывая зону справа и слева от предполагаемого центра повреждения. От сети требуется отделить поврежденную жилу, стараясь не задеть изоляцию на прочих кабелях. Медную проводку лучше соединять пайкой. Для этого требуется взять дополнительный кусок подобного изделия, из которого выполняется ремонтная перемычка. Желательно также предварительно надеть на жилу поврежденного кабеля поливинилхлоридную либо термоусадочную трубку

Концы перемычки скручиваются с концами перебитого провода, после чего соединения спаиваются. На отремонтированное место плотно (в несколько слоев) накладывается изоляционная лента, после чего на нее осторожно задвигается трубка, одетая на провод. Это обеспечивает герметичность крепежа.

Алюминиевые провода хуже поддаются пайке, для которой к тому же требуется специальный припой и флюс. В этом случае самым надежным способом соединения будет клемма WAGO, при этом место ее крепления требуется обмотать изолентой и дополнительно покрыть герметиком.

Провода можно также соединить при помощи ответвительной коробки. Для этого с оборванного провода снимается изоляция, после чего его концы разводятся в разные стороны. При помощи перфоратора, оснащенного специальной коронкой в стене пробивается отверстие, размеры которого совпадают с параметрами ответвительной коробки.

Устройство вставляется в проем, после чего оно закрепляется алебастром. В коробку помещаются провода, при этом поврежденные жилы соединяются по цвету и обматываются изоляционной лентой. В заключении коробка с восстановленными проводами закрывается крышкой.

Если кабели помещаются в специальных трубках, поврежденные жилы следует осторожно вытянуть наружу, а вместо них при помощи протяжного приспособления вставить новые провода. При повреждении нулевого кабеля в начале работы его требуется отсоединить от шины, прикрепив фазную жилу

Весь остальной процесс совпадает с описанным выше регламентом

При повреждении нулевого кабеля в начале работы его требуется отсоединить от шины, прикрепив фазную жилу. Весь остальной процесс совпадает с описанным выше регламентом.

После любого вида ремонта штробы покрываются штукатуркой. Давать напряжение в отремонтированную проводку можно лишь после полного высыхания покрытия.

Технические параметры трассоискателей и трассодефектоискателей

Трассоискатель и трассодефектоискатель может иметь различную форму, вес и стоимость. Погоня за миниатюризацией трассоискателя приводит к существенным проблемам в чувствительности и помехозащищённости прибора. Поэтому трассоискатели и трассодефектоискатели фирмы “ЭРСТЕД” сбалансированы по форме, весу и стоимости. Трассоискатель ТИ-05-3 и трассодефектоискатель ТДИ-05М3 нижнего ценового диапазона заслужили положительные отзывы на протяжении всего периода выпуска их серии. Однако наибольшей популярностью пользуется трассодефектоискатель ТДИ-МА среднего ценового диапазона, который осуществляет поиск повреждения кабеля даже в условиях аномальных помех от ЛЭП или железной дороги.

И конечно, поиск повреждения кабеля с помощью трассодефектоискателя затруднён без использования генератора. Генераторы подают в кабель ток согласованной с трассоискателем частоты. Именно поэтому, кабелеискатель может отличать свой кабель от другой трассы. По своей структуре, генераторы делятся на два типа, что удобно показать на примере генераторов :

• портативные генераторы ИЗИ;
• условно портативные генераторы ИЗИ-100.

Преимущества генераторов ИЗИ

Генератор ИЗИ является переносным прибором, которым легко автономно работать в полевых условиях. Генератор развивает мощность до 6 Вт, что является достаточным условием для поиска повреждения кабеля на расстоянии до 5 км. Генератор ИЗИ-100 является также переносным прибором, но он предназначен для работы только от сети 220 В. Развивая мощность до 100 Вт, этот генератор прекрасно подходит для определения места межфазного пробоя и короткого замыкания. Стоит упомянуть, что эти генераторы представлены в нижнем и среднем ценовом сегменте.

В заключении хочется пожелать удачи в поиске повреждения кабеля, поскольку грамотно подобранные приборы способны только облегчить эту задачу, в которой основную роль играет опыт.